DE69723368T2

DE69723368T2 - Bubble jet head and bubble jet apparatus employing the same

Info

Publication number: DE69723368T2
Application number: DE69723368T
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Ohta-ku Tachihara; Yasuyuki Ohta-ku Tamura; Mineo Ohta-ku Kaneko; Makoto Ohta-ku Shioya
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: EP0822080B8; DE69723368D1; EP0822080B1; EP0822080A3; US6174049B1; ES2203740T3; EP0822080A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen einer Druckfläche eines Druckmediums gegenüberliegend angeordneten Bubble-Jet-Kopf, um Tinte durch den Druck eines Bläschens in Richtung der Druckfläche auszustossen, und ein Bubble-Jet-Gerät, das solch einen Bubble-Jet-Kopf einsetzt.
Bei einem Bubble-Jet-Kopf gibt es im allgemeinen eine Kantenschiessbauart und einen Seitenschiessbauart. Bei dem Kantenschiessbauart-Bubble-Jet-Kopf sind auf einem Kantenabschnitt als stromabwärtigen Abschnitt Tintenausstossöffnungen in Bezug auf Erwärmungsabschnitte als Tintenerwärmungsabschnitte für eine entsprechende Vielzahl von verzweigten Tintendurchtritten zum Zuführen einer Tinte aus einem Tintenspeicherabschnitt vorgesehen. Andererseits sind bei dem Seitenschiessbauart-Bubble-Jet-Kopf die Tintenausstossöffnungen gegenüberliegend den für eine entsprechende Vielzahl von verzweigten Tintendurchtritten vorgesehenen Erwärmungsabschnitten vorgesehen.
Bei dem Seitenschiessbauart-Bubble-Jet-Kopf wird ein großer Arbeitswirkungsgrad einer elektrischen Energie, die zum Erwärmungsabschnitt zugeführt werden muss für einen relativ kleinen Abstand zwischen der Ausstossöffnungsfläche und den Heizflächen der Erwärmungsabschnitte erreicht. Andererseits ist der Seitenschiessbauart-Bubble-Jet-Kopf vorteilhaft darin, dass selbst wenn er für eine Weile gelassen wird ohne betätigt zu werden, und dann in diesem Zustand der Druckvorgang wieder aufgenommen wird, die Möglichkeit eines Ausstossfehlers, dass ein Tintentröpfchen wegen der gesteigerten Viskosität der Tinte, aufgrund der Verdunstung von in der Tinte enthaltenen flüchtigen Komponenten, unzulänglich ausgestossen wird, merkbar verringert werden kann. Bei dem Seitenschiessbauart-Bubble-Jet-Kopf, wie in der japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift Nr. 152068/1989 offenbart, ist zum Beispiel einer vorgeschlagen worden, bei dem der Erwärmungsabschnitt innerhalb eines Aufnahmeabschnitts vorgesehen ist, wobei ein Ende dessen zu einem Tintenzufuhrdurchtritt geöffnet ist, und umgeben ist, um Vibrationen des Wulstrandes aufgrund des Ausstossens der Tinte zu verringern und das Ausstossen des Tintentröpfchens nicht zu unterbrechen, und ein enger Durchtrittsabschnitt (in der Schrift, wird darauf als „örtlicher Begrenzungsabschnitt" bezogen) ist zwischen einem Abschnitt in der Nähe eines Öffnungsabschnitts eines gemeinsamen Tintenzufuhrdurchtritts und den Enden von gemeinsamen Tintenzufuhrdurchtritten vorgesehen.
Andererseits, wie zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift Nr. 16365/1993, gezeigt, ist einer vorgeschlagen worden, bei dem Bläschen, nachdem sie durch eine Heizfläche des Erwärmungsabschnittes erhitzt worden sind, in ausgedehntem Zustand mit der Umgebungsluft in der Nähe der Tintenausstossöffnung verbunden sind, und die das Bläschen bedeckende Tinte in der Nähe der Tintenaustrittsöffnung fortgesetzt ist, ohne durch das Bläschen blockiert zu werden, um so in dem Seitenschiessbauart-Bubble-Jet-Kopf eingesetzt zu werden, wobei effizient ein relativ kleines Tintentröpfchen ohne Sprühen ausgestossen wird.
Bei solch einem Bubble-Jet-Kopf wird es als wichtiger Faktor zum Setzen einer Antriebsfrequenz wichtig, den Zeitraum zum Nachfüllen der Tinte zu verkürzen, um den Druckvorgang zu beschleunigen.
Wenn jedoch, wie in dem vorangehenden Beispiel, der Erwärmungsabschnitt innerhalb des Aufnahmeabschnitts angeordnet und darin umgeben ist, und der absteigende Querschnittsbereichsdurchtrittsabschnitt (enger Durchtrittsabschnitt) zwischen dem Öffnungsabschnitt des gemeinsamen Tintenzufuhrdurchtritts und den Enden der entsprechenden Tintenzufuhrdurchtritte angeordnet ist, ist es möglich wegen des Vorhandenseins des engen Durchtrittsabschnitts den Fliesswiderstand zu erhöhen. Auf diese Weise sollte eine Einschränkung beim Verkürzen des Nachfüllzeitraumes der Tinte verursacht werden. Andererseits können beim Hochgeschwindigkeitsdruck in der Tinte zurückgebliebene Bläschen, die einen nachteiligen Effekt der Ausstossgeschwindigkeit des Tintentröpfchens und der Ausstossrichtung des Tintentröpfchens verursachen, wegen des Vorhandenseins des engen Durchtrittsabschnitts, innerhalb des Tintenzufuhrdurchtritts zurückgehalten werden.
Wenn andererseits, wie zuvor erwähnt das Bläschen in dem ausgedehnten Zustand, nachdem es durch die Heizfläche des Erwärmungsabschnitts erhitzt wurde, mit der Umgebungsluft in der Nähe der Tintenaustrittsöffnung verbunden ist, und die das Bläschen bedeckende Tinte und die Tinte in der Nähe der Tintenaustrittsöffnung fortgesetzt sind, ohne durch das Bläschen blockiert zu werden, weil der Wulstrand verursacht wird, der relativ gross wird (nach dem Ausstossen des Tintentröpfchens (nach dem Abschneiden des Tintentröpfchens)), ist es besonders notwendig den Fliesswiderstand zu verringern. Deswegen ist der Einfluss des engen Durchtrittsabschnitts für den Nachfüllzeitraum der Tinte kennzeichnend. Die Schrift EP-A-0694398 offenbart einen Bubble-Jet-Kopf gemäss des Oberbegriffes des Anspruch 1.
Unter Berücksichtigung des Obigen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Bubble-Jet-Kopf bereitzustellen, der gegenüber einer Druckfläche eines Druckmediums angeordnet ist, um Tinte durch den Druck eines Bläschens in der Tinte zur Druckfläche auszustossen, und ein Bubble-Jet-Gerät, das solch einen Bubble-Jet-Kopf verwendet, wobei ein Nachfüllzeitraum der Tinte ausreichend verkürzt werden kann, um ein Beschleunigen des Druckvorganges zu gestatten, und das Zurückhalten von rückständigen Bläschen in der Tinte innerhalb eines Tintendurchtritts vermieden werden kann, um einen stabilen Tintenausstossvorgang zu ermöglichen.
Um die obige Aufgabe zu lösen, ist ein Bubble-Jet-Kopf gemäss des Anspruch 1 bereitgestellt.
Es ist ebenfalls ein Bubble-Jet-Gerät gemäss des Anspruch 7 bereitgestellt.
Wie aus dem obigen gesehen werden kann, ist mit dem Bubble-Jet-Kopf gemäss der vorliegenden Erfindung und dem Bubble-Jet-Gerät, das den Bubble-Jet-Kopf einsetzt, ein Kapillareffekt in der Nähe des Tintenerwärmungsabschnittes begünstigt, um den Nachfüllzeitraum der Tinte zufriedenstellend zu verkürzen und einen Hochgeschwindigkeitsdruckvorgang zu ermöglichen, weil die Breite des Abschnitts des verzweigten Tintenzufuhrdurchtritts in einer Richtung rechtwinklig zu einer Richtung von dem Öffnungsendabschnitt zu der Tintenausstossöffnung bei dem verzweigten Tintenzufuhrdurchtritt aus dem Öffnungsendabschnitt zum Tintenerwärmungsabschnitt allmählich verringert ist. Ebenfalls kann das Zurückhalten eines rückständigen Bläschens in der Tinte innerhalb des Tintenzufuhrdurchtritts erfolgreich vermieden werden, um den Tintenausstossvorgang zu stabilisieren.
Andererseits kann in dem Fall bei dem der Tintenerwärmungsabschnitt durch den Wandabschnitt des Aufnahmeabschnitts umgeben ist, der fortlaufend gebildet ist, wobei der Wandabschnitt den Umgebungskantenabschnitt des verzweigten Zufuhrdurchtritts bildet, die Vibration der die Tintenausstossöffnung bildenden Fläche durch das erzeugte Bläschen in der Tinte beschränkt werden.
Darüber hinaus ist das Bläschen in Verbindung mit der Umgebungsluft in der Nähe der Tintenausstossöffnung, wenn das in der Tinte geformte Bläschen in einem ausgedehnten Zustand ist, nachdem es durch den Tintenerwärmungsabschnitt erhitzt wurde. Ebenfalls können die Ausstossmenge und die Ausstossgeschwindigkeit stabilisiert werden, weil die das Bläschen bedeckende Tinte und die Tinte in der Nähe der Tintenausstossöffnung fortgesetzt ist, wenn die Tinte ausgestossen wird, ohne Spritzer der Tinte in der Nähe der Tintenausstossöffnung zu verursachen.
Die obige und andere Aufgaben, Effekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ihrer Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlicher werden.
1 ist eine vergrösserte Querschnittsansicht und zeigt ein Beispiel eines Hauptteils eines Bubble-Jet-Kopfs gemäss der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vergrösserte Querschnittsansicht und zeigt ein Beispiel eines Hauptteils eines Bubble-Jet-Kopfs gemäss der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III -III in dem in 2 gezeigten Beispiel;
4 ist eine vergrösserte perspektivische Ansicht und zeigt ein Beispiel eines Bubble-Jet-Kopfs gemäss der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine allgemeine perspektivische Ansicht eines Hauptteils eines Bubble-Jet-Geräts, das den Bubble-Jet-Kopf gemäss der vorliegenden Erfindung einsetzt;
6 ist eine vergrösserte Querschnittsansicht und zeigt den Hauptteil eines verzweigten Tintenzufuhrdurchtritts eines Antriebsträgers in einem vergleichenden Beispiel;
7 ist eine vergrösserte perspektivische Ansicht und zeigt ein Hauptteil einer anderen Ausführungsform des Bubble-Jet-Kopfs gemäss der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt allgemein ein Beispiel eines Bubble-Jet-Kopfs gemäss der vorliegenden Erfindung und ein Beispiel des Hauptteils eines Bubble-Jet-Geräts, das solch einen Bubble-Jet-Kopf einsetzt.
In 5 ist das Bubble-Jet-Gerät konstruiert mit einer Fördervorrichtung 30, die ein als Druckmedium vorgesehenes Papier 28 periodisch entlang der Längsdichtung innerhalb eines Gehäuses 8 in der Richtung des in 5 gezeigten Pfeils C transportiert, einem sich im wesentlichen parallel zu einer Richtung rechtwinklig zur Transportrichtung des Papiers 28 durch die Transportvorrichtung 30 hin- und herbewegenden Druckabschnitt 10, und einem Druckabschnittsantriebsabschnitt 6 als Antriebseinrichtung zum Hin- und Herbewegen des Druckabschnitts 10.
Die Transportvorrichtung 30 besteht aus einem Paar Rolleneinheiten 22a und 22b, wobei jede gegenüberliegend jeder anderen angeordnet und im wesentlichen in paralleler Beziehung zu jeder anderen ist, einem Paar Rolleneinheiten 24a und 24b und einem Antriebsabschnitt 20 zum Antreiben der Rolleneinheiten 22a, 22b und 24a, 24b. Dadurch wird das Papier 28 periodisch übertragen, wenn der Antriebsabschnitt 20 in Betriebszustand angeordnet ist, und es zwischen den Rolleneinheiten 22a und 22b und den Rolleneinheiten 24a und 24b gegriffen wird.
Der Druckabschnittsantriebsabschnitt 6 ist konstruiert mit einem zwischen Riemenscheiben 26a und 26b gestreckten, auf Drehwellen angeordneten Gurt 16, der mit einem bestimmten Abstand einer Führungswelle 14 gegenüberliegend angeordnet ist, die die Bewegung eines Laufwagenteils 10a des Druckabschnitts 10 führt, und im wesentlichen parallel mit Bezug auf die Rolleneinheiten 22a und 22b angeordnet ist, und einen Motor 18, der den Gurt 16 in vorwärtigen und rückwärtigen Richtungen antreibt, der mit dem Laufwagenteil 10a und dem Druckabschnitt 10 verbunden ist.
Wenn der Motor 18 im Betriebszustand angeordnet ist den Gurt 16 in der in 5 durch den Pfeil S gezeigten Richtung umlaufen zu lassen, wird der Laufwagenteil 10a des Druckabschnitts 10 um eine vorbestimmte Schiebemenge in die gleiche Richtung geschoben. Wenn andererseits der Motor 18 in dem Betriebszustand angeordnet ist, den Gurt 16 in die entgegengesetzte Richtung, die durch den Pfeil S in 5 gezeigt ist, umlaufen zu lassen, wird der Laufwagenteil 10a des Druckabschnitts 10 um eine vorbestimmte Schiebemenge in der Richtung entgegen der Richtung, die durch den Pfeil S in 5 gezeigt ist, geschoben. Ebenfalls ist auf einem Endabschnitt des Druckabschnittsantriebsabschnitts 6 eine Wiederherstelleinheit 26 vorgesehen, um einen Ausstosswiederherstellungsvorgang des Druckabschnitts 10 an der Stellung, die der Ruhestellung des Laufwagenteils 10a entspricht, gegenüberliegend dem Tintenausstossöffnungsfeld durchzuführen.
Der Druckabschnitt 10 ist zum Beispiel mit Bubble-Jet-Köpfen 12Y, 12M, 12C und 12B für die entsprechenden Farben gelb, magenta, cyan und schwarz versehen. Andererseits sind Tintenbehälter, die die entsprechenden Tintenfarben zu den entsprechenden Bubble-Jet-Köpfen 12Y, 12M, 12C und 12B, zuführen, abnehmbar auf dem Laufwagenteil 10a des Druckabschnitts 10 angebracht.
Die Tintenstrahlköpfe 12Y, 12M, 12C und 12B weisen gemeinsam die gleiche Konstruktion auf. Deswegen wird die folgende Beschreibung mit Bezug auf den Bubble-Jet-Kopf 12Y gegeben, und die Beschreibung für die anderen Bubble-Jet-Köpfe 12M, 12C und 12B wird vernachlässigt, um die Offenbarung einfach genug zu halten, und ein klares Verstehen der vorliegenden Erfindung zu unterstützen.
Der Bubble-Jet-Kopf 12Y ist mit einem Antriebsträger 32 konstruiert, der an einem Nebentintenbehälter 40 als Tintenspeicherabschnitt befestigt ist, einem Öffnungsplattenteil 34 als tintenausstossöffnungsbildende Fläche, die auf dem Antriebsträger 32 befestigt ist, und einem Elektrodenplattenteil 36, der elektrisch mit dem Antriebsträger 32 durch eine Drahtgruppe 38 verbunden ist, wie in 4 gezeigt. Der Bubble-Jet-Kopf 12Y führt den Druck mit einem Maximum von 8000 Pixeln pro Sekunde durch, wobei auf diese Weise zum Beispiel eine Abtastgeschindigkeit auf 338,8 (mm/s) gesetzt ist.
Das Elektrodenplattenteil 36 ist mit einer Vielzahl von Elektrodenabschnitten 36a vorgesehen, die elektrisch mit entsprechenden Elektrodenabschnitten auf dem Druckabschnitt 10 verbunden sind, wenn der Bubble-Jet-Kopf 12Y in den Druckabschnitt 10 eingesetzt ist.
Auf dem Öffnungsplattenteil 34 sind eine Anzahl von n Tintenausstossöffnungen 34ai,..., 34an, und 34bi, ... 34bn (i = 1 bis n) entsprechend mit einem vorbestimmten Abstand in zwei gemeinsam parallelen Feldern entlang einer Richtung die im wesentlichen rechtwinklig ist zu der Richtung angeordnet, die durch den Pfeil X in 4 gezeigt ist, nämlich zur Abtastrichtung X. Andererseits, sind die Ausstossöffnungen 34ai, ..., 34an und 34bi ... 34bn mit einem Versatz von 84,7/2 (μm) in der Ausrichtungsrichtung gegenüberliegend, so dass jede einzelne Tintenausstossöffnung in einem Feld der Tintenausstossöffnungen in einer Mittelposition zwischen zwei benachbarten Tintenausstossöffnungen des anderen Feldes von Tintenausstossöffnungen angeordnet ist. Es sind nämlich die Tintenausstossöffnungen in zwei Feldern in schachbrettartiger Weise angeordnet. Die Formen jener Tintenausstossöffnung 34ai und 34bi sind zum Beispiel von rechteckiger Form von 20 (μm) auf der kürzeren Seite entlang der Abtastrichtung und 21 (μm) auf der längeren Seite.
Der Antriebsträger 32 ist zum Beispiel aus Silikon gebildet. Wie in 2 und 3 gezeigt, sind Tintenzufuhröffnungen 32a vorgesehen, in konischer Form geöffnet, innerhalb eines Nebentintenbehälters 40 in einer Position zwischen dem Feld der Anzahl n Tintenausstossöffnungen 34ai bis 34an und dem Feld von n Tintenausstossöffnungen 34bi und 34bn, entlang der Ausrichtungsrichtung des Feldes der Tintenausstossöffnungen 34ai bis 34an. Die Tintenzufuhröffnung 32a kann zum Beispiel durch anisotropisches Ätzen ausgebildet sein. Über die gesamte Oberfläche im Antriebsträger 32, auf dem das Öffnungsplattenteil 34 befestigt ist, ist zum Beispiel ein Schutzfilm 32f aus Silikon-Nitrit (SiN) gebildet. Die Stärke des Schutzfilms 32f beträgt zum Beispiel 0,6 (μm).
Auf der Oberfläche des mit dem Schutzfilm 32f beschichteten Antriebsträgers 32 sind, wie in 2 gezeigt, Erwärmungsabschnitte 32ai bis 32an und 32bi bis 32bn (i = 1 bis n, n ist ganzzahlig) mit einem vorbestimmten Abstand vorgesehen, zum Beispiel 84,7 (μm) Abstand, in Positionen die den entsprechenden Zahlen n der Tintenausstossöffnungen 34ai,..., 34an und 34bi, ..., 34bn auf dem Öffnungsplattenteil 34 entsprechend gegenüberliegen. In den entsprechenden Erwärmungsabschnitten 32ai bis 32an und 32bi bis 32bn sind verzweigte Tintenzufuhrdurchtritte 42ai bis 42an und 42bi bis 42bn zum Zuführen der durch die Tintenzufuhröffnung 32a zugeführten Tinte zu den entsprechenden Erwärmungsabschnitten 32ai bis 32an und 32bi bis 32bn, symmetrisch, den Tintenzufuhröffnungen 32a quer gegenüberliegend angeordnet.
Weil die verzweigten Tintenzufuhrdurchtritte 42ai bis 42an und 42bi bis 42bn gleich sind bzw. die gleiche Konstruktion aufweisen, wird nur ein verzweigter Tintenzufuhrdurchtritt 42ai aus den verzweigten Tintenzufuhrdurchtritten 42ai bis 42an und 42bi bis 42bn erklärt werden und die Beschreibung für die anderen verzweigten Tintenzufuhrdurchtritte wird vernachlässigt.
Wie in vergrösserter Form in 1 gezeigt, ist der verzweigte Tintenzufuhrdurchtritt 42ai zwischen einem Paar von Trennwänden 44a definiert, wobei die entsprechenden verzweigten Tintenzufuhrdurchtritte getrennt sind. Der verzweigte Tintenzufuhrdurchtritt 42ai ist mit einem konstanten Querschnittbereichdurchtrittsabschnitt (paralleler Durchtrittsabschnitt) 46a konstruiert, der auf auf einem Ende der Seite der Tintenzufuhröffnung 32a einen Öffnungsendabschnitt aufweist und einen zusammengezogenen mit dem parallelen Durchtrittsabschnitt 46a fortlaufenden Durchtrittsabschnitt 48a. Auf dem anderen Ende des verzweigten Durchtrittsabschnitts 42ai ist ein Aufnahmeabschnitt 50 zur Aufnahme des Erwärmungsabschnittes 32ai vorgesehen.
Eine Breite Wa des parallelen Durchtrittsabschnitts 46a in dem verzweigten Tintenzufuhrdurchtritt 42ai ist zum Beispiel mit 72 (μm) angenommen. Der zusammengezogene Durchtrittsabschnitt 48a besteht aus zwei zusammengezogenen Abschnitten 48c und 48ad, wobei sie gemeinsam eine verschiedene Steigung aufweisen und in einem Befestigungspunkt Bc verbunden sind. Ein Ende des zusammengezogenen Abschnitts 48ac ist mit dem parallelen Durchtrittsabschnitt 46a verbunden und das andere Ende des zusammengezogenen Abschnitts 48ad ist mit dem Aufnahmeabschnitt 50 verbunden.
Eine Länge Lb vom Endabschnitt des parallelen Durchtrittsabschnitts 46a zu dem Befestigungspunkt Bc und die Steigung ac in dem zusammengezogenen Abschnitt 48ac betragen zum Beispiel 20 (μm) und ungefähr 16,7° [tan^–1 (6/20)J. Anderseits ist eine Länge Lc vom Befestigungspunkt Pc zum Endabschnitt und die Steigung ad im zusammengezogenen Abschnitt 48ad 14 (μm) und ungefähr 29,7° [tan^–1(8,0/14)J. Es ist wünschenswert die Steigung in dem zusammengezogenen Abschnitt 48d innerhalb eines Bereiches von ungefähr 10° bis 30° zu setzen.
Eine Nachfülldauer der Tinte hängt von Kapillarkräften ab, die durch den Krümmungsradius des Wulstrandes und die Oberflächenspannung der Tinte bestimmt ist. Die Kapillarkraft wird bei einem kleineren Krümmungsradius des Wulstrandes größer. Die Kapillarkraft wird deswegen größer, wenn die Breite des Tintenzufuhrdurchtritts in der Nähe des Erwärmungsabschnitts 32ai kleiner gestaltet wird.
Der Grund warum der zusammengezogene Durchtrittsabschnitt 48a in Richtung des parallelen Durchtrittsabschnitts 46 vom Verbindungspunkt Pc erweitert ist, ist es, das Abgeben auf der Seite der Tintenausstoßöffnung ohne das Zurückhalten eines Rückstandsbläschens in der Tinte zu erleichtern. Andererseits kann das Entstehen eines Wirbels als Ursache für das Rückstandsbläschen beschränkt werden, weil der zusammengezogene Durchtrittsabschnitt 48a allmählich in Richtung des Paralleldurchtrittsabschnitt 46a erweitert ist.
Darüber hinauskönnen ein Randabschnitt zwischen dem Verbindungspunkt Pc, dem zusammengezogenen Abschnitt 48a und dem parallelen Durchtrittsabschnitt 46a und einem Randabschnitt zwischen dem zusammengezogenen Abschnitt 48a und dem Aufnahmeabschnitt 50 entsprechend mit einem vorbestimmten Krümmungsradius abgerundet sein (Winkelabschnitt), um sicher das Zurückhalten eines Rückstandsbläschens in der Tinte zu vermeiden.
Der Erwärmungsabschnitt 32ai ist in einer rechteckigen Form gebildet und besteht aus einer vorbestimmten kürzeren Kante und längeren Kante. Die Abmessungen der kürzeren Kante und der längeren Kante Le und Wc betragen zum Beispiel 26 (μm) beziehungsweise 36 (μm). Die Mittelstellung des Erwärmungsabschnitts 32ai stimmt im Wesentlichen mit der Mittelstellung der Tintenausstoßöffnung 34ai überein. Der Erwärmungsabschnitt 32ai wird innerhalb des Aufnahmeabschnitts 50 so aufgenommen, dass ein Abstand La von dem Öffnungsendabschnitt des verzweigten Tintenzufuhrdurchtritts 42ai zur gegenüberliegenden Kante des verzweigten Tintenzufuhrdurchtritts 42ai zum Beispiel 100 (μm) beträgt.
Der Aufnahmeabschnitt 50 ist durch einen Wandabschnitt definiert, der drei Kanten des Erwärmungsabschnittes 32a mit einem vorbestimmten Abstand umgibt. Die Abstände Lf, Wd und Wd zwischen den entsprechenden Kanten des Erwärmungsabschnittes 32ai und dem Wandabschnitt betragen als Maximalwert entsprechend 4 (μm). Andererseits ist ein Abstand Ld zwischen dem Endabschnitt des zusammengezogenen Abschnittes 48a und einer Kante des Erwärmungsabschnitts 32ai gleich 4 (μm). In dem ausgedehnten Zustand des Bläschens Pa kann dank der in der Tinte kochenden Schicht in der Nähe des Erwärmungsabschnitts 32ai während des Tintenausstoßes eine Vibration des Öffnungsplattenteils 34 vermieden werden, weil der Aufnahmeabschnitt 50 gebildet ist, drei Kanten des Erwärmungsabschnittes 32ai mit den Wandabschnitten mit einem vorbestimmten Zwischenraum zu umgeben.
Zusätzlich ist in einer Ausführungsform des Bubble-Jet-Gerätes gemäß der vorliegenden Erfindungein Druckvorgangssteuerabschnitt zum Steuern des Druckvorganges des Bubble-Jet-Kopfes vorgesehen, obwohl das nicht in den Zeichnungen dargestellt ist. Der Druckvorgangssteuerabschnitt erzeugt aufgrund von binären Daten ein Antriebssteuerimpulssignal, das von einem Druckdatenanzeiger eines auf ein Papier 28 zu druckenden Bildes durch eine vorbestimmte Bildverarbeitung abgeleitet ist, und liefert das Antriebssteuerimpulssignal zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zu dem Bubble-Jet-Kopf.
Bei der oben dargelegten Konstruktion ist das Antriebssteuerimpulssignal von dem Drucksteuerimpulsabschnitt zu dem entsprechenden Erwärmungsabschnitt 32ai zugeführt, während die vorbestimmte Menge Tinte zu einem vorbestimmten Zeitpunkt durch die Tintenzufuhröffnung 32a und den verzweigten Tintenzufuhrdurchtritt 42ai zu dem Aufnahmeabschnitt 50 geliefert wird, wenn der Druckabschnitt 10 in die Abtastrichtung bewegt wird, um den ausgedehnten Zustand des Bläschens Ba durch Kochen der Schicht in der Nähe des Erwärmungsabschnittes 32ai zu verursachen, um die Tinte in Richtung der Tintenausstoßöffnung 34ai nach oben zu schieben. Es ist durch die Erfinder mittels Experimenten bestätigt worden, dass zu diesem Zeitpunkt das Bläschen Ba mit der Umgebungsluft von dem Außenseitenumfangsabschnitt zu dem Abschnitt Ad in der Nähe der inneren Seite der Tintenausstoßöffnung 34ai verbunden sein wird, wie in 3 gezeigt, und dass der Abschnitt des Tintentröpfchens Do der nicht in dem Abschnitt At angeordnet ist, in der Nähe der inneren Seite der Tintenausstoßöffnung 34ai mit der Tinte innerhalb des verzweigten Tintenzufuhrdurchtrittes 42ai fortgesetzt ist. Dadurch wird ein stabiles Ausstoßen gegen die Fläche des Papiers 28 durchgeführt, ohne Spritzen der Tinte zu verursachen.
Andererseits ist ebenfalls mittels Experimenten durch den Erfinder bestätigt worden, dass das Ausstoßvolumen der Tinte und die Fluggeschwindigkeit der Tinte und die Nachfüllzeitdauer (eine Zeitdauer vom Zeitpunkt des Veranlassens der Anwendung des Antriebssteuerimpulssignals zum Erwärmungsabschnitt 32ai um das Nachfüllen der Tinte zu vervollständigen entsprechend 8,4 × 10^–9 cm³, beziehungsweise 15,9 (m/s) beziehungsweise 95 (μs) betragen, wenn die Impulsbreite des Antriebssteuerimpulssignals und die Antriebsspannung 2,5 (μs) beziehungsweise 13V betragen. Es muss angemerkt werden, dass die in den Experimenten verwendete Tinte die folgende Zusammensetzung aufweist.

Tiodiglycol 5%

Glycerin 5%

Harnstoff 5%

Isopropylalkohol 4%

Acetylenollösung 0,1%

Wasser Rest
Andererseits ist in 6 ein Vergleichsbeispiel gezeigt. In 6 ist je einer aus einer Vielzahl von an beiden Seiten der Tintenzufuhröffnung 32a in schachbrettartiger Weise angeordneten verzweigten Tintenzufuhrdurchtritten 52 und Aufnahmeabschnitten 56 in vergrößerter Form dargestellt. Es muss angemerkt werden, dass der Erwärmungsabschnitt 32ai, die Öffnungsplatte 34 und der Nebentintenbehälter 40 die selben sind wie in der vorhergehenden Ausführungsform.
Der verzweigte Tintenzufuhrdurchtritt 52 ist durch im Wesentlichen parallele Trennwandabschnitte 48a definiert, die gegenüberliegend mit einem vorbestimmten Abstand Wa, zum Beispiel 72 (μm) angeordnet sind. Der Aufnahmeabschnitt 56, der den Erwärmungsabschnitt 32ai aufnimmt, ist durch einen engen Durchtrittsabschnitt 58 mit dem verzweigten Tintendurchtritt 52 verbunden.
Der Aufnahmeabschnitt 56 ist durch einen Wandabschnitt definiert, der zum Beispiel die drei Kanten des Erwärmungsabschnittes 32ai umgibt. Die Länge Lh des Wandabschnittes der kürzeren Kante des Erwärmungsabschnittes 32ai und die Länge Wc entlang der längeren Kante des Erwärmungsabschnittes 32ai in dem Aufnahmeabschnitt 56 betragen 34 beziehungsweise 44 (μm).
Andererseits ist der Erwärmungsabschnitt 32ai mit vorbestimmten Abständen Wha, Whb, Lha und Lhb, zum Beispiel 4 (μm) entsprechend von der Wandfläche des Aufnahmeabschnittes 56 angeordnet. Ebenfalls ist eine Position an einer Kante des verzweigten Tintendurchtritts gegenüberliegend in dem Erwärmungsabschnitt 32ai an einer Position angeordnet, die in einem vorbestimmten Abstand La von dem Öffnungsendabschnitt des verzweigten Tintenzufuhrdurchtrittes 52 angeordnet ist, zum Beispiel 100 (μm). Der enge Durchtrittsabschnitt 58 enthält einen konischen, dem Aufnahmeabschnitt 56 gegenüberliegenden Flächenabschnitt 54a und einen parallelen Durchtrittsabschnitt 54b. Der konische Flächenabschnitt 54a ist vorgesehen mit einer bestimmten Steigung tan^–1 (Wta/Ltb), zum Beispiel tan^–1 (7/6). Andererseits beträgt ein Schritt Wtb zwischen dem konischen Flächenabschnitt 54a und dem Aufnahmeabschnitt 56 6,5 (μm). Der Durchmesser Wn beziehungsweise die Länge betragen 17 beziehungsweise 8 (μm). Bei der oben beschriebenen Konstruktion ist durch den Erfinder mittels Experimenten bestätigt worden, dass wenn die Impulsbreite des Antriebssteuerungsimpulssignals die Antriebsspannung 2,5 (μs) beziehungsweise 13V betragen, das Tintenausstoßvolumen, die Tintenfluggeschwindigkeit und die Nachfüllzeitdauer ähnlich zu dem vorangehenden Beispiel 8,4 × 10^–9 (cm³), 16,6 (m/s) beziehungsweise 140 (μs) betragen. Deswegen ist die Nachfüllzeitdauer in dem Vergleichsbeispiel langsamer als die Nachfüllzeitdauer in der obigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt ein anderes Beispiel eines Bubble-Jet-Kopfes gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wie oben beschrieben ist in der in 1 gezeigten Ausführungsform jeder verzweigte Tintenzufuhrdurchtritt 42ai bis 42an aus dem parallelen Durchtrittsabschnitt 46a und dem engen Durchtrittsabschnitt 48a zusammengesetzt und die Tinte wird zu dem Aufnahmeabschnitt 50, der den Erwärmungsabschnitt 32ai aufnimmt, über den verzweigten Tintenzufuhrdurchtritt 42ai zugeführt. Im Gegensatz dazu sind bei der in 7 gezeigten Ausführungsform verzweigte Tintenzufuhrdurchtritte 60ai bis 60an und 60bi bis 60bn (i = 1 bis n, n ist ganzzahlig) symmetrisch vorgesehen, wobei mit Bezug auf den Tintenzufuhrdurchtritt 42a parallele Durchtrittsabschnitte konstruiert sind. Andererseits ist ein Aufnahmeabschnitt 64, der den Erwärmungsabschnitt 32ai, der dieselbe Konstruktion wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen aufweist, zum Ende des parallelen Durchtrittsabschnittes für die Verbindung erweitert.
In 7 ist einer einer Vielzahl von verzweigten Tintenzufuhrdurchtritten 60ai bis 60an und von Aufnahmeabschnitte 64 in vergrößerter Form gezeigt.
Der verzweigte Tintenzufuhrdurchtritt 60ai ist durch Trennwandabschnitte 66a definiert, die die benachbarten verzweigten Tintenzufuhrdurchtritte trennen, wobei sie im Wesentlichen parallel zueinander, gegenüberliegend angeordnet sind. Die Breite Wa des parallelen Durchtrittsabschnittes in dem verzweigten Tintenzufuhrdurchtritt 60ai beträgt zum Beispiel 62 (μm).
Der Aufnahmeabschnitt 64 ist durch einen mit dem parallelen Durchtrittsabschnitt des verzweigten Tintenzufuhrdurchtritts 60ai verbundenen konischen Wandabschnitt 64a und den dem Öffnungsende des parallelen Durchtrittsabschnittes der verzweigten Tintenzufuhrdurchtritts 60ai gegenüberliegenden Wandabschnitt 64b definiert. Der Wandabschnitt 64a weist eine vorbestimmte Steigung [tan^–1 (14/68)] mit Bezug auf den parallelen Durchtrittsabschnitt auf, zum Beispiel die vorbestimmte Länge Lr 68 (μm). Ein Ende des Wandabschnittes 64a ist durch den Wandabschnitt 64b verbunden. Die Breite Wb des Wandabschnittes 64b beträgt zum Beispiel 44 (μm). Der Erwärmungsabschnitt 32ai ist im Wesentlichen mit einem vorbestimmten Abstand Lf in mittlerer Position angeordnet, zum Beispiel 4 (μm) von dem Wandabschnitt 64b bei dem Aufnahmeabschnitt 64. Andererseits ist die Position einer dem verzweigten Tintenzufuhrdurchtritt 60ai gegenüberliegende Kante in dem Erwärmungsabschnitt 32ai mit einem vorbestimmten Abstand La von dem Öffnungsendabschnitt des parallelen Durchtrittsabschnittes (zum Beispiel 100 (μm)) angeordnet.
Mit solch einer Konstruktion ist ebenfalls durch den Erfinder mittels Experimenten bestätigt worden, dass das Ausstoßvolumen der Tinte und die Fluggeschwindigkeit der Tinte und die Nachfüllzeitdauer (eine Zeitdauer von einem Zeitpunkt des Einleitens der Anwendung des Antriebssteuerimpulssignals zum Erwärmungsabschnitt 32ai um das Nachfüllen der Tinte zu vervollständigen entsprechend 8,3 × 10^–9 (cm³), 15,6 (m/s) und 88 (μs) betragen, wenn die Impulsbreite des Antriebssteuerimpulssignals und die Antriebsspannung ähnlich zu dem vorangehenden Beispiel 2,5 μs beziehungsweise 13V betragen.
Entsprechend kann selbst bei der gezeigten Ausführungsform, ähnlich zu der vorangehenden Ausführungsform die Nachfüllzeitdauer im Vergleich mit dem Vergleichsbeispiel verkürzt werden, und auf diese Weise kann ein ähnlicher Effekt wie bei dem vorangehenden Ausführungsformen erreicht werden.

Claims

Bubble-Jet-Kopf mit: einem gemeinsamen Tintenzufuhrdurchtritt, der eine Tintenzufuhröffnung (32a) aufweist und eine von einem Tintenspeicherabschnitt durch die Zufuhröffnung (32a) zugeführte Tinte einführt; einer Vielzahl von verzweigten Tintenzufuhrdurchtritten (42ai, 42bi, 60ai), wobei jede einen Öffnungsendabschnitt aufweist, der mit der Tintenzufuhröffnung (32a) des gemeinsamen Tintenzufuhrdurchtritts verbunden ist und die durch die Tintenzufuhröffnung (32a) zugeführte Tinte zu einem Tintenerwärmungsabschnitt (32ai, 32bi) liefert; und eine eine Tintenausstoßöffnung bildende Fläche (34), angeordnet gegenüber dem Tintenerwärmungsabschnitt (32ai, 32bi) mit einem vorherbestimmten Abstand dazwischen, wobei sie eine Vielzahl an Tintenausstoßöffnungen (34ai) aufweist, um Tintentröpfchen auszustoßen, die durch das Erwärmen der Tinte gebildet werden, die durch die verzweigten Tintenzufuhrdurchtritte (42ai, 42bi; 60ai) in den Tintenerwärmungsabschnitten (32ai, 32bi) zugeführt werden, wobei jeder der Vielzahl von verzweigten Tintenzufuhrdurchtritten (42ai, 42bi, 60ai) einen sich verengenden Durchtrittsabschnitt (48a) aufweist, in dem die Breite (wb) des verzweigten Tintenzufuhrdurchtritts allmählich in Richtung des Tintenerwärmungsabschnitts (32ai, 32bi) verringert wird, wobei die Breite des verzweigten Tintenzufuhrdurchtritts (42ai, 42bi; 60ai) das Maß in einem Abschnitt des verzweigten Tintenzufuhrdurchtritts, rechtwinkelig zu einer Richtung vom Öffnungsendabschnitt zur Tintenausstoßöffnung (34ai) ist, dadurch gekennzeichnet dass jeder der verzweigten Tintenzufuhrdurchtritte (42ai, 42bi; 60ai) einen parallelen Durchtrittsabschnitt (46a) aufweist, in dem die Breite der verzweigten Tintendurchtritte konstant ist, wobei sich der parallele Durchtritt (46a) vom Öffnungsendabschnitt weg zum verengenden Durchtrittsabschnitt (48a) erstreckt.
Bubble-Jet-Kopf gemäß Anspruch 1, wobei der Tintenerwärmungsabschnitt (32ai) von Wandabschnitten eines Tintenerwärmungsabschnitt-Aufnahmeabschnitt (50, 64) umgeben ist.
Bubble-Jet-Kopf gemäß Anspruch 2, wobei die Breite des Tintenerwärmungsabschnitt-Aufnahmeabschnitts (50) entlang der Richtung vom Öffnungsendabschnitt zur Tintenausstoßöffnung (34ai) konstant ist.
Bubble-Jet-Kopf gemäß Anspruch 2, wobei sich die Breite des Tintenerwärmungsabschnitt-Aufnahmeabschnitts (64) in Richtung vom Öffnungsendabschnitt zur Tintenausstoßöffnung allmählich verengt.
Bubble-Jet-Kopf gemäß jedem der Ansprüche von 1 bis 4, wobei die Vielzahl der verzweigten Tintenzufuhrdurchtritte (42ai, 42bi) entlang beiden Seiten der Tintenzufuhröffnung (32a) im gemeinsam Tintenzufuhrdurchtritt angeordnet sind, um Felder zu bilden.
Bubble-Jet-Kopf gemäß jedem der Ansprüche von 1 bis 5, wobei wenn eine innerhalb der Tinte durch die Hitze geformte Blase im Tintenerwärmungsabschnitt (32ai) sich in einem ausgedehntem Zustand befindet, die Blase mit der Umgebungsluft in der Nähe der Tintenausstoßöffnung (34ai) in Verbindung ist, und sich die die Blase bedeckende Tinte fortsetzt mit der Tinte in der Nähe der Tintenausstoßöffnung (34ai).
Bubble-Jet-Kopf mit: einem Druckabschnitt (10), angeordnet gegenüber einer Druckfläche eines Druckmediums (28) und aufweisend einen Kopfträgerabschnitt (10a), der einen Bubble-Jet-Kopf (12) gemäß einem der Ansprüche von 1 bis 6 trägt; einen Antriebsabschnitt (6), der den Druckabschnitt (1a) entlang der Druckfläche des Druckmediums (28) bewegt, und einen Druckbetätigungssteuerabschnitt, um dafür zu sorgen, dass der Bubble-Jet-Kopf (12) den Druckvorgang ausführt.