DE60308772T2

DE60308772T2 - Tintenstrahlaufzeichnungskopf

Info

Publication number: DE60308772T2
Application number: DE60308772T
Authority: DE
Inventors: Shuichi Ohta-ku Murakami; Keiji Ohta-ku Tomizawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2023-07-24
Also published as: DE60308772D1; US6935723B2; CN1478656A; JP3891561B2; EP1384584A1; US20040021744A1; KR100549745B1; KR20040010340A; JP2004050794A; CN1290705C; EP1384584B1; USRE40994E1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der für eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung verwendet wird, die ein Aufzeichnen durch Ausbilden von Tintenflüssigkeitströpfchen mit auszugebender Tinte ausführt.
Stand der Technik
Ein Drucker, eine Kopiermaschine, eine Druckvorrichtung für ein Faxgerät und dergleichen sind aufgebaut, um Bilder, die durch ein Punktmuster ausgebildet werden, auf einem Druckmedium (ein sog. Aufzeichnungsblatt oder ein Aufzeichnungsmedium), wie beispielsweise Papier, eine dünne Plastikplatte oder Stoff, in Übereinstimmung mit einer Bildinformation zu drucken.
Druckvorrichtungen dieser Art sind jeweils in diese der Tintenstrahlbauart, der Nadeldruckbauart, der thermischen Bauart, der Laserstrahlbauart und andere durch das Druckverfahren, dass durch diese eingesetzt wird, untergliedert.
Von diesen Vorrichtungen ist diese Eine, die ein Tintenstahlverfahren einsetzt, so ausgebildet, dass es ein Drucken (Aufzeichnen) durch Ausgeben von Tinte von dem Druckkopf auf ein Druckmedium ausführt. Sie kann hochpräzise Bilder bei hoher Geschwindigkeit drucken. Ferner generiert die Druckvorrichtung, die von der anschlagfreien Bauart ist, die dieses Verfahren einsetzt, weniger Geräusche und ferner kann sie, unter den vielen Vorteilen, die sie hat, leicht Farbbilder unter Verwendung von mehreren Tintenfarben drucken. Von diesem Tintenstrahlverfahren ist das sog. Blasenstrahlverfahren besonders wirksam, in dem Tinte aus einer Düse mittels einer Blasenenergie ausgegeben wird, die ausgeübt wird, wenn Tinte durch eine Heizeinrichtung zum Filmsieden gebracht wird.
9A, 9B und 9C sind Ansichten, die einen Tintenstrahlkopf der herkömmlichen Blasenstrahlbauart darstellen (nachstehend auch als „Blasenstrahldruckkopf" bezeichnet). 9A ist eine ebene Perspektivansicht, die eine von einer Vielzahl von Düsen des herkömmlichen Kopfes zeigt. 9B ist eine Schnittansicht entlang der Linie von dem Ausgabeanschluss zu dem Tintendurchflussweg, der in 9A repräsentiert ist. 9C ist eine Schnittansicht entlang der Linie 9C-9C in 9B. Hier, in 9B, ist das Tintendurchflussausbildungselement 107 als ein transparentes Element gezeigt.
Wie in 9A, 9B, und 9C gezeigt ist, ist der Blasenstrahldruckkopf mit einer Heizeinrichtung 102 an der oberen Schicht der Basisplatte 101 versehen, die als ein elektrothermisches Umwandlungselement dient. Dann sind auf der Basisplatte 101 die Blasenkammer 103, die ein Raum ist, der die Heizeinrichtung 102 enthält, die ausgebildet ist, um der Anordnungsfläche der Heizeinrichtung 102 zugewandt zu sein; die Tintenstrahldüse 104, die ermöglicht, Tinte aus der Blasenkammer 103 in eine spezifische Richtung auszugeben; und das plattenartige Durchflusswegausbildungselement 107 angeordnet, das der Anordnungsfläche der Heizeinrichtung 102 zugewandt ist, um den Zufuhrweg 106 auszubilden, um die Tinte von der Zufuhrkammer 105 zu der Blasenkammer 103 zu leiten. Hier ist in dieser Spezifikation der Abschnitt zwischen der Blasenkammer 103 und dem Ausgabeanschluss 108, der eine Öffnung zum Ausgeben von Tintenflüssigkeitströpfchen von dem Kopf nach außen ist, als die Tintenausgabedüse 104 definiert.
Bei dem Aufzeichnungskopf der Bauart mit Blasenstrahl, der vorstehend beschrieben ist, ist es notwendig, die Flüssigkeitströpfchen so klein wie möglich zu machen, um den Punktdurchmesser, der auf einem Druckmedium ausgebildet wird, klein zu machen, um ein Drucken in einer höheren Auflösung zu erzielen. Es ist möglich, die Flüssigkeitströpfchen durch Verkleinern der Fläche des Ausgabeanschlusses, der die Öffnung an der Spitze der Tintenausgabedüse ist, so klein wie diese zu machen.
Es beinhaltet jedoch nachstehendes Problem, insbesondere wenn das Flüssigkeitströpfchen klein gemacht ist. Wenn die Fläche des Ausgabeanschlusses klein gemacht ist, ist der Viskositätswiderstand in die Ausgaberichtung erhöht und es gibt einen Bedarf zum Vorsehen einer größeren Energie zum Betreiben von Ausgaben. Der Viskositätswiderstand kann durch die nachstehende Gleichung (1) ausgedrückt werden.

η:: Tintenviskosität
S(x):: Schnittfläche
G(x):: Formfaktor

Hier wird z.B. der Viskositätswiderstand in die Ausgaberichtung äußerst hoch, wenn der Durchmesser des Ausgabeanschlusses kleiner als ⌀ 10 μm gemacht ist und das Problem der Art ist insbesondere deutlich beinhaltet. Ferner wird es mit dem erhöhten Durchflusswiderstand in die Ausgaberichtung für die Tinte schwieriger, zu der Seite des Ausgabeanschlusses hin zufließen, wenn Blasen durch Verwendung des elektrothermischen Umwandlungselement auftreten, das als ein energiegenerierendes Element dient. Es wird für die Tinte eher einfacher, zu der Seite des Zufuhrweges hin zufließen. Als ein Ergebnis ist zugelassen, dass die Entwicklung einer Blase zu der Seite des Zufuhrwegs größer ist. Herkömmlich wird die Entwicklung einer Blase an der Seite des Zufuhrwegs unterdrückt, um die Entwicklung zu der Seite des Ausgabeanschlusses leichter zu machen, und um die Verteilung von Energie zu der Seite des Ausgabeanschlusses zu erhöhen, ist die Breite des Durchflussweges des Zufuhrwegs auf der Seite entgegengesetzt zu der Seite des Ausgabeanschlusses enger gemacht. Mit der einfachen Anordnung, die Breite des Durchflusswegs enger zu machen, erfordert es jedoch mehr Zeit, Tinte nach der Ausführung der Ausgabe wieder in den Ausgabeanschlussabschnitt einzuführen. Als ein Ergebnis sind die Eigenschaften einer Ausgabehäufigkeit (nachstehend auch als „f-Charakteristik" bezeichnet) verschlechtert.
Ferner wird in einem Fall, in dem das elektrothermische Umwandlungselement als das energiegenerierende Element verwendet wird, und wenn es erforderlich ist, eine größere Energie zum Ausgeben des Flüssigkeitströpfchens vorzusehen, das angeordnet ist, um ein kleineres zu sein, verursacht, dass die Temperatur einer Elementbasisplatte durch den Eingang einer erhöhten elektrischen Energie steigt. Als ein Ergebnis wird ein Blasenerzeugen instabil, was zulässt, dass fehlerhafte Ausgaben auftreten. Daher sollte, um zu verhindern, dass eine derartige Temperatur steigt, ein Aufzeichnen kleiner gemacht werden, um mehr Zeit zu erfordern. Dann tritt ein Problem einer geringeren Aufzeichnungsgeschwindigkeit auf.
Ferner ist bekannt, dass fehlerhafte Ausgaben der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung stattfinden können, wenn Staubpartikeln erlaubt wird, in den Ausgabeanschlussabschnitt einzutreten und ein Gemisch davon darin auftritt. Herkömmlich sind als Gegenmaßnahme, um das Auftreten von fehlerhaften Ausgaben durch das Gemisch derartiger Staubpartikel zu verhindern, wie in 9A gezeigt ist, die Säulen vorgesehen, die als Filter 109 an dem Eingang des Zufuhrwegs 108 über die Höhe des Zufuhrwegs 106 bei spezifischen Abständen dienen, um zu verhindern, dass derartige Staubpartikel vermischt werden.
Um die F-Eigenschaften zu erhalten, gibt es jedoch ein Erfordernis zum Ausführen der Höhe des Zufuhrwegs größer als eine Struktur, die erforderlich ist, um den Durchflusswiderstand in dem Zufuhrweg zu senken, und ferner muss die Dicke (der Durchmesser) jeder Säule, die den Filter 109 bildet, in die Richtung der Höhe des Zufuhrwegs fest sein. Daher ist, wie in 9B gezeigt ist, die Länge des Spalts zwischen den Säulen, die als Filter 109 dienen, durch die Höhe des Zufuhrwegs 10 bestimmt und in einigen Fällen kann es unmöglich werden, eine ausreichende Filterfunktion wie für diesen Zweck beabsichtigt vorzusehen. Ferner sollte je kleiner der Durchmesser des Ausgabeanschlusses desto kleiner die Öffnungsfläche des Filters gemacht sein. Da die Dicke (der Durchmesser) jedes Filters, der für den Durchflussweg vorgesehen ist, möglicherweise in die Richtung der Höhe des Zufuhrwegs fest ist, gibt es keine Alternative, als den Spalt zwischen den Säulen, die die Filter bilden, kleiner zu machen. Als ein Ergebnis wird es unausweichlich, dass es mehr Zeit erfordert, Tinte nach einer Ausgabe in den Ausgabeanschluss einzufüllen. Somit sind in einigen Fällen die Eigenschaften einer Häufigkeit einer Ausgabe (auch als die „f-Charakteristik" bezeichnet) im Großen und Ganzen gesenkt.
Herkömmliche Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe sind in der US-A-5 489 930, der US-B-6 309 054 oder der US-A-6 161 923 beschrieben. In der US-B-6 309 054 ändert sich der Durchflusswegaufbau (26, 32) nicht mit einem Unterschied in der Höhe in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der Platte (36).
Zusammenfassung der Erfindung
Unter diesen Umständen ist daher die vorliegende Erfindung gezielt hinsichtlich der Schaffung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes konstruiert, der den Durchflusswegaufbau hat, der die Ausgabeenergie, die Filterleistung und die Ausgabehäufigkeitseigenschaften verstärken kann, sogar wenn ein Flüssigkeitströpfchen kleiner gemacht ist.
Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, ist ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf der vorliegenden Erfindung in Anspruch 1 definiert. Weitere Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 gegeben.
Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf der vorliegenden Erfindung, der wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, demonstriert die nachstehenden Wirkungen:

(1) Die Entwicklung einer Blase zu der Seite der Tintenzufuhrkammer kann unterdrückt werden, um die Ausgabeenergie zu verstärken.
(2) Die f-Charakteristiken (Ausgabehäufigkeiteigenschaften) können verstärkt werden, während die Entwicklung einer Blase zu der Seite der Tintenzufuhrkammer wirksam dadurch unterdrückt wird, dass der Durchflusswegquerschnittsabschnitt in einem Teil des Durchflusswegs enger gemacht ist, während der andere als dieser Bereich in diesem Teil des Durchflusswegs relativ breit gemacht ist.
(3) Die Filterleistung kann gegenüber dem Gemisch der Staubpartikel verstärkt werden, ohne von der Höhe des Durchflusswegs abzuhängen.
(4) Gleichzeitig ist die Form des Durchflusswegabschnitts quadratisch gemacht, um die Filterleistung gegenüber dem Gemisch von Staubpartikeln zu verstärken, während ihre Form am wirksamsten zum Aufrechterhalten der f-Charakteristiken gemacht ist.

Herkömmlich ist es erforderlich gewesen, eine große Energie zum Ausgeben der Flüssigkeitströpfchen, die kleiner gemacht sind, vorzusehen. Hier ist es, um den Durchflusswiderstand wirksamer zu machen, wirksam, die Durchflusswegquerschnittfläche nahe dem elektrothermischen Umwandlungselement in Bezug auf die Konfiguration des Durchflusswegabschnitts im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung kleiner zu machen. Dann gibt es ein Erfordernis für das Vorsehen einer Struktur, um die Durchflusswegquerschnittfläche des Zufuhrwegs enger oder nahe einem Teil des Durchflusswegs an der Seite näher zu dem elektrothermischen Umwandlungselement zu machen, um die Entwicklung einer Blase zu der Seite des Zufuhrwegs zu unterdrücken, um ihre Entwicklung mehr bei der Seite des Ausgabeanschlusses bei der Anfangsstufe eines Blasen Generierens an der Oberfläche des elektrothermischen Umwandlungselements zu fördern. In Bezug darauf kann, wogegen der herkömmliche Aufbau zulässt, dass Blasen zu der Zufuhrwegseite entwickelt werden, die entgegengesetzt zu der Seite des Ausgabeanschlusses ist, die Struktur der vorliegenden Erfindung die Entwicklung einer Blase zu der Seite des Zufuhrwegs unterdrücken und der größte Teil der Blase wird bei der Seite des Ausgabeanschlusses zur Verstärkung der Ausgabeenergie entwickelt. Insbesondere kann in dem Fall des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, der mit der Luftaußenseite in Verbindung ist, die ausreichende Entwicklung einer Blase zu der Seite des Ausgabeanschlusses nicht durch die korrespondierende Konfiguration gemacht werden, die herkömmlich angeordnet ist, wie in 9A, 9B und 9C gezeigt ist. Mit einem Durchflusswegaufbau, der in dem Durchflussweg näher zu dem elektrothermischen Umwandlungselement als der herkömmlichen Anordnung, die die Durchflusswegquerschnittfläche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kleiner macht, ausgebildet ist, ist es möglich, die Entwicklung einer Blase zu der Seite des Ausgabeanschlusses zu fördern.
Ferner, sollte der gesamte Bereich des Durchflusswegabschnitts auf der Seite des Zufuhrwegs enger als die Blasenkammer gemacht sein, resultiert dies in der extremen Verschlechterung der Ausgabehäufigkeitseigenschaften (f-Charakteristiken). Hier wurde als das Ergebnis der Studien, die durch die Erfinder hiervon gemacht wurden, gefunden, dass die Entwicklung einer Blase zu der Seite des Zufuhrwegs wirksam dadurch unterdrückt werden kann, dass die Durchflusswegquerschnittfläche auf der Seite der Zufuhrkammer teilweise enger als die Blasenkammer gemacht ist, während der andere Teil als dieser breiter gemacht ist. In den genauen Studien hiervon wurde beobachtet, dass insbesondere, wenn Fluid durch den Abschnitt gelangt, der an dem Teil des Durchflusswegs die verhältnismäßig breite Querschnittfläche hat, der Wirbeldurchfluss auftritt. Mit diesem besonderen Durchfluss ist der Durchfluss von dem Teil des Durchflusswegs, wo die Querschnittsfläche verhältnismäßig eng ist, stärker unterdrückt und es wird durch die Studien der Erfinder hiervon schlussfolgernd bestätigt, dass die Unterdrückungswirkung auf die Entwicklung einer Blase zu der Seite des Durchflusswegs somit besser erhalten wird, als wenn die Durchflusswegquerschnittsfläche nahe dem elektrothermischen Umwandlungselement in Bezug auf die Form eines Durchflusswegabschnitts im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung, wie vorstehend beschrieben ist, klein gemacht ist.
In anderen Worten haben, während sie ihre Studien gemacht haben, die Erfinder hiervon beobachtet, dass der Durchflusswiderstand an dem Abschnitt, der die verhältnismäßig enge Querschnittsfläche hat, in dem Teil des Durchflusswegs zum Zeitpunkt eines Wiederbefüllprozesses groß gemacht ist, in dem Tinte von der Tintenzufuhrkammer zu dem Ausgabeanschluss nahe der Ausgabe wiederbefüllt wird, und dass, wenn es irgendeine Ecke gibt, Tinte geneigt ist, in einem derartigen Abschnitt zu verbleiben. Aus dieser Beobachtung heraus wurde gefunden, dass das Vorsehen der ersten Struktur, die einen Teil des Durchflusswegs an der Stirnseite der Elementbasisplatte schließt, die die Ausgabeenergie erzeugenden Elemente hat, die zusammen mit der Ausbildung eines freigeschnittenen Abschnitts für den ersten Aufbau in die Richtung des Flüssigkeitsdurchflusses ausgebildet sind, was den Abschnitt vorsieht, der eine verhältnismäßig enge Querschnittsfläche in einem Teil des Durchflusswegs hat, die Rückkehr eines Wulstrandes mittels Tintenresten in einem derartig engen Abschnitt gefördert werden kann, während die Entwicklung einer Blase zu der Seite der Zufuhrkammer unterdrückt ist. Somit ist durch die Erfinder hiervon klar gemacht, dass das Vorsehen des Spaltes bei der ersten Struktur wirksam ist und es möglich macht, die Kompatibilität mit einem Aufrechterhalten der f-Charakteristiken zu verwirklichen, wenn die erste Struktur ausgebildet wird, die einen Teil eines Durchflusswegs an der Stirnseite des elektrothermischen Umwandlungselement zum Verstärken der Ausgabewirksamkeit schließt.
Ferner wird es bei dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf möglich, die Filterleistung gegenüber dem Gemisch von Staubpartikeln in dem Ausgabeanschlussabschnitt zu erhalten, während die Höhe des Durchflusswegs, wie beispielsweise des Zufuhrwegs 5, durch teilweise Ändern der Höhe des Durchflusswegs an der Durchflusswegquerschnittsfläche im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung aufrechterhalten wird und die Säulenstruktur in einem derartigen Bereich ausgebildet wird, was auf ein Filtern gezielt ist, wie in 8B gezeigt ist. In anderen Worten kann die Filterleistung unabhängig von der Höhe des Durchflusswegs verstärkt werden. In Übereinstimmung mit der Erfindung wird es unnötig, dass der Spalt zwischen den Säulen 3b, der die Filteröffnung wie in der herkömmlichen Struktur ist, die in 8A gezeigt ist, von der Höhe des Durchflusswegs abhängt. Daher kann, um die Filterleistung zu verstärken, die Form einer Filteröffnung in einer gewünschten Konfiguration kleiner gemacht sein. Zum Aufrechterhalten der f-Charakteristiken mit der gleichen Durchflusswegquerschnittsfläche ist es insbesondere bevorzugt, die Form einer Filteröffnung quadratisch zu machen, da es mit einer derartigen Form möglich wird, den stagnierenden Bereich zu minimieren, wo sich Fluid an den Ecken nicht bewegt. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist jedoch die Öffnungsform eines Filterabschnitts in der Durchflusswegquerschnittsfläche im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung quadratisch gemacht, wie in 8B gezeigt ist, was es möglich macht, die Filterleistung gegenüber dem Gemisch aus Staubpartikeln zu erhalten, während die f-Charakteristiken aufrechterhalten werden. In 8A bezeichnet das Bezugszeichen 110 ein Staubpartikel.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht, die einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1.
3A ist eine vertikale Schnittansicht, die eine Vielzahl von Düsen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes des ersten Ausführungsbeispiels zeigt, entlang der Richtung senkrecht zu der Basisplatte. 3B ist eine ebene Perspektivansicht, die die Düse von der Richtung senkrecht zu der Basisplatte gesehen zeigt. 3C ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3C-3C in 3A.
4A ist eine vertikale Schnittansicht, die eine Vielzahl von Düsen eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigt, entlang der Richtung senkrecht zu der Basisplatte. 4B ist eine ebene Perspektivansicht, die die Düse in die Richtung senkrecht zu der Basisplatte gesehen zeigt. 4C ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4C-4C in 4A.
5A ist eine vertikale Schnittansicht, die eine Vielzahl von Düsen eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes eines dritten Ausführungsbeispiels zeigt, in die Richtung senkrecht zu der Basisplatte. 5B ist eine ebene Perspektivansicht, die die Düse in die Richtung senkrecht zu der Basisplatte gesehen zeigt. 5C ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5C-5C in 5A.
6A, 6B und 6C sind Ansichten, die das Veränderungsbeispiel der Düse in Übereinstimmung mit dem dritten Ausführungsbeispiel darstellt.
7A ist eine vertikale Schnittansicht, die eine Vielzahl von Düsen eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes eines vierten Ausführungsbeispiels zeigt, entlang der Richtung senkrecht zu der Basisplatte. 7B ist eine ebene Perspektivansicht, die die Düse in die Richtung senkrecht zu der Basisplatte beobachtet zeigt. 7C ist eine Schnittansicht entlang der Linie 7C-7C in 7A.
8A und 8B sind Ansichten, die den Vergleich zwischen der herkömmlichen Struktur des Düsendurchflusswegs eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes und der Struktur der vorliegenden Erfindung darstellt.
9A, 9B und 9C sind Ansichten, die den herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungskopf der Blasenstrahlbauart darstellen.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nahestehend erfolgt unter Bezugnahme der begleitenden Zeichnungen die Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 ist eine Perspektivansicht, die einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1. Hier sind in diesen und anderen Figuren eine elektrische Verdrahtung und Anderes (nicht gezeigt), das zum Antreiben des elektrothermischen Umwandlungselements erforderlich ist, nicht gezeigt. Die Basisplatte 34, die z.B. durch Glas, Keramik, Plastik, Metall oder dergleichen ausgebildet ist, wird verwendet. Das Material der Basisplatte 34 ist nicht das Wesentliche der vorliegenden Erfindung. Das Material ist nicht notwendigerweise begrenzt, wenn es nur als ein Teil des Durchflusswegausbildungselements funktionieren kann, das als ein Zufuhrelement für die Materialschicht funktioniert, die den Tintenausgabeanschluss ausbildet. Nachstehend erfolgt für das vorliegende Ausführungsbeispiel die Beschreibung des Falls, in dem eine Si-Basisplatte (Wafer) verwendet wird. Wie in 2 gezeigt ist, sind an einer Seite der Basisplatte 34 das elektrothermische Umwandlungselement 1, das als eine Ausgabeenergie erzeugende Einrichtung dient, die auf die Ausgabe einer Tintenausgabe wirkt, und der Tintenzufuhranschluss 6 ausgebildet, der als ein verlängertes Rechteck konfiguriert ist. Der Tintenzufuhranschluss 6 ist eine Öffnung der Tintenzufuhrkammer 4, die durch ein Durchgangsloch in der Form einer verlängerten Nut ausgebildet ist, die für die Basisplatte 34 vorgesehen ist. 256 Stück elektrothermischer Umwandlungselemente 1 sind auf jeder Linie in die Längsrichtung mit Abständen der elektrothermischen Umwandlungselemente von 600 dpi an beiden Seiten des Tintenzufuhranschlusses 6 im Zickzack angeordnet. 512 Stück davon sind insgesamt in zwei Linien angeordnet. Ferner ist an einer Seite der Basisplatte 34 das Durchflusswegausbildungselement 7 vorgesehen und die Ausgabeanschlussplatte 8 ist daran angehaftet. Bei dem Durchflusswegausbildungselement 7 ist eine Vielzahl von Tintenzufuhrwegen 5 ausgebildet, um jeweils Tinte von dem Tintenzufuhranschluss 6 zu jeder Blasenkammer an die elektrothermischen Umwandlungselemente 1 zu leiten. Dann ist hinsichtlich der Ausgabeanschlussplatte 8 die Tintenausgabedüse ausgebildet, um der Blasenkammer des Durchflusswegausbildungselements 7 zu erlauben, mit der Außenseite zu kommunizieren, und die Öffnung an der Spitze der Tintenausgabedüse, die zu der Oberfläche der Ausgabeanschlussplatte 8 exponiert ist, ist als der Tintentröpfchenausgabeanschluss 26 ausgeführt.
3A ist eine vertikale Schnittansicht, die eine Vielzahl von Düsen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes des ersten Ausführungsbeispiels zeigt, entlang der Richtung senkrecht zu der Basisplatte. 3B ist eine ebene Perspektivansicht, die die Düse in die Richtung senkrecht zu der Basisplatte gesehen zeigt. 3C ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3C-3C in 3A. Hier ist in diesen Figuren die Ausgabeanschlussplatte 8 als ein transparentes Element gezeigt.
Wie in 3A, 3B und 3C gezeigt ist, hat der Tintenstrahlaufzeichnungskopf des vorliegenden Ausführungsbeispiels das elektrothermische Umwandlungselement (z.B. eine Heizeinrichtung) 1 an der oberen Schicht der Basisplatte 34. An der Basisplatte 34 werden dann die Blasenkammer 2, d.h. ein Raumabschnitt, der ausgebildet ist, um der Anordnungsfläche des elektrothermischen Umwandlungselement 1 zugewandt zu sein, die das elektrothermische Umwandlungselement 1 enthält; die Tintenausgabedüse 9 zum Ausgeben von Tinte von der Blasenkammer 2 in eine spezielle Richtung; und der Ausgabeanschluss der flachen Bauart angeordnet, der der Anordnungsfläche des elektrothermischen Umwandlungselements 1 zugewandt ist und den Zufuhrweg 5 ausbildet, der Tinte von der Zufuhrkammer 4 zu der Blasenkammer 2 leitet. In 3A, 3B und 3C dient die Ausgabeanschlussplatte 8 zusätzlich als das Durchflusswegausbildungselement, und die Ausgabeplatte und das Durchflusswegausbildungselement sind nicht getrennt, wie in 2 gezeigt ist. Hier ist die gleiche Wirkung entweder ein und das selbe Element oder durch die Elemente, die getrennt vorgesehen sind, erhaltbar. Ferner ist das elektrothermische Umwandlungselement 1 in einer quadratischen Form von 18 μm, die Höhe des Tintenzufuhrwegs 5 beträgt 10 μm, die Dicke der Ausgabeplatte der flachen Bauart 8, die zusätzlich als das Durchflusswegausbildungselement dient, beträgt 10 μm, der Durchmesser des Ausgabeanschlusses beträgt 10 μm.
Ferner ist in dem Zufuhrweg 5 die Durchflusswegstruktur 3 angeordnet, die die Durchflusswegquerschnittsfläche kleiner macht, die im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung ist, und die Fläche (Gestalt) davon gleichzeitig ändert. Dann ist an dem Abschnitt, an dem die Durchflusswegstruktur 3 des Zufuhrwegs 5 vorgesehen ist, zugelassen, dass die Durchflusswegquerschnittsfläche im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung des Durchflusswegs 5 ist, um sich mit einem Unterschied in einer Höhe in die Richtung senkrecht zu der Fläche der Basisplatte 34 zu ändern, an der das elektrothermische Umwandlungselement 1 ausgebildet ist. Insbesondere ist die Durchflusswegstruktur 3 mit der flachen quadratischen Säule 3a, die als eine erste Struktur zum Schließen eines Teils des Zufuhrwegs 5 dient, und einer Vielzahl von Säulen 3b vorgesehen, die als eine zweite Struktur dient, um einen Teil des Zufuhrwegs 5 zu schließen. Die quadratische Säule 3a ist quer zu der gesamten Breite des Zufuhrwegs 5 an der Basisplatte 34 ausgebildet, um die Zufuhr 5 auf der Seite der Basisplatte 34 zu schließen, so dass die Durchflusswegquerschnittsfläche im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung Null gemacht ist. Die mehreren Säulen 3b sind an der quadratischen Säule 3a symmetrisch in Bezug auf die Mitte des Durchflusswegs 5 angeordnet und erstrecken sich von der quadratischen Säule 3a zu der Ausgabeanschlussplatte 8 in die Richtung der Höhe des Durchflusswegs 5. In anderen Worten ist die Gestalt (Fläche) des Durchflusswegquerschnitts im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung des Abschnitts, der hinsichtlich der Durchflusswegstruktur 3 angeordnet ist, ausgebildet, um den Durchflusswegabschnitt in dem Bereich der quadratischen Säule 3a zu schließen, und ferner ist an dem Abschnitt der Säulen 3b der Durchflusswegquerschnitt zwischen den Säulen 3b quadratisch gemacht, was durch den Unterschied der Höhe geändert ist.
Hier sind in 4B und 4C zwei Säulen 3b mit einem bestimmten Spalt angeordnet. Die Zahl und die Gestalt der Säulen 3b sind jedoch nicht notwendigerweise auf diese begrenzt. Ferner ist in der Spezifikation hiervon die Richtung der Breite des Zufuhrwegs im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung des Zufuhrwegs 5 und parallel zu der Hauptfläche der Basisplatte 34 definiert. Die Höhe des Zufuhrwegs 5 ist als rechtwinklig zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung des Zufuhrwegs 5 und senkrecht zu der Hauptfläche der Basisplatte 34 definiert.
In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abstand von der Mitte 0 des elektrothermischen Umwandlungselements zu jeder Position N1 bis N7 des Tintenzufuhrwegs 5 in die Längsrichtung, die in 3B gezeigt ist: N1 = 11 μm, N2 = 9 μm, N3 = 27 μm und N4 = 32 μm, N5 = 37 μm und N6 = 43 μm. Der Durchmesser der Säule 3b der Durchflusswegstruktur 3 beträgt ⌀ 8 μm. Ferner beträgt der Abstand von der Mitte 0 des elektrothermischen Umwandlungselements zu der Position N7 in die Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Tintenzufuhrwegs 5 und im Wesentlichen parallel zu der Hauptfläche der Basisplatte 34 7,5 μm.
Daher wird, wie in 3C gezeigt ist, der Spalt zwischen den Säulen 3b an der quadratischen Säule 3a ein Quadrat von 7 μm je Seite. In Bezug auf die Richtung senkrecht zu der Hauptfläche der Basisplatte 34 beträgt die Dicke der quadratischen Säule 3a 3 μm und die Höhe der Säule 3b beträgt 7 μm.
Die vorliegende Erfindung setzt das Ausgabeverfahren (das sog. Blasendurchgangsverfahren) ein, in dem die Blase zum Zeitpunkt eines Aufgebens eines Filmsiedens auf die Tinte mittels dem elektrothermischen Umwandlungselement 1 mit der Luftaußenseite durch die Tintenausgabedüsen 9 in Verbindung ist.
Die Erfinder hiervon haben präzise Studien hinsichtlich des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes gemacht, der mit dem Tintenzufuhrweg versehen ist, der eine derartige Gestalt hat. Dann ist beobachtet worden, dass die Entwicklung einer Blase zu der Seite des Zufuhrwegs 5 unterdrückt ist und dass die Ausgabegeschwindigkeit von 11 m/s auf 12 m/s verbessert ist. Es wurde dann bestätigt, dass es dementsprechende Wirkungen gibt. Dies ist durch die Tatsache, dass mit dem Vorsehen der Durchflussstruktur 3 an der stromaufwärtigen Seite des Zufuhrwegs 8 der Blasenkammer 2 ein Teil der Durchflusswegquerschnittsfläche des Zufuhrwegs 8 verhältnismäßig enger gemacht ist.
Ferner funktioniert die Durchflusswegstruktur 3 als Filter. Hier ist es nicht notwendig, von der Höhe des Zufuhrwegs 5 abzuhängen, um die Gestalt des Spalts zwischen den Säulen 3b auszubilden, der als die Filteröffnung dient. Daher kann, um die Filterwirksamkeit zu verstärken, die Öffnungsgestalt des Filters quadratisch und kleiner gemacht werden. Mit der quadratischen Form der Filteröffnung wird es möglich, den stagnierenden Bereich an jeder Ecke zu minimieren, wo Fluid nicht fließt. Somit können verglichen mit der rechtwinkligen Öffnungsgestalt die f-Charakteristiken verstärkt werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
4A ist eine vertikale Schnittansicht, die eine Vielzahl von Düsen eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes eines zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, in die Richtung senkrecht zu der Basisplatte. 4B ist eine ebene Perspektivansicht, die die Düse in die Richtung senkrecht zu der Basisplatte gesehen zeigt. 4C ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4C-4C in 4A. Nachstehend erfolgt die Beschreibung hauptsächlich der Aspekte, die sich von diesen des ersten Ausführungsbeispiels unterscheiden.
In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das elektrothermische Umwandlungselement ein Quadrat von 18 μm. Die Höhe des Tintenzufuhrwegs 5 beträgt 10 μm. Die Dicke der Ausgabeanschlussplatte 8, die zusätzlich als das Durchflusswegausbildungselement dient, beträgt 10 μm. Der Durchmesser des Ausgabeanschlusses beträgt 9 μm.
Dann ist, wie in 4A, 4B und 4C gezeigt ist, die Durchflusswegstruktur 3 in dem Zufuhrweg 5 vorgesehen, um den Durchflusswegabschnitt rechtwinklig zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung kleiner zu machen und gleichzeitig die Fläche (Gestalt) zu ändern, und der Abschnitt des Zufuhrwegs 5, wo die Durchflusswegstruktur 3 mit der Durchflusswegquerschnittsfläche im rechten Winkel zu der Durchflusswegrichtung des Zufuhrwegs 5 vorgesehen ist, ändert sich mit einem Unterschied in der Höhe in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der Fläche der Basisplatte 34, die das elektrothermische Umwandlungselement 1, das hierfür aufgebildet ist, hat. Insbesondere ist die Durchflusswegstruktur 3 durch eine flache quadratische Säule 3a, die als eine erste Struktur dient, die einen Teil des Zufuhrwegs 5 schließt, und mehrere Säulen 3b ausgebildet, die als eine zweite Struktur dienen, die einen Teil des Zufuhrwegs 5 schließen. Anders als das erste Ausführungsbeispiel ist die quadratische Säule 3a des vorliegenden Ausführungsbeispiels an der Basisplatte 34 in die Breite in Richtung des Zufuhrwegs 5 ausgebildet und die Mitte davon ist um eine spezifische Breite in die Längsrichtung des Zufuhrwegs 5 freigeschnitten. Die mehreren Säulen 3b sind symmetrisch an der quadratischen Säule 3a in Bezug auf die Mitte des Zufuhrwegs 5 angeordnet und erstrecken sich in die Richtung der Höhe des Zufuhrwegs 5. In anderen Worten bildet die Gestalt (Fläche) des Durchflusswegabschnitts im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung an dem Abschnitt, an dem die Durchflusswegstruktur 3 vorgesehen ist, den Durchflussweg mit dem weggeschnittenen Abschnitt der quadratischen Säule 3a und ändert sich an dem Abschnitt der Säule 3b mit einem Unterschied in der Höhe als der quadratische Durchflusswegabschnitt, der größer als die Durchflusswegquerschnittsfläche ist, die durch den vorstehend genannten weggeschnittenen Abschnitt ausgebildet ist.
In 4A, 4B und 4C ist jede der Säulen 3b bei dem Abschnitt der quadratischen Säule 3a angeordnet, wo kein weggeschnittener Abschnitt vorgesehen ist. Die Zahl und Gestalt der Säulen 3b ist jedoch nicht notwendigerweise bestimmt.
In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand von der Mitte 0 des elektrothermischen Umwandlungselements zu jeder Position N1 bis N7 des Tintenzufuhrwegs 5 in die Längsrichtung, die in 4B gezeigt ist: N1 = 11 μm, N2 = 9 μm, N3 = 27 μm und N4 = 32 μm, N5 = 37 μm und N6 = 43 μm. Der Durchmesser der Säule 3b der Durchflusswegstruktur 3 beträgt ⌀ 8 μm. Ferner beträgt der Abstand von der Mitte 0 des elektrothermischen Umwandlungselements zu der Position N7 in die Richtung im rechten Winkel zu der Längsrichtung des Tintenzufuhrwegs 5 und im Wesentlichen parallel zu der Hauptfläche der Basisplatte 34 7,5 μm. In Bezug auf die Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptfläche der Basisplatte 34 beträgt die Dicke der quadratischen Säule 3a 3 μm und die Höhe der Säule 3b beträgt 7 μm. Diese Abmessungen sind die gleichen wie diese des ersten Ausführungsbeispiels. Der Spalt des weggeschnittenen Abschnitts der quadratischen Säule 3a der Durchflusswegstruktur 3, die charakteristisch für das vorliegende Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, beträgt 4 μm.
In Übereinstimmung mit den Studien, die hinsichtlich des vorliegenden Ausführungsbeispiels gemacht wurden, ist bestätigt worden, dass es die gleiche Wirkung wie das erste Ausführungsbeispiel auf die Entwicklung einer Blase zu der Seite der Tintenzufuhrkammer erzeugt. Ferner ist die Ausgabegeschwindigkeit von 11 m/s auf 12 m/s verbessert worden, so dass die Wirkung hiervon bestätigt ist. Für die hier somit angeordnete Struktur sollte die Entwicklung einer Blase zu der Seite der Zufuhrkammer 4 größer als die des ersten Ausführungsbeispiels einfach unter Berücksichtung der Querschnittsfläche des Durchflusswegs werden, die mehr auf der Seite der Zufuhrkammer 4 als der Blasenkammerseite 2 ist. Durch die präzise Beobachtung, die durch die Erfinder hiervon gemacht worden ist, ist jedoch der Umfang der Entwicklung einer Blase die gleiche, wie die des ersten Ausführungsbeispiels. Somit wird, nach den detaillierten Studien hiervon, durch die Erfinder hiervon angenommen, dass, wenn der Durchfluss von Flüssigkeit zu der Seite der Zufuhrkammer die Durchflusswegstruktur 3 zum Zeitpunkt eines Blasen Generierens passiert, die Entwicklung einer Blase durch die Wirbelströmung unterdrückt wird, die durch den Durchfluss von Fluid an dem Abschnitt der Säule 3b generiert wird, wo die Durchflusswegquerschnittsfläche der Durchflusswegstruktur 3 verhältnismäßig groß wird, so dass der Durchfluss von dem abgeschnittenen Abschnitt der quadratischen Säule 3a an der Basisplatte 34 zum Zeitpunkt des Blasen Generierens behindert ist. In anderen Worten wird durch diese Wirbelströmung der Durchfluss von dem weggeschnittenen Abschnitt der quadratischen Säule 3a der Durchflusswegstruktur 3, die den Bereich vorsieht, wo die Durchflusswegquerschnittsfläche verhältnismäßig eng wird, stärker unterdrückt ist, um die gleiche Wirkung wie die des ersten Ausführungsbeispiels erhaltbar zu machen.
Ferner wird es, wenn Tinte in den Ausgabeanschluss nach einer Ausgabe wiederbefüllt wird (nachstehend als Wiederbefüllen bezeichnet), möglich, die Zufuhr von Tinte von dem weggeschnittenen Abschnitt der quadratischen Säule 3a an der Basisplatte 34 zu erhalten und das Wiederbefüllen wird früher als das des ersten Ausführungsbeispiels abgeschlossen. Dies ist so, da die Wirbelströmung, die zum Zeitpunkt eines Blasen Generierens generiert wird, in der langsameren Strömung zum Zeitpunkt eines Wiederbefüllens nicht leicht generiert wird. Ferner ist die Ausgabegeschwindigkeit von 11 m/s auf 12 m/s gestiegen und die Wirkung ist gleichermaßen wie in dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels erhaltbar. Ferner wird es mit der Anordnung der Durchflusswegstruktur 3 in dem Zufuhrweg 5 nahe der Blasenkammer 2 möglich, Staubpartikel zu der Seite der Tintenzufuhrkammer 4 durch die Strömung der Flüssigkeit zum Zeitpunkt eines Blasen Generierens zu drücken, wodurch der Nachteil beim Betreiben von Ausgaben durch das Gemisch von Staubpartikeln verhindert wird.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
5A ist eine vertikale Schnittansicht, die mehrere Düsen eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes eines dritten Ausführungsbeispiels zeigt, in die Richtung senkrecht zu der Basisplatte. 5B ist eine ebene Perspektivansicht, die die Düse in die Richtung senkrecht zu der Basisplatte beobachtet zeigt. 5C ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5C-5C in 5A. Ferner sind die 6A, 6B und 6C Ansichten, die das Veränderungsbeispiel der Düse darstellt. Nachstehend erfolgt die Beschreibung hauptsächlich der Aspekte, die sich von diesen des ersten Ausführungsbeispiels unterscheiden. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusswegstruktur 3 zwischen dem Zufuhrweg 5 und der Öffnung der Zufuhrkammer 4 und nicht in der Zufuhrkammer 5 vorgesehen ist.
In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das elektrothermische Umwandlungselement ein Quadrat von 18 μm. Die Höhe des Tintenzufuhrwegs 5 beträgt 10 μm. Die Dicke der Ausgabeanschlussplatte 8, die zusätzlich als das Durchflusswegausbildungselement dient, beträgt 10 μm. Der Durchmesser des Ausgabeanschlusses beträgt 8 μm.
Dann ist, wie in 5A, 5B und 5C gezeigt ist, die Durchflusswegstruktur 3 in dem Durchflussweg zwischen dem Zufuhrweg 5 und der Öffnung der Zufuhrkammer 4 vorgesehen, um den Durchflusswegabschnitt im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung kleiner zu machen und die Fläche (Gestalt) davon gleichzeitig zu ändern. Dann ändert sich an dem Abschnitt des Zufuhrwegs, wo die Durchflusswegstruktur 3 vorgesehen ist, die Durchflusswegquerschnittsfläche im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung des Zufuhrwegs 5 mit einem Unterschied in der Höhe in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der Fläche der Basisplatte 34, die das elektrothermische Umwandlungselement 1 hat, das hierfür ausgebildet ist. Insbesondere ist die Durchflusswegstruktur 3 durch eine flache quadratische Säule 3a, die als eine erste Struktur dient, die einen Teil eines Durchflusswegs zwischen dem Zufuhrweg 5 und der Öffnung der Zufuhrkammer 4 schließt, und mehreren Säulen 3b ausgebildet, die als eine zweite Struktur dienen, die einen Teil eines Durchflusswegs zwischen dem Zufuhrweg 5 und der Öffnung der Zufuhrkammer 4 schließen. Die quadratische Säule 3a ist an der Basisplatte 34 in die Richtung der Breite des Zufuhrwegs 5 ausgebildet und schließt den Durchflussweg zwischen dem Zufuhrweg 5 und der Öffnung der Zufuhrkammer 4 auf der Seite der Basisplatte 34, um die Durchflusswegquerschnittsfläche im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung zu Null zu machen. Die mehreren Säulen 3b sind symmetrisch an der quadratischen Säule 3a in Bezug auf die Mitte des Zufuhrwegs 5 angeordnet und erstrecken sich von der quadratischen Säule 3a zu der Ausgabeanschlussplatte 8 in die Richtung der Höhe des Zufuhrwegs 5. In anderen Worten ist die Gestalt (Fläche) des Durchflusswegabschnitts im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung an dem Abschnitt, der die Durchflusswegstruktur 3 hat, in dem Bereich der quadratischen Säulen 3a konfiguriert, um den Durchflusswegabschnitt zu schließen, und ferner um an dem Abschnitt der Säule 3b den Durchflusswegabschnitt zwischen den Säulen 3b quadratisch zu machen und mit einem Unterschied in der Höhe geändert zu werden.
In 5A, 5B und 5C sind zwei Säulen 3b mit einem spezifischen Abstand angeordnet, aber die Zahl und Gestalt der Säulen 3b sind nicht notwendigerweise bestimmt.
In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand von der Mitte 0 des elektrothermischen Umwandlungselement zu jeder Position N1 bis N7 des Tintenzufuhrwegs 5 in die Längsrichtung, die in 5B gezeigt ist: N1 = 11 μm, N2 = 9 μm, N3 = 48 μm und N4 = 57 μm, N5 = 66 μm und N6 = 43 μm. Der Durchmesser der Säule 3b der Durchflusswegstruktur 3 beträgt ⌀ 14 μm. Ferner beträgt der Abstand von der Mitte 0 des elektrothermischen Umwandlungselements zu der Position N7 in die Richtung im rechten Winkel zu der Längsrichtung des Tintenzufuhrwegs 5 und im Wesentlichen parallel zu der Hauptfläche der Basisplatte 34 10 μm. Daher beträgt der Spalt zwischen den Säulen 3b an der quadratischen Säule 3a 6 μm. Ferner beträgt die Dicke der quadratischen Säule 3a in Bezug auf die Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptfläche der Basisplatte 34 4 μm und die Höhe der Säule 3b beträgt 6 μm.
In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Durchflusswegstruktur 3, die sich mit der Gestalt der Öffnung des Durchflusswegs 5 an der Seite der Zufuhrkammer 4 ändert, zwischen dem Zufuhrweg 5 und der Öffnung der Zufuhrkammer 4 vorgesehen. Als ein Ergebnis wird es hinsichtlich der Spaltkonfiguration zwischen den Säulen 3b, die die Filterfunktion darstellen, unnötig, von der Höhe zwischen der Hauptfläche der Basisplatte 34 und der Rückseite der Ausgabeplatte 8 abzuhängen. Daher kann die Spaltkonfiguration zwischen den Säulen 3b, wie in 5C gezeigt ist, quadratisch und klein gemacht werden und Staubpartikel können nicht in den Zufuhrweg 5 eintreten. Dadurch, dass keine Staubpartikel in den Zufuhrweg 5 eintreten, wird es möglich, den Einfluss kleiner zu machen, so dass die Ausgabegeschwindigkeit durch den erhöhten Widerstand von Fluid auf der Seite der Tintenzufuhrkammer 4 durch das vorübergehende Einfangen von Staubpartikeln steigt. Ferner wird es für derartige aufgefangene Staubpartikel einfacher, sich eher in die Durchflusswegstruktur 3 als in den Zufuhrweg 5 zu bewegen. Als ein Ergebnis ist der Einfluss, der auf den Ausgabeanschluss ausgeübt werden kann, gleichermäßig reduziert. Ferner ist der Einfluss, der auf die Ausgabe ausgeübt werden kann, die in dem Zustand ausgeführt wird, in dem Staubpartikel aufgefangen sind, kleiner gemacht. Die Staubpartikel, die durch die Durchflusswegstruktur 3 aufgefangen sind, werden ferner zu der Seite der Tintenzufuhrkammer zurückgebracht.
Ferner ist es bei der Struktur, in der die quadratische Säule 3a der Durchflusswegstruktur 3 an der Rückseite der Ausgabeplatte 8 in die Richtung der Breite des Zufuhrwegs 5 ausgebildet ist, die mehreren Säulen 3b symmetrisch an der quadratischen Säule 3a in Bezug auf die Mitte des Zufuhrwegs 5 angeordnet sind und von der quadratischen Säule 3a zu der Basisplatte 34 in die Richtung der Höhe des Zufuhrwegs 5 ausgebildet sind, wie in 6A, 6B und 6C gezeigt ist, möglich, die gleiche Wirkung wie bei dem Modus zu erhalten, der in 5A, 5B und 5C gezeigt ist.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
7A ist eine vertikale Schnittansicht, die eine von mehreren Düsen eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes eines vierten Ausführungsbeispiels zeigt, in die Richtung senkrecht zu der Basisplatte. 7B ist eine ebene Perspektivansicht, die die Düse in die Richtung senkrecht zu der Basisplatte gesehen zeigt. 7C ist eine Schnittsansicht entlang der Linie 7C-7C in 7A. Hier erfolgt hauptsächlich die Beschreibung der Aspekte, die sich von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist insbesondere dahingehend charakterisiert, dass die Durchflusswegstruktur 3 zwischen dem Zufuhrweg 5 und der Öffnung der Zufuhrkammer 4 und nicht in dem Zufuhrweg 5 vorgesehen ist.
In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das elektrothermische Umwandlungselement 1 ein Quadrat von 18 μm. Die Höhe des Tintenzufuhrwegs 5 beträgt 10 μm. Die Dicke der Ausgabeanschlussplatte 8, die zusätzlich als das Durchflusswegausbildungselement dient, beträgt 10 μm. Der Durchmesser des Ausgabeanschlusses beträgt 8 μm.
Dann ist, wie in 7A, 7B und 7C gezeigt ist, die Durchflusswegstruktur 3 in dem Durchflussweg zwischen dem Zufuhrweg 5 und der Öffnung der Zufuhrkammer 4 vorgesehen, um den Durchflusswegabschnitt im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung kleiner zu machen und seine Fläche (Gestalt) gleichzeitig zu ändern. Dann ist an dem Abschnitt des Zufuhrwegs, an dem die Durchflusswegstruktur 3 vorgesehen ist, die Durchflusswegquerschnittsfläche im rechten Winkel zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung des Zufuhrwegs 5 mit einem Unterschied in der Höhe in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der Fläche der Basisplatte 34 geändert, die das elektrothermische Umwandlungselement 1, dass hierfür ausgebildet ist, hat. Insbesondere ist die Durchflusswegstruktur 3 durch eine flache quadratische Säule 3a, die als eine erste Struktur dient, die einen Teil eines Durchflusswegs zwischen dem Zufuhrweg 5 und der Öffnung der Zufuhrkammer 4 schließt, und mehrere Säulen 3b ausgebildet, die als eine zweite Struktur dienen, die einen Teil eines Durchflusswegs zwischen dem Zufuhrweg 5 und der Öffnung der Zufuhrkammer 4 schließen. Die quadratische Säule 3a ist an der Basisplatte 34 in die Richtung der Breite des Zufuhrwegs 5 ausgebildet und ihre Mitte ist in einer spezifischen Breite in die Längsrichtung des Zufuhrwegs 5 weggeschnitten. Die mehreren Säulen 3b sind symmetrisch an der quadratischen Säule 3a in Bezug auf die Mitte des Zufuhrwegs 5 angeordnet und erstrecken sich in die Richtung der Höhe des Zufuhrwegs 5. In 7A, 7B und 7C ist jede der Säulen 3b an dem Abschnitt der quadratischen Säule 3a, der jeweils nicht weggeschnitten ist, angeordnet, aber die Zahl und Gestalt der Säulen 3b ist nicht notwendigerweise beschränkt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist angeordnet, um es insbesondere möglich zu machen, den Durchmesser der Säule 3b zu vergrößern.
In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand von der Mitte 0 des elektrothermischen Umwandlungselements zu jeder Position N1 bis N7 des Tintenzufuhrwegs 5 in die Längsrichtung, die in 7B gezeigt ist: N1 = 11 μm, N2 = 9 μm, N3 = 48 μm und N4 = 57 μm, N5 = 66 μm und N6 = 43 μm. Der Durchmesser der Säule 3b der Durchflusswegstruktur 3 beträgt ⌀ 14 μm. Ferner beträgt der Abstand von der Mitte 0 des elektrothermischen Umwandlungselements zu der Position N7 in die Richtung im rechten Winkel zu der Längsrichtung des Zufuhrwegs 5, die im Wesentlichen parallel zu der Hauptfläche der Basisplatte 34 ist, 10 μm. Der Spalt zwischen den Säulen 3b an der quadratischen Säule 3a beträgt dementsprechend 6 μm. Ferner beträgt die Dicke der quadratischen Säule 3a in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der Hauptfläche der Basisplatte 34 4 μm und die Höhe der Säule 3b beträgt 6 μm.
Als ein Beispiel des Verfahrens eines Herstellens des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung, das auch auf das vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel anwendbar ist, wird die Form des Tintenzufuhrwegs unter Verwendung eines lichtempfindlichen Materials an der Basisplatte, die ein energieerzeugendes Element hat, das hierfür vorgesehen ist, gemustert und dann wird die abdeckende Harzschicht aufgetragen und an der Basisplatte ausgebildet, um das ausgebildete Muster abzudecken, und nach der Ausbildung des Tintenausgabeanschlusses an der abdeckenden Harzschicht, der mit dem somit ausgebildeten Tintendurchflussweg kommuniziert, wird das lichtempfindliche Material, das für die Form verwendet wird, zum Vervollständigen des Kopfes entfernt (Bezugnahme auf die Spezifikation der japanischen Patentoffenlegungsschrift mit der Nr. 06-45242). Bei diesem Herstellungsverfahren wird ein Positivlack als das lichtempfindliche Material hinsichtlich seiner einfacheren Entfernung verwendet. In Übereinstimmung mit diesem Herstellungsverfahren ist es möglich, für die Ausbildung des Tintendurchflusswegs, des Ausgabeanschlusses und anderen mit der Anwendung von Halbleiterlithographietechniken einen äußerst präzisen und feinen Prozess auszuführen.
Ferner ist es bei dem Herstellungsverfahren des Aufzeichnungskopfes des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels grundlegend bevorzugt, den Herstellungsverfahren des Aufzeichnungskopfes unter Verwendung des Tintenstrahlaufzeichnungsverfahrens als ein Mittel zum Ausgeben von Tinte zu folgen, wie in den Spezifikationen der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 04-10940 und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 04-10941 offenbart ist. Jede dieser Spezifikationen beschreibt das Tintentröpfchenausgabeverfahren, das den Aufbau hat, in dem die Blase, die durch eine Heizeinrichtung generiert wird, außerhalb mit der Luft in Verbindung tritt. In einem derartigen Verfahren kann, wenn die Ausgabeanschlussplatte (Durchflusswegausbildungselement) durch eine abdeckendes Harz an der Form ausgebildet wird, nachdem die Form eines Tintendurchflusswegs durch Verwendung eines Positivlacks wie in dem herkömmlichen Beispiel vorbereitet wird, der Abschnitt, auf den Licht gestrahlt wird, nicht länger exponiert und entwickelt werden, obschon dies von der Empfindlichkeit des Lackes abhängt. Als ein Ergebnis wird, wie in 7A, 7B und 7C gezeigt ist, die konische Gestalt an der Seitenfläche der isolierten Durchflusswegsstruktur ausgebildet, die die Filterfunktion darstellen sollte.
Daher tendiert in dem Fall der somit ausgebildeten konischen Gestalt der Spalt zwischen den Säulen hinsichtlich des Staubpartikel-Auffangens größer zu sein. Der Durchmesser der Säule 3b der Durchflusswegstruktur 3 ist jedoch in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in seine Längsrichtung verlängert. In diesem Fall ist es möglich, durch Ausbilden der quadratischen Säule 3a an der Hauptfläche der Basisplatte 34, die an der Seite positioniert ist, wo der Spalt zwischen den Säulen 3b erweitert ist, zu verhindern, dass Staubpartikel in den Zufuhrweg 5 eintreten.
Ferner wird mit der Anordnung des freigeschnittenen Abschnitts in einer spezifischen Breite an der Mitte der quadratischen Säule 3a in die Längsrichtung des Zufuhrwegs 5 möglich, den Durchfluss von Flüssigkeit zu der Seite der Zufuhrkammer 4 zu unterdrücken, wenn ein Blase den Durchfluss generiert, womit die gleiche Wirkung wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel erhalten wird.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit: einer Elementbasisplatte (34), die mit einer Vielzahl von Ausgabeenergie erzeugende Elementen (1) zum Generieren einer Blase in Flüssigkeit durch thermische Energie und eine Durchgangsöffnung (6) einer Zufuhrkammer (4) zum Leiten von Flüssigkeit von der Zufuhrkammer (4) zu den Ausgabeenergie erzeugenden Elementen (1) vorgesehen ist; und einer Durchflussweg ausbildenden Basisplatte (7, 8) zum Ausbilden einer Vielzahl von Blasenkammern (2), die die Ausgabeenergie erzeugenden Elemente (1) auf der Fläche der Elementbasisplatte (34), die die Ausgabeenergie erzeugenden Elemente (1) darauf ausgebildet hat, und eine Vielzahl von Zufuhrwegen (5) zum Leiten von Flüssigkeit zu jeder der Blasenkammern (2) enthalten, und die eine Vielzahl von Düsen (9) hat, die hierfür jeweils gegenüberliegend zu einem entsprechenden Ausgabeenergie erzeugenden Element (1) vorgesehen sind, um jeweils den Blasenkammern (2) zu ermöglichen, mit der Außenseite des Kopfes zu kommunizieren, wobei der Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einer Durchflusswegstruktur (3) vorgesehen ist, die die Durchflusswegquerschnittsfläche hat, die zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung im rechten Winkel ist, die zwischen der Blasenkammer (2) und der Durchgangsöffnung (6) am engsten ist, wobei die Durchflusswegstruktur sich mit einem Unterschied der Höhe in Bezug auf die Richtung senkrecht zu der Fläche der Elementbasisplatte, die die Ausgabeenergie erzeugenden Elemente (1) darauf ausgebildet hat, ändert.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, wobei die Durchflusswegstruktur (3) mit einem vergleichsweise breiten Durchflusswegabschnitt und einem engen Abschnitt versehen ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, wobei die Durchflusswegstruktur (3) mit einer ersten Struktur (3a) zum Schließen eines Teils des Durchflusswegs an der Fläche der Elementbasisplatte (34), die die Ausgabeenergie erzeugenden Elemente (1) darauf ausgebildet hat, und einer zweiten Struktur (3b) vorgesehen ist, die als Säule von der ersten Struktur auf der Durchflussweg ausbildenden Basisplatte (34) zum Schließen eines Teils des Zufuhrwegs (5) ausgebildet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, wobei die Gestalt des Abschnitts des Durchflusswegquerschnitts, der zu dem Flüssigkeitsdurchflussweg im rechten Winkel ist, der die engste Durchflusswegquerschnittsfläche hat, quadratisch ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 3, wobei ein ausgeschnittener Abschnitt bei der ersten Struktur (3a) in die Flüssigkeitsdurchflussrichtung vorgesehen ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, wobei die Breite des Durchflusswegs des Abschnitts des Durchflusswegquerschnitts, der zu der Flüssigkeitsdurchflussrichtung im rechten Winkel ist, der die engste Durchflusswegquerschnittsfläche hat und in Kontakt mit der Fläche der Elementbasisplatte ist, die die Ausgabeenergie erzeugenden Elemente (1) hat, die darauf ausgebildet sind, kleiner als die Breite des Durchflusswegs ist, der in Kontakt mit der Fläche der Durchflussweg ausbildenden Basisplatte ist, die der Fläche zugewandt ist, die die Ausgabeenergie erzeugenden Elemente (1) hat, die darauf ausgebildet sind.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 3, wobei die erste Struktur (3a) eine quadratische Säule ist und die zweite Struktur (3b) eine Säule ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, wobei eine Blase, die durch das Ausgabeenergie erzeugende Element (1) ausgebildet ist, mit der Außenluft zum Ausgeben eines Flüssigkeitströpfchens in Verbindung ist.