DE69718560T2

DE69718560T2 - Kassette als Flüssigkeitsstrahlkopf und zugehöriger Flüssigkeitsbehälter

Info

Publication number: DE69718560T2
Application number: DE69718560T
Authority: DE
Inventors: Yoshie Asakawa; Hiroyuki Ishinaga; Toshio Kashino; Kiyomitsu Kudo; Hidehisa Matsumoto; Hiroaki Mihara; Toshiaki Sasaki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: US6247806B1; EP0818316B1; EP0818316A3; DE69718560D1; JP3245088B2; EP0818316A2; JPH1071727A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsausstoßkopfkassette unter Verwendung eines Flüssigkeitsausstoßkopfes zum Ausstoßen einer gewünschten Flüssigkeit durch Erzeugung einer durch Aufbringung von thermischer Energie auf die Flüssigkeit hervorgerufenen Blase und einen Flüssigkeitsbehälter.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kopfkassette unter Verwendung eines Flüssigkeitsausstoßkopfes einschließlich eines beweglichen Elementes, das durch Erzeugung der Blase verschoben oder bewegt wird, und einen Flüssigkeitsbehälter.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren vom sogenannten Bubble-Jet-Typ ist bekannt. Hierbei wird eine momentane Zustandsänderung, die zu einer momentanen Volumenänderung (Blasenerzeugung) führt, durch Aufbringung von Energie, wie Wärme, auf die Tinte verursacht, um die Tinte über die aus der Zustandsänderung resultierenden Kraft durch den Ausstoßauslaß auszustoßen und auf dem Aufzeichnungsmaterial zur Ausbildung eines Bildes abzulagern. Wie in der US-A-4 723 129 beschrieben, umfaßt eine Aufzeichnungsvorrichtung unter Anwendung des Bubble-Jet-Verfahrens einen Ausstoßauslaß zum Ausstoßen der Tinte, eine Tintenströmungsbahn, die in Strömungsmittelverbindung mit dem Ausstoßauslaß steht, und einen elektrothermischen Wandler als Energieerzeugungseinrichtung, der in der Tintenströmungsbahn angeordnet ist.
Ein solches Aufzeichnungsverfahren ist insofern vorteilhaft, als daß ein Bild hoher Qualität mit hoher Geschwindigkeit und geringer Geräuschentwicklung aufgezeichnet und eine Vielzahl von Ausstoßauslässen mit hoher Dichte angeordnet werden kann, so daß auf diese Weise eine Aufzeichnungsvorrichtung geringer Größe, mit der eine hohe Auflösung erzielt werden kann, vorgesehen werden kann und Farbbilder in einfacher Weise erzeugt werden können. Daher findet das Bubble-Jet-Aufzeichnungsverfahren heutzutage umfangreiche Anwendung in Druckern, Kopiergeräten, Faxgeräten oder anderen Bürogeräten sowie für industrielle Systeme, beispielsweise Textildruckvorrichtungen o. ä.
Mit zunehmender Verbreitung der Bubble-Jet-Technik sind in neuerer Zeit an diese Technik diverse Anforderungen gestellt worden.
Beispielsweise wird eine Verbesserung der Energieausnutzung gefordert. Um dieser Anforderung gerecht zu werden, wird eine Optimierung des Wärmeerzeugungselementes, wie eine Einstellung der Dicke des Schutzfilmes, untersucht. Dieses Verfahren ist wirksam, da hierdurch die Fortpflanzungseffizienz der erzeugten Wärme auf die Flüssigkeit verbessert wird.
Um Bilder hoher Qualität zu erreichen, sind Antriebsbedingungen vorgeschlagen worden, mit denen die Tintenausstoßtgeschwindigkeit erhöht und/oder die Blasenerzeugung stabilisiert wird, um einen besseren Tintenausstoß zu erreichen. Vom Standpunkt einer Erhöhung der Aufzeichnungsgeschwindigkeit aus sind Strömungskanalformverbesserungen vorgeschlagen worden, über die die Geschwindigkeit des Einfüllens (Wiederfüllens) der Flüssigkeit in die Flüssigkeitsströmungsbahn erhöht wird.
Die JP-A-63-199972 beschreibt eine in Fig. 22(a), (b) dargestellte Strömungskanalgestaltung. Die Strömungskanalausführung oder das Kopfherstellverfahren, die in dieser Veröffentlichung beschrieben sind, wurden in Erkenntnis einer rückwärts gerichteten Welle (einer vom Ausstoßauslaß weg gerichteten Druckwelle, insbesondere auf eine Flüssigkeitskammer 12 gerichteten Druckwelle), die in Abhängigkeit von der Erzeugung der Blase bewirkt wird, konzipiert. Diese rückwärts gerichtete Welle ist als Energieverlust bekannt, da sie zum Ausstoßen der Flüssigkeit nicht wirksam ist.
Die Fig. 22(a) und (b) zeigen ein Ventil 10, das im Abstand von einem Erzeugungsbereich der durch das Wärmeerzeugungselement 2 bewirkten Blase in einer vom Ausstoßauslaß 11 weg gerichteten Richtung beabstandet ist.
Gemäß Fig. 22(b) wird dieses Ventil 10 so aus einer Platte hergestellt, daß es eine Anfangsposition besitzt, in der es so aussieht, als ob es an der Decke der Strömungsbahn 3 hängen würde, und bei Erzeugung der Blase nach unten in die Strömungsbahn 3 abgelenkt wird. Somit wird der Energieverlust durch Steuern eines Teiles der rückwärts gerichteten Welle durch das Ventil 10 unterdrückt.
Wenn man jedoch bei dieser Ausführungsform die Zeit betrachtet, wenn die Blase in der mit der auszustoßenden Flüssigkeit versehenen Strömungsbahn 3 erzeugt wird, ist die Unterdrückung eines Teiles der rückwärts gerichteten Welle durch das Ventil 10 nicht wünschenswert.
Die rückwärts gerichtete Welle als solche trägt nicht zum Ausstoß bei. Zu der Zeit, wenn die rückwärts gerichtete Welle innerhalb der Strömungsbahn 3 erzeugt wird, hat der zum Ausstoß direkt beitragende Druck bereits die Flüssigkeit in einen von der Strömungsbahn 3 ausstoßbaren Zustand gebracht, wie in Fig. 22(b) gezeigt.
Selbst wenn daher die rückwärts gerichtete Welle unterdrückt wird, wird der Ausstoß nicht wesentlich beeinflußt. Noch viel weniger, wenn nur ein Teil hiervon unterdrückt wird.
Andererseits wird beim Bubble-Jet-Aufzeichnungsverfahren das Erhitzen mit dem mit der Tinte in Kontakt stehenden Wärmeerzeugungselement wiederholt, so daß daher verbranntes Material auf der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes infolge des Entstehens von verbrannten Ablagerungen (Kogation) der Tinte abgelagert wird. In Abhängigkeit von den Materialien der Tinte kann die Menge dieser Ablagerungen groß sein. Wenn dies auftritt, wird der Tintenausstoß unbeständig.
Selbst wenn es sich bei der ausgestoßenen Flüssigkeit um eine solche handelt, die durch Wärme leicht in ihrer Qualität verschlechtert werden kann, oder selbst wenn die Flüssigkeit eine solche ist, bei der die erzeugte Blase nicht ausreichend ist, sollte die Flüssigkeit in gutem Zustand ohne Eigenschaftsveränderung ausgestoßen werden.
Die JP-A-61-69467, die offengelegte japanische Patentanmeldung SHO-55-81172 und die US-A-4 480 259 beschreiben, daß unterschiedliche Flüssigkeiten für die Flüssigkeit, die die Blase durch Wärme erzeugt (Blasenerzeugungsflüssigkeit), und für die Flüssigkeit, die ausgestoßen werden soll (Ausstoßflüssigkeit), verwendet werden. Gemäß diesen Veröffentlichungen werden die Tinte als Ausstoßflüssigkeit und Blasenerzeugungsflüssigkeit durch einen flexiblen Film aus Siliconkautschuk o. ä. vollständig getrennt, um einen direkten Kontakt der Ausstoßflüssigkeit mit dem Wärmeerzeugungselement zu verhindern, während sich der Druck, der aus der Blasenerzeugung der Blasenerzeugungsflüssigkeit resultiert, durch die Verformung des flexiblen Filmes zur Ausstoßflüssigkeit fortpflanzt. Mit einer derartigen Ausführungsform werden eine Verhinderung der Abscheidung von Material auf der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes und eine Vergrößerung der Auswahlbreite der Ausstoßflüssigkeit erreicht.
Bei dieser Ausführungsform, bei der die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit vollständig getrennt sind, pflanzt sich der durch die Blasenerzeugung generierte Druck jedoch durch die Expansions-Kontraktions-Verformung des flexiblen Filmes auf die Ausstoßflüssigkeit fort, so daß der Druck vom flexiblen Film in einem ziemlich hohen Ausmaß absorbiert wird. Ferner ist die Verformung des flexiblen Filmes nicht so groß, so daß sich daher der Energieausnutzungsgrad und die Ausstoßkraft verschlechtern, obwohl ein Trenneffekt durch die Anordnung des flexiblen Filmes zwischen der Ausstoßflüssigkeit und der Blasenerzeugungsflüssigkeit erreicht wird.
In vielen Fällen wird bei einer Aufzeichnungsvorrichtung, die von einem derartigen Bubble-Jet-Aufzeichnungssystem Gebrauch macht, eine Kopfkassette verwendet, die lösbar relativ zu einem Schlitten an der Aufzeichnungsvorrichtung montierbar ist und auf integrierte Weise einen Tintenaufnahmeabschnitt (Tintenbehälter) und einen Kopf umfaßt.
Dies erfolgt deswegen, weil bei Anordnung des Tintenaufnahmeabschnittes an einer anderen Stelle am Schlitten dieser mit dem Aufzeichnungskopf über ein Rohr o. ä. verbunden werden muß, was eine aufwendige Vorrichtung zur Folge hat oder die Möglichkeit eines Verdampfens der Tinte in der Verbindungsbahn mit sich bringt.
Bei einer solchen Kassette ist der Verbindungsabschnitt mit der Aufzeichnungseinrichtung in vielen Fällen unter dem Mittelpunkt des Tintenaufnahmeabschnittes vorgesehen, um die Ausnutzung der im Tintenaufnahmeabschnitt, enthaltenen Tinte zu verbessern. Um die Tinte auf stabile Weise zu halten und zu verhindern, daß sie aus dem Ausstoßabschnitt, beispielsweise einer Düse, in der Aufzeichnungseinrichtung leckt, besitzt der Tintenaufnahmeabschnitt in der Kopfkassette die Funktion, eine rückwärts gerichtete Welle gegen die Tintenströmung zur Aufzeichnungseinrichtung zu erzeugen. Dieser rückwärts gerichtete Druck wird als "negativer Druck" bezeichnet, da er in bezug auf den Umgebungsdruck am Ausstoßauslaßabschnitt einen negativen Druck darstellt.
Um diesen negativen Druck zu erzeugen, kann von Kapillarkräften eines porösen Materiales oder Elementes Gebrauch gemacht werden. Der Tintenbehälter, bei dem dieses Verfahren Verwendung findet, umfaßt ein poröses Material, wie einen Schwamm, der im gesamten Tintenbehälter enthalten und dort vorzugsweise zusammengedrückt ist, sowie eine Belüftung zum Einführen von Luft, um die Tintenzufuhr während des Drucks zu erleichtern.
Wenn jedoch das poröse Material als Tintenhaltebehälter verwendet wird, ist die Tintenaufnahmeeffizienz pro Volumeneinheit gering. Um dieses Problem zu lösen, wurde vorgeschlagen, das poröse Material nur in einem Teil des Tintenbehälters und nicht im gesamten Tintenbehälter anzuordnen. Bei einer derartigen Ausführungsform ist die Tintenaufnahmeeffizienz und das Tintenhaltevermögen pro Volumeneinheit größer als bei einer Ausführungsform, bei der das poröse Material im gesamten Tintenbehälter angeordnet ist.
Vom Standpunkt der Verbesserung der Aufnahmefähigkeit für die Tinte wurde ein Behälter vorgeschlagen, der einen Schwamm als Quelle zur Erzeugung des negativen Drucks aufweist, wobei ein blasebalgförmiger Tintenaufnahmeabschnitt mit einer Feder versehen ist, die gegen eine einwärts gerichtete Verformung desselben infolge eines Verbrauches der Tinte wirkt, um den negativen Druck zur Verfügung zu stellen (beispielsweise JP-A-56-67269, JP-A-6-226993). Die US-A-4 509 062 beschreibt einen Tintenaufnahmeabschnitt aus Gummi mit einer konischen Form und einer abgerundeten Oberseite mit geringerer Dicke als der andere Abschnitt. Der abgerundete dünnere Abschnitt des kreisförmigen Konusabschnittes bildet einen Abschnitt, der sich früher als der andere Abschnitt verschiebt und verformt. Diese Beispiele wurden in der Praxis umgesetzt und sind gegenwärtig zufriedenstellend.
Mit der weiteren Verbreitung der Tintenstrahltechnik wird gewünscht, daß eine große Menge der Tinte in einem begrenzten Raum aufgenommen werden kann, so daß ein Austausch der Kopfkassette weniger häufig ist. Dies deshalb, weil die Kopfkassette lösbar von einem Schlitten getragen wird, der sich zur Abtastung in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bewegt, so daß daher die Größe der Kassette mehr oder weniger beschränkt ist.
Wenn ein herkömmlicher Kopf über einen langen Zeitraum stehengelasssen wird, kann ein Ausstoßversagen auftreten. Wenn dies der Fall ist, muß ein Erneuerungsprozeß, wie beispielsweise ein vorläufiger Ausstoß oder eine Saugwiederherstellung, durchgeführt werden. Das hat zur Folge, daß der Austausch der Kassette infolge eines aus dem Erneuerungsprozeß resultierenden Tintenverlustes häufiger wird.
Das in einem herkömmlichen Tintenaufnahmeabschnitt verwendete poröse Element führt zu einer niedrigen Tintenaufnahmeeffizienz pro Volumeneinheit. Um daher die Häufigkeit des Austausches der Kassette zu verringern, müssen die Größe des Tintenaufnahmeabschnittes und damit die Größe des Absorptionsmateriales erhöht werden.
In einigen der blasebalgförmigen Behälter findet ein komplizierter Mechanismus unter Verwendung einer Feder o. ä. Anwendung. Im Falle des Tintenaufnahmeelementes aus Gummi mit konischer Form sind die Einschränkungen hinsichtlich dessen Konstruktion beträchtlich, so daß kein maximaler Aufnahmeabschnitt in einem begrenzten Raum verwirklicht wird.
Ferner besitzt ein derartiger Tintenaufnahmeblasebalg eine komplizierte Konstruktion und ist kompliziert herzustellen, so daß sich auch die Qualitätskontrolle kompliziert gestaltet, was eine geringere Ausbeute bei der Herstellung zur Folge hat.
Die EP-A-0 721 841 wurde am 17. Juli 1996 veröffentlicht und bildet Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPÜ. Diese Veröffentlichung beschreibt einen Tintenausstoßkopf mit einem Ausstoßauslaß zum Ausstoßen einer Flüssigkeit, einem Wärmeerzeugungselement zum Erzeugen einer Blase in der Flüssigkeit durch Aufbringung von Wärme auf die Flüssigkeit, einer Flüssigkeitsströmungsbahn mit einem Zuführkanal zum Zuführen der Flüssigkeit zum Wärmeerzeugungselement von einer auf stromseitigen Stelle und einem beweglichen Element, das so angeordnet ist, daß es zum Wärmeerzeugungselement weist, und ein freies Ende benachbart zum Ausstoßauslaß besitzt, wobei das freie Ende des beweglichen Elementes durch den durch die Erzeugung der Blase generierten Druck bewegt wird, um den Druck hauptsächlich in Richtung auf den Ausstoßauslaß zu leiten.
Des weiteren offenbart die EP-A-0721 841 einen Flüssigkeitsausstoßkopf mit einem Rillenelement, auf dem in integrierter Weise eine Vielzahl von Ausstoßauslässen zum Ausstoßen einer Flüssigkeit, eine Vielzahl von Rillen zur Ausbildung einer Vielzahl von ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen in direkter Strömungsmittelverbindung mit dem Ausstoßauslaß, eine Ausnehmung zum Ausbilden einer ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer zum Zuführen der Flüssigkeit zur ersten Flüssigkeitsströmungsbahn, ein Elementsubstrat mit einer Vielzahl von Wärmeerzeugungselementen zum Erzeugen einer Blase in der Flüssigkeit durch Aufbringung von Wärme auf die Flüssigkeit und eine Trennwand, die zwischen dem Rillenelement und dem Elementsubstrat ausgebildet ist und einen Teil von Wänden einer Vielzahl von zweiten Flüssigkeitsströmungsbahnen bildet, die dem Wärmeerzeugungselement entsprechen, ausgebildet sind, und mit beweglichen Elementen, die in die erste Flüssigkeitsströmungsbahn durch den durch die Erzeugung der Blase generierten Druck bewegbar sind und jeweils auf eines der Wärmeerzeugungselemente weisen.
Die EP-A-0 738 605 wurde am 23. Oktober 1996 veröffentlicht und bildet Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPÜ. Diese Veröffentlichung betrifft eine Flüssigkeitsausstoßkopfkassette mit einem Flüssigkeitsausstoßkopf mit einem Ausstoßauslaß zum Ausstoßen einer Flüssigkeit, einem Wärmeerzeugungselement zur Erzeugung einer Blase in der Flüssigkeit durch Aufbringung von Wärme auf die Flüssigkeit und einer Flüssigkeitsströmungsbahn mit einem Zuführkanal zum Zuführen der Flüssigkeit zum Wärmeerzeugungselement von einer aufstromseitigen Stelle, wobei die Flüssigkeitsausstoßkopfkassette des weiteren einen Flüssigkeitsbehälter mit einer im wesentlichen prismenförmigen Außenwand, die mit einem Belüftungsabschnitt versehen ist und Eckabschnitte aufweist, die von drei Seiten der Außenwand gebildet werden, und einer Innenwand mit Seiten mit Außenflächen, die den Innenflächen der Außenwand entsprechen, und Eckabschnitten, die den Eckabschnitten der Außenwand entsprechen, aufweist, wobei die Innenwand von der Außenwand trennbar ist und einen Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt zur Aufnahme von dem Flüssigkeitsausstoßkopf zuzuführender Flüssigkeit bildet, wobei die Innenwand ferner einen Flüssigkeitszuführabschnitt zum Zuführen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt heraus zum Flüssigkeitsausstoßkopf aufweist und wobei mit Verbrauch der Flüssigkeit im Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt sich ein mittlerer Abschnitt mit einer Seite mit maximaler Fläche der Innenwand verformt und sich mindestens einer der der Seite mit maximaler Fläche der Innenwand zugeordneten Eckabschnitte vom entsprechenden Eckabschnitt der Außenwand trennt, während die Form der Ecke aufrechterhalten wird.
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssigkeitsausstoßkopfkassette zu schaffen, die eine hohe Tintenaufnahmeeffizienz besitzt. Des weiteren ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Flüssigkeitsbehälter zur Zuführung von Flüssigkeit zu einem Flüssigkeitsausstoßkopf zu schaffen, der eine hohe Tintenaufnahmeeffizienz aufweist.
Erfindungsgemäß werden diese Ziele durch die Flüssigkeitsausstoßkassetten gemäß den Patentansprüchen 1 und 14 und durch den Flüssigkeitsbehälter gemäß Patentanspruch 28 erreicht.
Bevorzugte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüche wiedergegeben.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Tinte auf wirksame Weise in einem begrenzten Raum mit dem neuen Ausstoßprinzip und der neuen Erzeugung des negativen Drucks untergebracht werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Ausstoßeffizienz durch den synergistischen Effekt der Blase und des beweglichen Elementes verbessert, so daß Flüssigkeit benachbart zum Ausstoßauslaß auf wirksame Weise ausgestoßen werden kann. Beispielsweise wird bei dem Typ der vorliegenden Erfindung, der am wünschenswertestens ist, die Ausstoßeffizienz sogar auf einen Wert erhöht, der doppelt so groß ist wie die Effizienz im herkömmlichen Fall.
Ein Versagen des Ausstoßes kann selbst nach langer Zeit des Nichtgebrauches unter niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit vermieden werden. Selbst wenn ein Ausstoßversagen auftritt, wird der Normalzustand durch einen Erneuerungsprozeß in geringem Umfang, wie beispielsweise einen vorläufigen Ausstoß oder ein Wiederherstellen des Saugvermögens, wiederhergestellt.
Erfindungsgemäß kann die zur Wiederherstellung erforderliche Zeit reduziert werden. Ferner wird der Flüssigkeitsverlust durch den Wiederherstellvorgang verringert, so daß die Betriebskosten verringert werden können.
Gemäß einem Aspekt zur Verbesserung des Wiederauffüllvermögens werden ein verbessertes Ansprechvermögen, ein stabilisiertes Wachstum der Blase und eine Stabilisierung der Flüssigkeitströpfchen während eines kontinuierlichen Ausstoßens erzielt, so daß somit eine Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit möglich wird.
Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher bei Betrachtung der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
In dieser Beschreibung ist der "Flüssigkeitszuführdruck" ein negativer Druck oder statischer Druck o. ä. im Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt.
Der in der Beschreibung verwendete Begriff "Innendruck der Flüssigkeitsströmungsbahn" ist der Druck in der Flüssigkeitsströmungsbahn benachbart zum beweglichen Element, und der Begriff "Druckdifferenz" bedeutet die Differenz zwischen den Drücken in der ersten Flüssigkeitsbahn und der zweiten Flüssigkeitsbahn.
Die Begriffe "aufstromseitig" und "abstromseitig" sind in bezug auf die generelle Flüssigkeitsströmung von einer Flüssigkeitsversorgungsquelle bis zum Ausstoßauslaß durch den Blasenerzeugungsbereich (bewegliches Element) definiert.
Was die Blase als solche anbetrifft, so ist "abstromseitig" als auf die Ausstoßauslaßseite der Blase, die direkt zum Ausstoßen des Flüssigkeitströpfchens wirkt, gerichtet definiert. Genauer gesagt, bedeutet dieser Begriff abstromseitig von der Mitte der Blase in bezug auf die Richtung des generellen Flüssigkeitsstromes oder abstromseitig von der Mitte des Bereiches des Wärmeerzeugungselementes in bezug auf dieses.
Der Begriff "im wesentlichen abgedichtet" bedeutet generell einen abgedichteten Zustand in einem solchen Ausmaß, daß beim Wachsen der Blase diese nicht durch einen Spalt (Schlitz) um das bewegliche Element herum vor der Bewegung desselben entweichen kann.
Mit "Trennwand" ist eine Wand (die das bewegliche Element einschließen kann) gemeint, welche zur Trennung des Bereiches, der in direkter Strömungsmittelverbindung mit dem Ausstoßauslaß steht, vom Blasenerzeugungsbereich dient, genauer gesagt, eine Wand, die die Strömungsbahn einschließlich des Blasenerzeugungsbereiches von der Flüssigkeitsströmungsbahn in direkter Strömungsmittelverbindung mit dem Ausstoßauslaß trennt und somit ein Vermischen der Flüssigkeiten in den Flüssigkeitsströmungsbahnen verhindert.
Es folgt nunmehr eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen. Hiervon zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Flüssigkeitsausstoßkopfkassette gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht des Flüssigkeitsausstoßkopfes der Kopfkassette gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Teilschnittansicht eines Flüssigkeitsausstoßkopfes der Kopfkassette gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 4 eine schematische Ansicht, die die Druckfortpflanzung von einer Blase in einem herkömmlichen Kopf zeigt;
Fig. 5 eine schematische Ansicht, die die Druckfortpflanzung von einer Blase in einem Kopf einer Kopfkassette einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Flüssigkeitsbehälters der Kopfkassette gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine schematische Ansicht der Verformung des Flüssigkeitsbehälters infolge der Abgabe der Flüssigkeit in einer Kopfkassette gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine schematische Ansicht des Negativdruckverhaltens eines Flüssigkeitsbehälters, der bei der Kopfkassette gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
Fig. 9 eine schematische Ansicht einer Flüssigkeitsausstoßkopfkassette gemäß einer zweiten Ausführungs form;
Fig. 10 eine Schnittansicht eines Flüssigkeitsausstoßkopfes (zwei Wege), der bei der Kopfkassette gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
Fig. 11 eine teilweise weggebrochene, perspektivische Ansicht eines Flüssigkeitsausstoßkopfes, der bei einer Kopfkassette gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
Fig. 12 eine Darstellung der Funktionsweise eines beweglichen Elementes;
Fig. 13 eine schematische Ansicht einer Kopfkassette gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 eine schematische Ansicht einer Kopfkassette gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15 eine schematische Ansicht einer Kopfkassette gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 eine teilweise weggebrochene, perspektivische Ansicht eines modifizierten Beispieles eines Flüssigkeitsausstoßkopfes, der mit einer Kopfkassette gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
Fig. 17 eine teilweise weggebrochene, perspektivische Ansicht eines modifizierten Beispieles eines Flüssigkeitsausstoßkopfes, der mit einer Kopfkassette gemäß einer Ausführungsform der vorliegendne Erfindung Verwendung findet;
Fig. 18 eine Schnittansicht eines modifizierten Ausführungsbeispieles eines Flüssigkeitsausstoßkopfes, der mit einer Kopfkassette gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
Fig. 19 eine schematische Schnittansicht eines modifizierten Beispieles eines Flüssigkeitsausstoßkopfes, der mit einer Kopfkassette gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
Fig. 20 eine Schnittansicht eines modifizierten Beispieles eines Flüssigkeitsausstoßkopfes, der mit einer Kopfkassette gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
Fig. 21 eine schematische Schnittansicht eines modifizierten Beispieles eines Flüssigkeitsbehälters, der bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verwendung findet; und
Fig. 22 eine Darstellung einer Flüssigkeitsströmungskanalkonstruktion eines herkömmlichen Flüssigkeitsausstoßkopfes.

(Erste Ausführungsform)

Die Fig. 1(a) bis (c) zeigen die Konstruktion einer Flüssigkeitsausstoßkopfkassette gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine perspektivische Ansicht, (b) eine Seitenschnittansicht und (c) eine Schnittansicht entlang Linie A-A zeigen.
Die Ausstoßkopfkassette 300 umfaßt generell einen Flüssigkeitsausstoßkopf 200, der eine Vielzahl von Flüssigkeitsausstoßköpfen und einen Flüssigkeitsbehälter 100 aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist der Flüssigkeitsbehälter 100 mit einem Gehäuse 301 bedeckt. Es kann jedoch auch eine Außenwand 101 eines nachfolgend beschriebenen Flüssigkeitsbehälters als Gehäuse 301 dienen.
Der Flüssigkeitsausstoßkopfabschnitt 200 umfaßt ein Elementsubstrat, eine Trennwand, ein Rillenelement, eine Begrenzungsfeder, ein Flüssigkeitszuführelement und ein Lagerelement, die nicht gezeigt sind. Das Elementsub trat ist mit einer Reihe von Wärmeerzeugungswiderständen zur Aufbringung von Wärme auf eine Blasenerzeugungsflüssigkeit, die nachfolgend beschrieben wird, und mit einer Vielzahl von Funktionselementen zum wahlweisen Betreiben der Wärmeerzeugungswiderstände versehen. Zwischen dem Elementsubstrat und der Trennwand, die die bewegliche Wand aufweist, ist eine hiernach beschriebene Blasenerzeugüngsbahn ausgebildet. Durch Kombination der Trennwand und der mit Rillen versehenen Deckplatte sind Ausstoßströmungsbahnen für die auszustoßende Flüssigkeit ausgebildet (nicht gezeigt).
Die Begrenzungsfeder dient dazu, das Rillenelement gegen das Elementsubstrat zu drücken, und integriert das Elementsubstrat, die Trennwand, das Rillenelement sowie das Lagerelement, die hiernach beschrieben werden, auf richtige und wirksame Weise.
Das Lagerelement lagert das Elementsubstrat o. ä. und hat darauf eine Schaltungsplatte, die an das Elementsubstrat angeschlossen ist, um diese mit dem elektrischen Signal zu versorgen, sowie Kontaktkissen für eine elektrische Signalübertragung zur Vorrichtung, wenn die Kassette an der Vorrichtung montiert ist.
Wie in Fig. 1(b) gezeigt, enthält ein Flüssigkeitsbehälter 100 die auszustoßende Flüssigkeit in dem Bereich (Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt), der von der Innenwand 102 umschlossen ist, welche von der Außenwand 101 benachbart zum Gehäuse trennbar ist. Die Außenwand 101 hat eine Dicke, die in ausreichender Weise größer ist als die Dicke der Innenwand, so daß sie sich kaum verformt, selbst wenn sich die Innenwand 102 infolge der Abgabe der Flüssigkeit verformt. Die Außenwand besitzt eine Belüftung 105 zur Einführung von Luft durch eine im Gehäuse 301 ausgebildete Belüftung (nicht gezeigt). Die Innenwand besitzt einen verschweißten Abschnitt (abgeklemmten Abschnitt) 104, über den die Innenwand mit der Außenwand verbunden ist.
Der Flüssigkeitsbehälter 100 und der Flüssigkeitsausstoßkopf 200 stehen in Strömungsmittelverbindung miteinander über einen Flüssigkeitsabgabeauslaß (Flüssigkeitszuführabschnitt) 103, der im Flüssigkeitsbehälter 100 ausgebildet ist, und sind über nichtgezeigte Positionierungseinrichtungen und Fixiereinrichtungen integriert. Die Ausstoßflüssigkeit wird vom Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt des Flüssigkeitsbehälters durch den Flüssigkeitsabgabeauslaß 103 zur Flüssigkeitszuführbahn des Flüssigkeitszuführelementes des Flüssigkeitsausstoßkopfes geführt und von der gemeinsamen Flüssigkeitskammer zur Ausstoßströmungsbahn und Blasenerzeugungsflüssigkeitsbahn der Ausstoßköpfe geleitet.
Die Beschreibung bezieht sich auf den Flüssigkeitsausstoßkopf und den Flüssigkeitsbehälter dieser Ausführungsform, insbesondere auf das Funktionsprinzip hiervon.

< Flüssigkeitsausstoßkopf>

Der Flüssigkeitsausstoßkopf wird nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Bei dem Flüssigkeitsausstoßkopf der vorliegenden Erfindung wird das Ausstoßvermögen oder die Ausstoßeffizienz durch Steuern der Druckfortpflanzungsrichtung und/oder der Blasenwachstumsrichtung verbessert.
Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht eines Flüssigkeitsausstoßkopfes entlang einer Flüssigkeitsströmungsbahn bei dieser Ausführungsform, und Fig. 3 ist eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht des Flüssigkeitsausstoßkopfes.
Der Flüssigkeitsausstoßkopf dieser Ausführungsform umfaßt ein Wärmeerzeugungselement 2 (einen Wärmeerzeugungswiderstand von 40 um · 105 im bei dieser Ausführungsform) als Ausstoßenergieerzeugungselement zur Zuführung von Wärmeenergie zur Flüssigkeit, um diese auszustoßen, ein Elementsubstrat 1, auf dem das Wärmeerzeugungselement 2 angeordnet ist, und eine Flüssigkeitsströmungsbahn 10, die über dem Elementsubstrat entsprechend dem Wärmeerzeugungselement 2 ausgebildet ist. Die Flüssigkeitsströmungsbahn 10 steht in Strömungsmittelverbindung mit einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 zum Zuführen der Flüssigkeit zu einer Vielzahl von derartigen Flüssigkeitsströmungsbahnen 10, die in Strömungsmittelverbindung mit einer Vielzahl der Ausstoßauslässe 18 stehen.
Über dem Elementsubstrat in der Flüssigkeitsströmungsbahn 10 ist ein bewegliches Element oder eine Platte 31 in der Form eines Kragarmes aus einem elastischen Material, wie Metall, vorgesehen, und zwar derart, daß das Element auf das Wärmeerzeugungselement 2 weist. Ein Ende des beweglichen Elementes ist an einer Gründung (Lagerelement) 34 o. ä. fixiert, und zwar durch Mustern eines lichtempfindlichen Harzmateriales auf der Wand der Flüssigkeitsströmungsbahn 10 oder des Elementsubstrates. Durch diese Ausgestaltung wird das bewegliche Element gelagert und ein Drehpunkt (Drehabschnitt) 33 gebildet.
Das bewegliche Element 31 ist so angeordnet, daß es einen Drehpunkt, (Drehabschnitt, der ein festes Ende bildet) 33 aufstromseitig in bezug auf die generelle Strömung der Flüssigkeit von der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 zum Ausstoßauslaß 18 durch das bewegliche Element 31, die durch den Ausstoßvorgang verursacht wird, besitzt und ein freies Ende (freien Endabschnitt) 32 abstromseitig des Drehpunktes 33 aufweist. Das bewegliche Element 31 weist auf das Wärmeerzeugungselement 2 mit einem Spalt von etwa 15 um, als ob es das Wärmeerzeugungselement 2 abdecken würde. Ein Blasenerzeugungsbereich 16 ist zwischen dem Wärmeerzeugungselement und dem beweglichen Element gebildet. Der Typ, die Konfiguration oder die Position des Wärmeerzeugungselementes oder des beweglichen Elementes ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann verändert werden, so lange wie das Wachstum der Blase und die Fortpflanzung des Drucks gesteuert werden können. Zum Zwecke eines einfachen Verständnisses der Strömung der Flüssigkeit, die hiernach beschrieben wird, wird die Flüssigkeitsströmungsbahn 10 vom beweglichen Element 31 in eine erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14, die in direkter Verbindung mit dem Ausstoßauslaß 18 steht, und eine zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16, die den Blasenerzeugungsbereich 11 und den Flüssigkeitszuführkanal 12 aufweist, unterteilt.
Wenn das Wärmeerzeugungselement 2 Wärme erzeugt, wird diese auf die Flüssigkeit im Blasenerzeugungsbereich 11 zwischen dem beweglichen Element 31 und em Wärmeerzeugurigselement 2 aufgebracht, wodurch eine Blase über das Filmsiedephänomen erzeugt wird, wie in der US-A-4 723 129 beschrieben. Die Blase und der Druck, der durch die Erzeugung der Blase verursacht wird, wirken hauptsächlich auf das bewegliche Element ein, so daß sich dieses bewegt oder verschiebt, um sich um den Drehpunkt 33 in Richtung auf den Ausstoßauslaß weit zu öffnen, wie in Fig. 2(b), (c) oder in Fig. 3 gezeigt. Durch die Verschiebung des beweglichen Elementes 31 oder den Zustand nach der Verschiebung werden die Fortpflanzung des durch die Erzeugung der Blase generierten Drucks und das Wachstum der Blase selbst in Richtung auf den Ausstoßauslaß geleitet.
Es wird nunmehr eines der grundlegenden Ausstoßprinzipien gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eines der wichtigen Prinzipien dieser Erfindung besteht darin, daß das bewegliche Element, das so angeordnet ist, daß es auf die Blase weist, aus der normalen ersten Position in die verschobene zweite Position verschoben wird, und zwar auf der Basis des aus der Blasenerzeugung resultierenden Drucks oder der Blase als solche, und daß diese Verschiebung oder das verschobene bewegliche Element 31 wirksam ist, um den durch die Erzeugung der Blase und/oder das Wachstum der Blase als solche erzeugten Druck in Richtung auf den Ausstoßauslaß 18 (in abstromseitiger Richtung) zu leiten.
Es folgt nunmehr eine detailliertere Beschreibung anhand eines Vergleiches zwischen der herkömmlichen Flüssigkeitsströmungskanalkonstruktion, bei der kein bewegliches Element Verwendung findet (Fig. 4), und der vorliegenden Erfindung (Fig. 5). Die Fortpflanzungsrichtung des Drucks zum Ausstoßauslaß ist mit VA bezeichnet, während die Fortpflanzungsrichtung des Drucks in aufstromseitiger Richtung mit VB bezeichnet ist.
Bei einem herkömmlichen Kopf, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, gibt es kein strukturelles Element, das die Richtung der Fortpflanzung des durch die Erzeugung der Blase 40 generierten Drucks regulieren kann. Daher verläuft die Richtung der Druckfortpflanzung der Blase 40 normal zur Oberfläche der Blase, wie mit V1-V8 angedeutet, und besitzt daher eine breite Streuung im Kanal. Von diesen Richtungen besitzen diejenigen der Druckfortpflanzung von im wesentlichen dem halben Abschnitt der Blase, der näher zum Ausstoßauslaß liegt (V1-V4), die Druckkomponenten in VA-Richtung, die für den Flüssigkeitsaausstoß am wirksamsten sind. Dieser Abschnitt ist wichtig, da er direkt zur Flüssigkeitsausstoßeffizienz, dem Flüssigkeitsausstoßdruck und der Ausstoßgeschwindigkeit beiträgt. Ferner ist die Komponente V1 der Richtung von VA, bei der es sich um die Ausstoßrichtung handelt, am nächsten, so daß daher diese Komponente besonders wirksam ist, und V4 besitzt eine relativ kleine Komponente in der Richtung VA.
Andererseits ist im Falle der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 5 gezeigt, das bewegliche Element 31 in der Lage, die Druckfortpflanzungsrichtungen V1-V4 der Blase, die sonst in diverse Richtungen verstreut sind, in abstromseitige Richtung (zur Ausstoßauslaßseite) zu lenken. Somit werden die Druckfortpflanzungen der Blase 40 konzentriert, so daß der Druck der Blase 40 direkt und wirksam zum Ausstoß beiträgt. Die Wachstumsrichtung als solche der Blase wird entsprechend den Druckfortpflanzungsrichtungen V1-V4 abstromseitig gelenkt, so daß die Blase mehr abstromseitig als aufstromseitig wächst. Daher wird die Wachstumsrichtung als solche der Blase vom beweglichen Element gesteuert und hierdurch die Druckfortpflanzungsrichtung der Blase gesteuert, so daß die Ausstoßeffizienz, die Ausstoßkraft und die Ausstoßgeschwindigkeit o. ä. grundlegend verbessert werden.
In Verbindung mit Fig. 2 wird nunmehr der Ausstoßvorgang des Flüssigkeitsausstoßkopfes dieser Ausführungsform beschrieben.
Fig. 2(a) zeigt einen Zustand, bevor die Energie, wie elektrische Energie, auf das Wärmeerzeugungselement 2 aufgebracht wird, so daß daher noch keine Wärme erzeugt worden ist. Das bewegliche Element 31 ist so positioniert, daß es zumindest auf dem abstromseitigen Abschnitt der durch die Wärmeerzeugung des Wärmeerzeugungselementes erzeugten Blase weist. Mit anderen Worten, damit der abstromseitige Abschnitt der Blase auf das bewegliche Element einwirkt, ist der Flüssigkeitsströmungskanal so ausgebildet, daß sich das bewegliche Element 31 zumindest bis zu der Position abstromseitig der Mitte 3 des Bereiches des Wärmeerzeugungselementes (abstromseitig einer Linie, die sich durch den Mittelpunkt 3 des Bereiches des Wärmeerzeugungselementes und senkrecht zur Länge der Strömungsbahn erstreckt) erstreckt.
Fig. 2(b) zeigt einen Zustand, bei dem die Wärmeerzeugung des Wärmeerzeugungselementes 2 durch Aufbringung der elektrischen Energie auf das Wärmeerzeugungselement 2 stattfindet und ein Teil der in den Blasenerzeugungsbereich 11 eingefüllten Flüssigkeit durch die auf diese Weise erzeugte Wärme erhitzt wird, so daß die Blase infolge des Filmsiedens erzeugt wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird das bewegliche Element 31 durch den durch die Erzeugung der Blase 40 generierten Druck von der ersten Position zur zweiten Position verschoben, um die Fortpflanzung des Drucks in Richtung auf den Ausstoßauslaß zu lenken. Wie vorstehend beschrieben, ist das freie Ende 32 des beweglichen Elementes 31 auf der abstromseitigen Seite (Ausstoßauslaßseite) angeordnet, während der Drehpunkt 33 auf der aufstromseitigen Seite (Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer) angeordnet ist, so daß mindestens ein Teil des beweglichen Elementes auf den abstromseitigen Abschnitt der Blase, d. h. den abstromseitigen Abschnitt des Wärmeerzeugungselementes, weist.
Fig. 2(c) zeigt einen Zustand, in dem die Blase 40 durch den aus der Blasenerzeugung resultierenden Druck weiter gewachsen ist und das bewegliche Element 31 weiter verschoben wurde. Die erzeugte Blase wächst mehr in abstromseitiger als in aufstromseitiger Richtung und expandiert stark über die erste Position (mit gestrichelter Linie dargestellte Position) des beweglichen Elementes hinaus. Es versteht sich somit, daß sich das bewegliche Element 31 in Abhängigkeit vom Wachstum der Blase 40 allmählich verschiebt, wodurch die Druckfortpflanzungsrichtung der Blase 40, d. h. die Richtung, in der die Volumenbewegung einfach ist, nämlich die Wachstumsrichtung der Blase, einheitlich in Richtung auf den Ausstoßauslaß gelenkt wird, so daß die Ausstoßeffizienz erhöht wird. Wenn das bewegliche Element die Blase und den Blasenerzeugungsdruck in Richtung auf den Ausstoßauslaß führt, behindert es kaum die Fortpflanzung und das Wachstum und kann in wirksamer Weise die Fortpflanzungsrichtung des Drucks und die Wachstumsrichtung der Blase in Abhängigkeit vom Grad des Drucks steuern.
Fig. 2(d) zeigt die sich durch den Abfall des Innendrucks der Blase nach dem Filmsieden zusammenziehende und verschwindende Blase 40.
Das bewegliche Element 31, das in die zweite Position verschoben worden ist, kehrt zur Ausgangsposition (erste Position) der Fig. 2(a) durch die von den Federeigenschaften des beweglichen Elementes als solchem zur Verfügung gestellte Wiederherstellkraft und den negativen Druck infolge der Kontraktion der Blase zurück. Beim Zusammenfallen der Blase strömt die Flüssigkeit von der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer, wie durch VD1 und VD2 angedeutet, und von der Ausstoßauslaßseite, wie durch VC angedeutet, zurück, um die Volumenreduktion der Blase im Blasenerzeugungsbereich 11 und das Volumen der ausgestoßenen Flüssigkeit zu kompensieren.
Vorstehend wurde die Funktionsweise des beweglichen Elementes 31 mit der Erzeugung der Blase und dem Ausstoßvorgang der Flüssigkeit beschrieben. Nunmehr wird das Wiederauffüllen der Flüssigkeit im Flüssigkeitsausstoßkopf der vorliegenden Erfindung erläutert.
In Verbindung mit Fig. 2 wird ein Flüssigkeitszuführmechanismus beschrieben.
Nach dem in Fig. 2(c) gezeigten Zustand, wenn die Blase 40 mit dem Blasenzusammenfallvorgang nach deren maximalem Volumen beginnt, strömt ein Volumen der Flüssigkeit, das groß genug ist, um das Volumen der zusammenfallenden Blase zu kompensieren, von der Seite des Ausstoßauslasses 18 der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 und von der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16 in den Blasenerzeugungsbereich. Im Falle einer herkömmlichen Flüssigkeitsströmungskanalkonstruktion, die kein bewegliches Element 31 aufweist, entsprechen die Menge der Flüssigkeit von der Ausstoßauslaßseite zur Blasenzusammenfallposition und die Menge der Flüssigkeit von der gemeinsamen Flüssigkeitskammer den Strömungswiderständen des Abschnittes, der näher am Ausstoßauslaß liegt als der Blasenerzeugungsbereich, und des Abschnittes, der näher an der gemeinsamen Flüssigkeitskammer liegt (Strömungsbahnwiderstände und Trägheit der Flüssigkeit).
Wenn daher der Strömungswiderstand an der Ausstoßauslaßseite gering ist, strömt eine große Menge der Flüssigkeit von der Ausstoßauslaßseite in die Blasenzusammenfallposition, was zur Folge hat, daß der Meniskusrückzug groß ist.
Mit der Verringerung des Strömungswiderstandes im Ausstoßauslaß zum Zwecke einer Erhöhung der Ausstoßeffizienz steigt der Meniskusrückzug beim Zusammenfallen der Blase an, was zu einer längeren Wiederauffüllzeit führt und somit ein Drucken mit hoher Geschwindigkeit schwierig macht.
Bei dieser Ausführungsform stoppt wegen der Anordnung des beweglichen Elementes 31 der Meniskusrückzug zu dem Zeitpunkt, wenn das bewegliche Element beim Zusammenfallen der Blase in die Ausgangsposition zurückkehrt, und danach wird die Zuführung der Flüssigkeit zur Auffüllung eines Volumens W2 durch den Strom durch die zweite Strömungsbahn 16 bewerkstelligt (W1 ist das Volumen der Oberseite des Blasenvolumens W über die erste Position des beweglichen Elementes 31 hinaus, und W2 ist das Volumen auf der Seite des Blasenerzeugungsbereiches 11). Beim Stand der Technik entspricht die Hälfte des Volumens des Blasenvolumens W dem Volumen des Meniskusrückzuges. Bei dieser Ausführungsform entspricht jedoch nur etwa die Hälfte des Volumens W1 dem Volumen des Meniskusrückzuges.
Ferner wird die Flüssigkeitszufuhr für das Volumen W2 so durchgeführt, daß sie hauptsächlich vom abstromseitigen Bereich der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn entlang der Fläche der Wärmeerzeugungselementseite des beweglichen Elementes 31 unter Ausnutzung des Drucks beim Zusammenfallen der Blase erfolgt, so daß auf diese Weise ein schnellerer Wiederauffüllvorgang erreicht wird.
Wenn das Hochgeschwindigkeitswiederauffüllen unter Ausnutzung des Drucks beim Zusammenfallen der Blase bei einem herkömmlichen Kopf durchgeführt wird, werden die Vibrationen des Meniskus ausgeweitet, was eine Verschlechterung der Bildqualität zur Folge hat. Bei dieser Ausführungsform werden jedoch die Strömungen der Flüssigkeit in der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 auf der Ausstoßauslaßseite und auf der Ausstoßauslaßseite des Blasenerzeugungsbereiches 11 unterdrückt, so daß Vibrationen des Meniskus verringert werden.
Somit wird bei dieser Ausführungsform das Wiederauffüllen mit hoher Geschwindigkeit durch das erzwungene Wiederauffüllen des Blasenerzeugungsbereiches durch den Flüssigkeitszuführkanal 12 der zweiten Strömungsbahn 16 und durch die Unterdrückung des Meniskusrückzuges sowie von Meniskusvibrationen erreicht. Daher werden eine Stabilisierung des Ausstoßes sowie wiederholte Ausstoßvorgänge mit hoher Geschwindigkeit erzielt. Wenn die Ausführungsform auf dem Gebiet der Aufzeichnung verwendet wird, können eine Verbesserung der Bildqualität und Aufzeichnungsgeschwindigkeit erreicht werden.
Diese Ausführungsform besitzt auch die nachfolgende wirksame Funktion. Bei dieser Funktion handelt es sich um eine Unterdrückung der Fortpflanzung des Drucks zum aufstromseitigen Bereich hin (rückwärts gerichtete Welle), die durch die Erzeugung der Blase hervorgerufen wird. Der von der Seite (aufstromseitig) der Blase zur gemeinsamen Flüssigkeitskammer 13 hin auf das Wärmeerzeugungselement 2 erzeugte Druck führt hauptsächlich zu einer Kraft, die die Flüssigkeit in aufstromseitiger Richtung zurückdrückt (rückwärts gerichtete Welle). Diese rückwärts gerichtete Welle verschlechtert das Wiederauffüllen der Flüssigkeit in die Flüssigkeitsströmungsbahn durch den aufstromseitigen Druck, die resultierende Bewegung der Flüssigkeit und die Trägheitskraft. Bei dieser Ausführungsform werden diese Wirkungen auf den aufstromseitigen Bereich durch das bewegliche Element 31 unterdrückt, so daß das Verhalten beim Wiederauffüllen weiter verbessert wird.
Es werden nunmehr weitere kennzeichnende Merkmale und vorteilhafte Effekte beschrieben.
Die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16 dieser Ausführungsform besitzt einen Flüssigkeitszuführkanal 12 mit einer Innenwand, die mit dem Wärmeerzeugungselement 2 (die Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes ist nicht stark abgestuft) an der aufstromseitigen Seite des Wärmeerzeugungselementes 2 im wesentlichen bündig ist. Bei dieser Konstruktion tritt die Zufuhr der Flüssigkeit zur Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes 2 und zum Blasenerzeugungsbereich 11 entlang der Oberfläche des beweglichen Elementes 31 an einer Stelle auf, die näher am Blasenerzeugungsbereich 11 liegt, wie mit VD2 gekennzeichnet. Daher wird eine Stagnation der Flüssigkeit auf der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes 2 unterdrückt, so daß eine Ausfällung des in der Flüssigkeit gelösten Gases unterdrückt wird und die restlichen, nicht ausgelöschten Blasen ohne Schwierigkeiten entfernt werden. Ferner ist die Wärmeansammlung in der Flüssigkeit nicht zu groß. Daher kann eine stabile Blasenerzeugung mit hoher Frequenz wiederholt werden. Bei dieser Ausführungsform besitzt der Flüssigkeitszuführkanal 12 eine im wesentlichen ebene Innenwand. Dies ist jedoch nicht einschränkend. Es ist vielmehr ausreichend, wenn der Flüssigkeitszuführkanal eine Innenwand mit einer solchen Form besitzt, die sich in glatter Weise von der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes aus erstreckt, so daß eine Stagnation der Flüssigkeit auf dem Wärmeerzeugungselement und Wirbelströme derselben bei der Zuführung der Flüssigkeit nicht in signifikanter Weise verursacht werden.
Die Zufuhr der Flüssigkeit in den Blasenerzeugungsbereich kann durch einen Spalt an einem Seitenabschnitt des beweglichen Elementes (Schlitz 35) auftreten, wie mit VD1 gekennzeichnet. Um den Druck bei der Blasenerzeugung weiter wirksam zum Ausstoßauslaß hin zu richten, kann ein großes bewegliches Element Verwendung finden, das den gesamten Blasenerzeugungsbereich bedeckt (die Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes bedeckt), wie in Fig. 2 gezeigt. Dann wird der Strömungswiderstand für die Flüssigkeit zwischen dem Blasenerzeugungsbereich 11 und dem Bereich der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 benachbart zum Ausstoßauslaß durch die Rückführung des beweglichen Elementes in die erste Position erhöht, so daß ein Strom der Flüssigkeit zum Blasenerzeugungsbereich 11 entlang VD1 unterdrückt werden kann. Infolge der Kopfkonstruktion dieser Ausführungsform gibt es jedoch eine wirksame Strömung zur Zuführung der Flüssigkeit zum Blasenerzeugungsbereich, wird das Zuführverhalten der Flüssigkeit stark verbessert und selbst dann nicht verschlechtert, wenn das bewegliche Element 31 den Blasenerzeugungsbereich 11 abdeckt, um die Ausstoßeffizienz zu verbessern.
Die Lagebeziehung zwischen dem freien Ende 32 und dem Drehpunkt 33 des beweglichen Elementes 31 ist derart, daß sich das freie Ende an einer abstromseitigen Steile des Drehpunktes befindet, wie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt. Mit dieser Konstruktion können die Funktion und der Effekt zum Lenken der Druckfortpflanzungsrichtung und der Wachstumsrichtung der Blase zur Ausstoßauslaßseite o. ä. bei der Blasenerzeugung auf wirksame Weise sichergestellt werden. Ferner können mit dieser Lagebeziehung nicht nur die Funktion oder der Effekt in bezug auf den Ausstoß verwirklicht werden, sondern auch eine Verringerung des Strömungswiderstandes durch die Flüssigkeitsströmungsbahn 10 bei Zuführung der Flüssigkeit erreicht werden, so daß auf diese Weise ein Wiederauffüllen mit hoher Geschwindigkeit möglich wird. Wenn der nach dem Ausstoß zurückgezogene Meniskus M, wie in Fig. 2(d) gezeigt, durch Kapillarkräfte zum Ausstoßauslaß 18 zurückkehrt oder wenn eine Flüssigkeitszufuhr durchgeführt wird, um das Zusammenfallen der Blase zu kompensieren, sind die Positionen des freien Endes und des Drehpunktes 33 derart, daß die Strömungen durch die Flüssigkeitsströmungsbahn 10 einschließlich der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 und der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16 nicht behindert werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß Fig. 2, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, das bewegliche Element 31 ausgeweitet, so daß dessen freies Ende 32 auf einen solchen Teil des Wärmeerzeugungselementes 2 weist, der abstromseitig von dem Flächenmittelpunkt 3 zwischen einem aufstromseitigen und abstromseitigen Bereich liegt (einer Linie, die sich durch den Flächenmittelpunkt des Wärmeerzeugungselementes (Mittelabschnitt) und senkrecht zur Richtung entlang der Flüssigkeitsströmungsbahn erstreckt). Das bewegliche Element 31 nimmt den Druck und die Blase auf, die stark zum Ausstoßen der Flüssigkeit abstromseitig der Flächenmittelpunktsposition 3 des Wärmeerzeugungselementes beitragen, und führt die Kraft zur Ausstoßauslaßseite, so daß die Ausstoßeffizienz oder die Ausstoßkraft grundlegend verbessert wird.
Weitere vorteilhafte Effekte werden unter Ausnutzung des aufstromseitigen Bereiches der Blase erzielt, wie vorstehend beschrieben.
Ferner trägt bei der Konstruktion dieser Ausführungsform die momentane mechanische Bewegung des freien Endes des beweglichen Elementes 31 zum Ausstoßen der Flüssigkeit bei.
Bei dem Flüssigkeitsausstoßkopf dieser Ausführungsform können synergistische Effekte in bezug auf die erzeugte Blase und die Verschiebung des beweglichen Elementes erzielt werden, so daß die Flüssigkeit benachbart zum Ausstoßauslaß auf wirksame Weise ausgestoßen werden kann und daher die Ausstoßeffizienz gegenüber dem herkömmlichen Bubble-Jet-Ausstoßkopf verbessert werden kann.
Erfindungsgemäß wird das Ausstoßvermögen verbessert, so daß daher Ausstoßfehler selbst nach einer langen Zeit des Nichtgebrauches bei niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit vermieden werden können. Selbst wenn Ausstoßfehler auftreten, kann der Normalzustand durch ein Wiederherstellverfahren in geringem Umfang, beispielsweise einen vorläufigen Ausstoß oder eine Wiederherstellung des Saugvermögens, wieder erreicht werden. Erfindungsgemäß kann die für die Wiederherstellung erforderliche Zeit verringert werden, und der Verlust an Flüssigkeit durch den Wiederherstellvorgang wird reduziert, so daß die laufenden Kosten herabgesetzt werden können.

< Flüssigkeitsbehälter>

In Verbindung mit den Fig. 6, 7 und 8 wird nunmehr die stabilisierte Erzeugung des negativen Drucks sowie die Aufrechterhaltung dieses Drucks im Flüssigkeitsbehälter, der bei der Kopfkassette Verwendung findet, erläutert.
Die Fig. 6(a) bis (c) sind schematische Ansichten der Konstruktion eines Flüssigkeitsbehälters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 6(a) eine Schnittansicht, 6(b) eine Seitenansicht und 6(c) eine perspektivische Ansicht sind. Wie man am besten Fig. 6(c) entnehmen kann, ist die Seite mit maximaler Fläche unter den Seiten, die die Außenwand des Behälters der Fig. 1 bilden, die indirekt in der Schnittansicht der Fig. 6 (a) gezeigte Seite. Fig. 7 ist eine Darstellung des Flüssigkeitsbehälters, wenn die darin befindliche Flüssigkeit verbraucht ist, während (a1)-(d1) Schnittansichten entlang Linie B-B von Fig. 6(b) sind und (a2)-(d2) Schnittansichten entlang Linie A-A von Fig. 6(a) darstellen. Der Flüssigkeitsbehälter dieser Ausführungsform besitzt eine Innenwand (innere Schale) 102 und eine Außenwand 101 (Außengehäuse oder Rahmen) sowie eine Trennwand. Er wurde über einen einzigen Prozeß unter Anwendung eines Direktblasformverfahrens, das später beschrieben wird, hergestellt.
Der Flüssigkeitsbehälter dieser Ausführungsform ist so ausgebildet, daß im Anfangsstadium die Eckabschnitte der Innenwand den Eckabschnitten der Außenwand entsprechen, so daß die Innenwand 102 eine zur Außenwand 101 ähnliche Form besitzt und sich die Konfiguration der Innenwand 102 entlang der Außenwand 101 mit einem vorgegebenen Spalt dazwischen erstreckt. Daher kann der Totraum wie bei einem blasebalgförmigen Behälter, der in einem Gehäuse des Standes der Technik vorhanden ist, entfernt werden, so daß die Flüssigkeitsmenge pro Volumeneinheit der Außenwand des Flüssigkeitsbehälters erhöht werden kann (Erhöhung der Flüssigkeitsaufnahmeeffizienz).
Der Flüssigkeitsbehälter 100 der Fig. 6 wird von sechs ebenen Flächen und von einem zusätzlichen zylindrischen Flüssigkeitszuführabschnitt 103 gebildet. Die Seiten mit maximaler Fläche der Innenwand und Außenwand an beiden Seiten des Flüssigkeitszuführabschnittes 103 besitzen vier Ecken, wie hiernach im einzelnen beschrieben wird.
Die Dicke der Innenwand ist in den Eckabschnitten geringer als in den mittleren Abschnitten der Seiten, die die im wesentlichen prismenförmige (insbesondere Rechteckparallelepiped) Konfiguration bilden. Genauer gesagt, die Dicke nimmt allmählich von den mittleren Abschnitten einer jeden Seite bis zu den zugehörigen Ecken ab, so daß daher die entsprechenden Flächen zur Innenseite des Flüssigkeitsaufnahmeabschnittes hin konvex ausgebildet sind. Diese konvexe Konfiguration erstreckt sich entlang der Verformungsrichtung der Seite, die bei einem Verbrauch der Flüssigkeit auftritt. Die konvexe Form fördert die Verformung des Flüssigkeitsaufnahmeabschnittes.
Jeder Eckabschnitt der Innenwand wird von drei Seiten gebildet, die hiernach beschrieben werden, so daß die Festigkeit des Eckabschnittes als ganzes im Vergleich zur Festigkeit des mittleren Abschnittes der Flächen relativ hoch ist. Die Seiten an jeder Ecke und benachbart zu dieser besitzen jedoch eine Dicke, die geringer ist als die der Mittelabschnitte der die Ecke bildenden Seiten, so daß eine einfache Bewegung der Seiten ermöglicht wird, wie hiernach beschrieben. Es ist wünschenswert, daß die Abschnitte, die die Innenwandeckabschnitte bilden, im wesentlichen die gleichen Dicken aufweisen.
Gemäß den Fig. 6 und 7 sind die Außenwand 101 und die Innenwand 102 des Flüssigkeitsbehälters voneinander getrennt und weisen einen relativ großen Zwischenraum auf. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, und der Zwischenraum kann so klein sein, daß sich die Wände im wesentlichen kontaktieren, oder es reicht aus, wenn die Wände voneinander trennbar sind. Daher befinden sich im Anfangszustand die Eckabschnitte α2, β2 der Innenwand 102 an der Innenseite der Eckabschnitte α1, β1 der Außenwand 101 (Fig. 7(a1) und (a2))
Der hier verwendete Begriff "Eckabschnitt" oder kurz gesagt "Ecke" bedeutet ein Kreuzungsabschnitt von mindestens drei Seiten eines Polyeders, der den Flüssigkeitsbehälter bildet, und ein Abschnitt, der einem Kreuzungsabschnitt von verlängerten Flächen desselben entspricht. Was die die Ecken bezeichnenden Bezugszeichen anbetrifft, so sind mit α die Ecken bezeichnet, die von den Seiten mit dem Flüssigkeitszuführabschnitt gebildet werden, während mit β die anderen Ecken bezeichnet sind. Der Index 1 bezeichnet die Außenwand, während der Index 2 die Innenwand bezeichnet. Die Kreuzungsabschnitte zwischen der im wesentlichen ebenen Fläche und der gekrümmten Fläche des zylindrischen Flüssigkeitszuführabschnittes sind mit τ bezeichnet. Die Außenwand und die Innenwand sind auch an den Kreuzungsabschnitten ausgebildet, die mit τ1 und τ2 bezeichnet sind. Die Ecke kann in einem geringen Bereich abgerundet sein. In einem solchen Fall werden die runden Abschnitte als Ecken angesehen, während die anderen Flächenabschnitte als Seitenflächen angesehen werden.
Die Flüssigkeit des Flüssigkeitsaufnahmeabschnittes wird in Abhängigkeit von den Ausstößen der Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsstrahlausstoßkopf der Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungseinrichtung aus diesem herausgeführt. In Abhängigkeit davon beginnt sich die Innenwand in eine Richtung zur Reduzierung des Volumens des Flüssigkeitsaufnahmeabschnittes zu verformen, und zwar zuerst am mittleren Abschnitt der Seite mit maximaler Fläche. Die Außenwand wirkt der Verschiebung der Ecken der Innenwand entgegen. Bei dieser Ausführungsform werden die Ecken α2, β2 kaum bewegt, so daß sie der durch den Flüssigkeitsverbrauch erzeugten Verformung wirksam entgegenwirken und damit ein stabilisierter negativer Druck erzeugt wird.
Die Luft wird durch die Belüftung 105 zwischen die Innenwand 102 und Außenwand 101 eingeführt. Die Flächen der Innenwand können kontinuierlich verformt werden, so daß der negative Druck auf stabile Weise aufrechterhalten werden kann. Somit steht der zwischen der Innewand und der Außenwand gebildete Raum über die Belüftung 105 mit der Umgebung in Strömungsmittelverbindung. Dann gleichen sich die von der Innenwand erzeugte Kraft und die Meniskuskraft am Ausstoßauslaß des Aufzeichnungskopfes aus, so daß die Flüssigkeit zurückgehalten wird (Fig. 7(b1) und (b2)).
Wenn eine große Menge der Flüssigkeit vom Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt abgegeben wird (Fig. 7(c1) und (c2)), wird der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt verformt, genauer gesagt verformen sich die mittleren Abschnitte der Flächen der Innenwand kontinuierlich nach innen, wie vorstehend beschrieben. Die verschweißten Abschnitte 104 wirken der Verformung der Innenwand entgegen. Was daher die Seiten benachbart zu den Seiten mit maximaler Fläche anbetrifft, so beginnen sich die Abschnitte, die keinen abgeklemmten bzw. abgequetschten oder abgeschnürten Abschnitt besitzen, zu verformen, so daß sie sich früher von der Außenwand entfernen als die Abschnitte, die den abgeklemmten bzw. abgeschnürten Abschnitt 104 besitzen.
Nur mit diesen vorstehend beschriebenen Innenwandverformungswiderstandsabschnitten kann jedoch die Verformung der Innenwand benachbart zum Flüssigkeitszuführabschnitt den Flüssigkeitszuführabschnitt schließen, bevor die im Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt enthaltene Flüssigkeit zu einem ausreichenden Ausmaß verbraucht ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform befindet sich jedoch die Ecke α2 der Innenwand, wie in Fig. 6(c) gezeigt, benachbart zur Ecke α1 der Außenwand im Anfangszustand. Wenn daher die Innenwand verformt wird, wird die Ecke der Innenwand weniger einfach verformt als der andere Abschnitt der Innenwand, so daß einer Verformung der Innenwand wirksam entgegengewirkt wird. Bei dieser Ausführungsform betragen die Winkel der Ecken α2 90º.
Der Winkel der Ecke α2 der Innenwand wird als Winkel zwischen zwei im wesentlichen ebenen Flächen der mindestens drei Seiten der Außenwand definiert, nämlich als der Abschnitt des Kreuzungsabschnittes der Verlängerung der beiden Flächen. Der Winkel der Ecke der Innenwand wird als Winkel der Ecke der Außenwand definiert, da im später beschriebenen Herstellschritt der Behälter auf der Basis der Außenwand hergestellt wird und die Innenwand und Außenwand im Anfangszustand eine entsprechende Konfiguration besitzen.
Wie man Fig. 7(c1) und (c2) entnehmen kann, ist daher die Ecke α2 der in Fig. 6(c) gezeigten Innenwand getrennt von der entsprechenden Ecke α1 der Außenwand vorgesehen. Andererseits ist die Ecke α2 der Innenwand, bei der es sich nicht um die von den Flächen mit der Tintenzuführöffnung gebildeten Fläche handelt, von der Ecke α1 der entsprechenden Außenwand im Vergleich zur Ecke α2 nur geringfügig getrennt. Bei der Ausführungsform der Fig. 6 und 7 beträgt jedoch der Winkel β am gegenüberliegenden Abschnitt generell nicht mehr als 90º. Daher kann die Lagebeziehung zur Außenwand im Vergleich zu den anderen Teilen der Innenwand, die den Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt bildet, eng am Ausgangszustand gehalten werden, so daß eine Hilfslagerung für die Innenwand gebildet wird.
Wie die Fig. 7(c1) und (c2) zeigen, werden die gegenüberliegenden Seiten mit maximaler Fläche im wesentlichen gleichzeitig verformt, so daß daher die mittleren Abschnitte hiervon in Kontakt miteinander gebracht werden. Der Kontaktabschnitt der mittleren Abschnitte (Fig. 7(c1) und (d1), schraffierter Abschnitt) expandiert mit weiterer Tintenabgabe. Mit anderen Worten, beim Flüssigkeitsbehälter dieser Ausführungsform beginnen sich die gegenüberliegenden Seiten des Behälters mit maximaler Fläche zu kontaktieren, bevor der zwischen der Seite mit maximaler Fläche und der benachbarten Seite hiervon gebildete Rand mit dem Verbrauch der Flüssigkeit zusammenbricht.
Fig. 7(d1) und (d2) zeigen den Zustand, in dem im wesentlichen die gesamte Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt verbraucht worden ist (Endzustand).
In diesem Zustand expandiert der Kontaktabschnitt des Tintenaufnahmeabschnittes wesentlich über den gesamten Tintenaufnahmeabschnitt hinaus, und eine Ecke oder einige Ecken β2 der Innenwand werden vollständig von den entsprechenden Ecken β1 der Außenwand getrennt. Andererseits ist die Ecke α2 der Innenwand immer noch benachbart zur entsprechenden Ecke α1 der Außenwand getrennt positioniert, und zwar selbst im Endzustand, so daß die Ecke α2 der Verformung bis zum Ende entgegenwirkt.
Bevor dieser Zustand erreicht ist, kann sich der verschweißte Abschnitt 104 in Abhängigkeit von der Dicke der Innenwand von der Außenwand getrennt haben. Selbst in diesem Fall wird die Länge des verschweißten Abschnittes 104 aufrechterhalten, so daß daher die Verformungsrichtung begrenzt ist. Selbst wenn daher der verschweißte Abschnitt mit der Außenwand außer Eingriff tritt, ist die Verformung nicht irregulär, sondern ausgeglichen.
Wie vorstehend beschrieben, beginnt die Verformung an den Seiten mit maximaler Fläche, die dann miteinander in Flächenkontakt gebracht werden, bevor ein Rand der Seiten mit maximaler Fläche zusammenfällt, so daß der Kontaktbereich erhöht wird. Die anderen Ecken als die von der Seite mit dem Flüssigkeitszuführabschnitt gebildeten Ecken können sich bewegen. Somit wird die Reihenfolge der Präzedenz der sich verformenden Abschnitte des Tintenaufnahmeabschnittes von dessen Konfiguration festgelegt.
Mindestens eine der Seiten mit maximaler Fläche der im wesentlichen ebenen Seiten der Außenwand des Flüssigkeitsbehälters, die eine im wesentlichen prismenförige Gestalt besitzen, ist nicht an der Innenwand fixiert. Dies wird nachfolgend im Detail beschrieben.
Wenn die Menge der Flüssigkeit im Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt durch den Ausstoß der Flüssigkeit vom Flüssigkeitsstrahlaufzelehnungskopf reduziert wird, neigt die Innenwand des Flüssigkeitsbehälters dazu, sich an dem Abschnitt zu verformen, der sich unter der vorstehend beschriebenen Gegenwirkung am einfachsten verformen kann. Da mindestens eine der im wesentlichen ebenen Seiten mit maximaler Fläche des Polyeders nicht an der Innenwand fixiert ist, beginnt die Verformung im wesentlichen am mittleren Abschnitt der Innenwandfläche entsprechend dieser Seite.
Da die Seite, mit der die Verformung beginnt, eben ist, verformt sie sich glatt und kontinuierlich in Richtung auf die gegenüberliegende Seite entsprechend der abnehmenden Menge der Tinte im Tintenaufnahmeabschnitt. Daher verformt sich der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt während des wiederholten Ausstoßes und Nichtausstoßes nicht im wesentlichen nicht kontinuierlich, so daß weiterhin ein stabilisierter negativer Druck aufrechterhalten werden kann, der für den Flüssigkeitsausstoß der Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsvorrichtung wünschenswert, ist.
Bei dieser Ausführungsform liegen die Seiten mit maximaler Fläche gegenüber und sind nicht an der Außenwand fixiert. Sie können daher in einfacher Weise von der Außenwand getrennt werden, so daß sich daher die beiden gegenüberliegenden Seiten im wesentlichen gleichzeitig aufeinander zu verformen, so daß die Aufrechterhaltung des negativen Drucks und die Stabilisierung des negativen Drucks während des Flüssigkeitsausstoßes weiter verbessert werden können.
Das Volumen des Flüssigkeitsbehälters für die Tinte bei dieser Ausführungsform beträgt üblicherweise etwa 5-100 cm³ und liegt mit 500 cm³ auf einem typischen Maximum.
Das Größenverhältnis zwischen der Seite mit maximaler Fläche und den anderen Seiten des Flüssigkeitsbehälters kann in der folgenden Weise bestimmt werden. Wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt, wird zuerst ein rechteckiges Parallelepiped minimaler Größe, das den Tintenbehälter enthalten kann, zugrundegelegt. Die Ränder des rechteckigen Parallelepipedes werden mit l&sub1;, l&sub2; und l&sub3; bezeichnet (die Länge der Kante l&sub1; ist nicht geringer als die der Kante l&sub2;, die größer ist als die der Kante l&sub3;). Es ist wünschenswert, daß das Verhältnis der Längen der Kanten l&sub1; und l&sub3; etwa 10 : 1-etwa 2 : 1 beträgt. Bei dieser Ausführungsform ist die Fläche der Seite mit maximaler Fläche größer als die Gesamtsumme der Flächen der hierzu benachbarten Seiten. Wenn der Tintenbehälter im wesentlichen die Form eines rechteckigen Parallelepipedes besitzt, kann somit die Größe der Seite mit maximaler Fläche relativ zur Gesamtfläche ermittelt werden.
Es wurden Versuche mit einem Flüssigkeitsbehälter mit einer Dicke von etwa 100 um am mittleren Abschnitt der Innenwand und einer Dicke von einigen 10 um benachbart zur Ecke durchgeführt. In diesem Fall wurde die Ecke von einem kreuzenden Abschnitt von drei Seiten gebildet, wobei die Festigkeit der Ecke im wesentlichen der der dreifachen Ecke, nämlich etwa 10 · 3 = 30 um, entsprach.
Im Anfangsstadium des Beginns der Flüssigkeitsabgabe kann der gewünschte negative Druck durch die Verhinderung des Zusammenfallens der Ecken und der Kreuzungsabschnitte zwischen den Flächen oder Seiten erzeugt werden.
Mit weiterer Abgabe der. Flüssigkeit tritt eine Verformung auf und wächst an den mittleren Abschnitten der Seiten des Behälters mit maximaler Fläche. Dann beginnen die Ecken der Seiten der Innenwand sich von den entsprechenden Ecken der Außenwand weg zu bewegen. Unmittelbar nach der Trennung der Ecken besteht die Neigung, daß die ursprüngliche Form der Ecken aufrechterhalten wird, so daß eine Verformung der Ecken eingeschränkt wird. Mit weiterer Flüssigkeitsabgabe werden jedoch auch die Ecken allmählich verformt, da die Dicke mit 100 um gering ist.
Sämtliche Ecken, die den Flüssigkeitsbehälter bilden, werden jedoch nicht gleichzeitig getrennt und verformt. Vielmehr findet dies in einer vorgegebenen Reihenfolge statt.
Diese Reihenfolge wird durch die Form des Flüssigkeitsbehälters, die Eckbedingungen, wie die Filmdicke, die Position des abgeklemmten (abgeschnürten) Abschnittes, in der die Innenwand verschweißt und sandwichartig von der Außenwand aufgenommen wird, o. ä. festgelegt. Durch die Anordnung des abgeklemmten bzw. abgeschnürten Abschnittes an den Stellen wie bei dieser Ausführungsform kann die Verformung der Innenwand und die Trennung derselben von der Außenwand an diesen Stellen reguliert werden, so daß eine unregelmäßige Verformung der Innenwand verhindert werden kann. Ferner kann durch die Anordnung der abgeklemmten bzw. abgeschnürten Abschnitte an gegenüberliegenden Stellen, wie bei dieser Ausführungsform, der negative Druck weiter stabilisiert werden.
Durch die nachfolgende Trennung der den Flüssigkeitsbehälter bildenden Ecken kann der vorgegebene negative Druck vom Anfangsstadium der Flüssigkeitsabgabe bis zum Endstadium auf stabile Weise erzeugt werden. Wenn die Dicke der Innenwand etwa 100 um beträgt, wie bei dieser Ausführungsform, wird der Kreuzungsabschnitt zwischen den benachbarten Flächen und den Ecken zu der Zeit, wenn die Flüssigkeit verbraucht ist, unregelmäßig verformt, nämlich zum Flüssigkeitszuführabschnitt hin.
Entsprechende Versuche wurden mit einem Flüssigkeitsbehälter mit einer Dicke von 100-400 um an den mittleren Abschnitten der Innenwand und einer Dicke von 20-200 um benachbart zu den Ecken durchgeführt. In diesem Fall war die Festigkeit der Ecken wesentlich höher als bei dem vorhergehenden Beispiel eines Behälters.
Mit diesem Behälter wurde der vorgegebene negative Druck im Anfangsstadium der Flüssigkeitsabgabe ähnlich wie bei dem vorhergehenden Beispiel erzeugt. Mit einem weiteren Verbrauch der Tinte beginnt sich die Innenwand allmählich am mittleren Abschnitt der Seiten von der Außenwand zu trennen. Entsprechend der Verformung beginnen sich die Ecken von den entsprechenden Ecken der Außenwand zu trennen. Die Verformung der Ecken ist gering, selbst nachdem eine ziemlich große Menge der Flüssigkeit verbraucht worden ist. Da die Ecke von der Außenwand getrennt wird, wobei die Anfangskonfiguration im wesentlichen aufrechterhalten wird, wird der negative Druck stabilisiert. Am Ende des Verbrauches der Tinte wird die Form stabilisiert, so daß der negative Druck auf stabile Weise bis zum Ende des Verbrauches der Tinte aufrechterhalten wird, wobei eine minimale Tintenmenge zurückbleibt.
Als Ergebnis von zusätzlichen Versuchen wurde festgestellt, daß ein stabilisierter negativer Druck erzeugt werden kann, wenn die Dicke benachbart zum mittleren Abschnitt der Innenwand 100-250 um und die Dicke benachbart zur Ecke 20-80 um betragen.
Entsprechende Untersuchungen wurden bei einem einfachen zylindrischen Behälter durchgeführt. Die zylindrische Form dieses Behälters bedeutet, daß der Behälter eine Höhe aufweist, die größer ist als der Behälterdurchmesser.
Mit einem derartigen zylindrischen Behälter ist die Festigkeit der Seite aufgrund von deren gekrümmter Oberfläche so hoch, daß der Behälter nicht zusammenfällt, wenn er für die Tintenstrahlaufzeichnung verwendet wird. Die mit der gekrümmten Oberfläche erreichte Form mit hoher Festigkeit widersteht der Reduzierung des Innendrucks. Daher neigt der innere negative Druck dazu, groß zu sein.
Wenn die Flüssigkeit im Inneren zunehmend ausgesaugt wird, fällt die gekrümmte Seite plötzlich zusammen und gleichzeitig wird ein Teil der Innenfläche beträchtlich ausgebaucht. Es ist sehr schwierig, bei Verwendung einer derartigen zylindrischen Form einen stabilisierten negativen Druck zu erzeugen, so daß daher diese Form nicht für die Tintenstrahlaufzeichnung geeignet ist.
Fig. 8 zeigt die Beziehung zwischen der Tintenverbrauchsmenge des Tintenaufnahmeabschnittes und dem negativen Druck des Tintenbehälters im Tintenbehälter gemäß dieser Ausführungsform. In Fig. 8 ist auf der Abszisse die Tintenabgabemenge angegeben, während die Ordinate den negativen Druck wiedergibt. In dieser Figur ist der negative statische Druck mit quadratischen Markierungen eingezeichnet. Der gesamte negative Druck, bei dem es sich um die Summe aus dem negativen statischen Druck und dem negativen dynamischen Druck, der erzeugt wird, wenn die Tinte fließt, handelt, ist mit "+"-Markierungen eingezeichnet.
Der negative Druck im Tintenaufnahmeabschnitt ergibt sich vorzugsweise wie folgt.
Zuerst beträgt der statische Druck beim Transport der Tintenbehälter in den Handel wünschenswerterweise etwa -(2 bis 30) mmAq relativ zum Umgebungsdruck. Wenn der Druck bei der Abgabe positiv ist, kann beispielsweise ein geeigneter negativer Druck durch einen anfänglichen Erneuerungsvorgang in der Haupteinheit der Aufzeichnungsvorrichtung "zum Zeitpunkt der Abgabe" vorgesehen werden. Der "Zeitpunkt der Abgabe" ist nicht auf den in Fig. 7(a1) und (a2) gezeigten Anfangszustand beschränkt. Wenn der negative Druck aufrechterhalten wird, kann der Behälter eine Tintenmenge enthalten, die geringfügig kleiner ist als die maximale aufnehmbare Menge des Tintenaufnahmeabschnittes:
Als zweites ist die Druckdifferenz zwischen der Durchführung einer Aufzeichnung und der Nichtdurchführung einer Aufzeichnung gering, d. h. die Differenz zwischen dem negativen statischen Druck und dem Gesamtdruck ist gering. Dies wird durch Reduzierung des dynamischen Drucks erreicht. Der dynamische Druck im Tintenaufnahmeabschnitt als solcher kann, da beim Tintenaufnahmeabschnitt ein poröses Material verwendet wird, vernachlässigt werden, so daß ein kleiner dynamischer Druck in einfacher Weise erreicht werden kann.
Als drittes ist die Änderung des negativen statischen Drucks infolge einer Änderung der Tintenmenge im Tintenaufnahmeabschnitt vom Anfangszustand bis zum Endzustand gering. Bei einer einfachen Konstruktion des Tintenaufnahmeabschnittes ändert sich der negative statische Druck linear oder nichtlinear relativ zu der im Tintenaufnahmeabschnitt vorhandenen Tintenmenge, so daß daher das Änderungsverhältnis des statischen Drucks groß ist. Im Tintenbehälter dieser Ausführungsform ist jedoch die Änderung des negativen statischen Drucks vom Ausgangszustand bis unmittelbar vor dem Endzustand gering, so daß ein im wesentlicher stabilisierter negativer statischer Druck erreicht wird.
Es wird nunmehr das Herstellverfahren gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Der Flüssigkeitsbehälter einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt eine Doppelwandstruktur aus Formharzmaterial, wobei die Außenwand eine Dicke besitzt, um für eine hohe Festigkeit zu sorgen, während die Innenwand aus einem weichen Material mit geringer Dicke besteht, so daß sie der Volumenänderung der Flüssigkeit folgen kann. Vorzugsweise besitzt die Innenwand Antiflüssigkeitseigenschaften und die Außenwand Schockresistenzeigenschaften o. ä.
Bei dieser Ausführungsform findet bei dem Herstellverfahren für den Flüssigkeitsbehälter ein Blasformverfahren unter Verwendung von Blasluft Anwendung. Dies deshalb, um die den Flüssigkeitsbehälter bildende Wand aus einem Harzmaterial zu formen, das nicht wesentlich expandiert. Hierdurch kann die Innenwand des Flüssigkeitsbehälters, die den Tintenaufnahmeabschnitt bildet, der Belastung in jeder beliebigen Richtung im wesentlichen gleichmäßig widerstehen. Daher kann trotz der Schwenkbewegung in jeder beliebigen Richtung der Flüssigkeit innerhalb der Innenwand des Flüssigkeitsbehälters nach Verbrauch einer gewissen Tintenmenge die Innenwand auf sichere Weise die Flüssigkeit aufbewahren, so daß die Gesamthaltbarkeit des Flüssigkeitsbehälters verbessert wird.
Was das Blasformverfahren anbetrifft, so können ein Spritzblasverfahren, ein Direktblasverfahren und ein Doppelwandblasverfahren Anwendung finden. Es wird hier das bei dieser Ausführungsform Anwendung findende Direktblasverfähren beschrieben.
Die Spritzdüse hat die Form einer Mehrschichtdüse und spritzt das innere Harzmaterial und das äußere Harzmaterial gleichzeitig in die Form, um einen integrierten ersten und zweiten Vorformling zu formen. Die Materialien des inneren Harzmateriales und äußeren Harzmateriales sind so ausgewählt, daß ein Verschweißen der Harzmaterialien am Kontaktabschnitt hierzwischen vermieden wird. Wenn vom Standpunkt der Flüssigkeitskontakteigenschaften in bezug auf die Tinte entsprechende Materialien verwendet werden sollen, kann es sich bei dem inneren Material oder dem äußeren Material um eine Mehrschichtstruktur handeln, so daß Harzmaterialien in einer solchen Weise zugeführt werden, daß unterschiedliche Materialien im Kontaktabschnitt vorhanden sind. Die Zuführung des inneren Harzmateriales ist idealerweise entlang dem Umfang gleichmäßig, kann jedoch örtlich dünn sein, um eine Struktur zu erhalten, die leicht einer Veränderung des Innendrucks folgen kann.
Eine Metalform wird bewegt, um den einstückigen Vorformling sandwichartig aufzunehmen, und Luft wird eingeblasen, um einen Blasformvorgang in die Form der Metallform durchzuführen. Zu diesem Zeitpunkt stehen die Innenwand und die Außenwand in engem Kontakt ohne einen Spalt dazwischen. Der Vorformling wird im viskosen Zustand verarbeitet, so daß daher sowohl das Harzmaterial der Außenwand als auch das Harzmaterial der Innenwand keine Orientierungseigenschaften besitzen. Durch Anwendung des Blasformverfahrens zur Herstellung des Flüssigkeitsbehälters werden die Zahl der Schritte und die Zahl der Teile reduziert, so daß die Ausbeute verbessert wird. Ferner kann die Form der Innenwand 102 so gestaltet werden, daß die Eckabschnitte der Innenwand 102 den Eckabschnitten der Außenwand 101 entsprechen.
Dann werden die Innenwand und Außenwand an anderen Abschnitten als dem Tintenzuführabschnitt voneinander getrennt. Bei einem anderen Trennverfahren besitzen die Formharzmaterialien der Innenwand und der Außenwand unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten (Schrumpfgrade). In diesem Fall wird die Trennung automatisch durch Herabsetzung der Temperatur des Formproduktes nach dem Blasformen bewirkt, so daß die Zahl der Herstellschritte verringert werden kann. Derjenige Abschnitt, der während des Blasformens von den Formen sandwichartig aufgenommen wird, kann nach dem Formen mit einer externen Kraft beaufschlagt werden, um die Außenwand von der Innenwand zu trennen, und der Spalt dazwischen kann in Verbindung mit der Luft gebracht werden, so daß er als Belüftung verwendet werden kann.
Somit wird gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Flüssigkeitsbehälter für eine Kopfkassette geschaffen, bei dem die Dicke der Innenwand derart ist, daß die Abschnitte, die die Eckabschnitte bilden, eine geringere Dicke besitzen als der mittlere Abschnitt auf jeder Seite der prismenförmigen Konfiguration, so daß Flüssigkeit mit stabilisiertem negativen Druck zugeführt werden kann.
Bei Verwendung dieses Behälters für den Flüssigkeitsausstoßkopf verformt sich die Innenwand in Abhängigkeit vom negativen Versorgungsdruck der Flüssigkeit, der externen mechanischen Kraft, einer Änderung in der Temperatur und einer Änderung im Druck sehr genau, so daß die Pressung des Flüssigkeitsbehälters konstant und die Zufuhr der Flüssigkeit zum Flüssigkeitsausstoßkopf kontinuierlich ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt die Innenwandseite, die mindestens einer der Außenwandseiten mit der maximalen Fläche unter den ebenen Seiten entspricht, keinen Abschnitt, der an der Außenwand fixiert ist, und kann ohne weiteres von der Außenwand getrennt werden, so daß bei einer Verformung der Innenwand infolge eines Verbrauchs der Flüssigkeit die Innenwand beginnt, sich auf stabile Weise zu verformen, so daß ein stabilsierter Flüssigkeitsausstoß unter Aufrechterhaltung eines stabilisierten negativen Drucks ermöglicht wird.
Durch die Verringerung der Zahl der Teile werden die Qualitätskontrollen der Teile und der Herstellschritt vereinfacht sowie die Genauigkeit und Ausbeute verbessert.
Des weiteren ist im Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt kein Absorptionselement enthalten, so daß daher das Material der aufzunehmenden Flüssigkeit für den Behälter weniger begrenzt ist und die Flüssigkeitskapazität erhöht wird, verglichen mit dem Innenvolumen des herkömmlichen Flüssigkeitsbehälters.
Durch die Kombination des Aufzeichnungskopfes, bei dem der Flüssigkeitsverlust während der Wiederherstellung gering ist, und des Flüssigkeitsbehälters mit einer hohen Tintenaufnahmeeffizienz und einer hohen Nutzungseffizienz kann die Tintenstrahlkassette der vorliegenden Erfindung den begrenzten Raum in wirksamer Weise ausnutzen, so daß die Häufigkeit eines Austausches der Kassette verringert wird.
Die Flüssigkeit wird direkt im Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt aufgenommen, und die Wahrscheinlichkeit einer Einführung von Fremdmaterial, beispielsweise herausgelöstem Material, ist gering. Ferner ist die Flüssigkeitsströmungsbahn vom Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt zum Aufzeichnungskopf sehr einfach ausgebildet.
Im Falle des herkömmlichen Flüssigkeitsbehälters, der ein einen negativen Druck erzeugendes Element, wie beispielsweise Urethanschaumharzmaterial, aufnimmt, ist der Strömungswiderstand des den negativen Druck erzeugenden Elementes als solcher ziemlich groß, und die Zuführbahn vom Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt zum Aufzeichnungskopf ist im Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt kompliziert. In Abhängigkeit von der Konstruktion des den negativen Druck erzeugenden Elementes kann der Strömungswiderstand des Flüssigkeitsaufnahmeabschnittes beim allmählichen Verbrauch der Flüssigkeit kleingehalten werden. Bei einer erzwungenen Hochgeschwindigkeitswiederauffüllung bei jedem Ausstoß in einem Aufzeichnungskopf, bei der die Flüssigkeit mit einer höheren Frequenz ausgestoßen werden kann als bei einem herkömmlichen Aufzeichnungskopf, gibt es jedoch Schwierigkeiten in bezug auf das Ansprechverhalten.
Erfindungsgemäß ist der dynamische negative Druck des Flüssigkeitsbehälters als solcher gering, so daß daher die Folgeeigenschaften in bezug auf ein erzwungenes Hochgeschwindigkeitswiederauffüllen vom aufstromseitigen Bereich der Strömungsbahn unter Anwendung des Drucks beim Zusammenfallen der Blase sehr gut sind. Der Behälter der vorliegenden Erfindung kann auf wirksame Weise auf das Hochgeschwindigkeitsauffüllen des Aufzeichnungskopfes ansprechen. Gemäß dieser Erfindung verändert sich die Form des Flüssigkeitsaufnahmeabschnittes kontinuierlich, um den negativen Druck aufrechtzuerhalten und ein gutes Ansprechvermögen auf eine momentane Änderung zu erreichen.

(Zweite Ausführungsform)

Die Fig. 9(a), (c) zeigen eine Kopfkassette gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 9 (a) eine persprektivische Ansicht, Fig. 9 (b) eine Seitenschnittansicht und Fig. 9(c) eine Schnittansicht entlang Linie A-A in Fiugr 9(b) sind.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß es sich bei der Flüssigkeitsströmungsbahn um eine Doppelbahnkonstruktion im Flüssigkeitsausstoßkopf 210 der Kopfkassette 310 handelt, wobei die Flüssigkeit zur Blasenerzeugung durch Wärme (Blasenerzeugungsflüssigkeit) und die Flüssigkeit, die hauptsächlich ausgestoßen werden soll (Ausstoßflüssigkeit), sich voneinander untescheiden. Daher besitzt der Behälter zwei Flüssigkeitsbehälter 110A, 110B für die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit. Die Flüssigkeitsbehälter 110A, 110B sind einstückig mit dem Aufzeichnungskopf ausgebildet und werden vom Gehäuse 311 umschlossen.
Jeder Flüssigkeitsbehälter 110A, 110B hat Außenwände 111A, 111B, die durch die Abgabe der Flüssigkeit im wesentlichen nicht beeinflußt werden, sowie eine Innenwand 112A, 112B, die von der Außenwand trennbar ist und sich in Abhängigkeit von der Abgabe der Flüssigkeit verformt, und zwar ähnlich wie bei dem vorhergehenden Flüssigkeitsbehälter 100, bei dem die Flüssigkeiten in Flüssigkeitsaufnahmeabschnitten angeordnet sind, die von den Innenwänden gebildet werden. Die Außenwand ist mit einer Belüftung 115A, 115B für jede Flüssigkeit versehen, um eine Einführung von Luft von einer nichtgezeigten Belüftung zu ermöglichen, die im Rohrelement 311 vorgesehen ist. Abgeklemmte bzw. abgeschnürte Abschnitte 114A, 114B sind an den gleichen Stellen wie bei der ersten Ausführungsform vorgesehen.
Der die Ausstoßflüssigkeit aufnehmende Behälter 110 steht in Strömungsmittelverbindung mit dem Flüssigkeitsausstoßkopf über einen Flüssigkeitsabgabeauslaß 113A, und die Ausstoßflüssigkeit wird der gemeinsamen Flüssigkeitskammer für die Ausstoßflüssigkeit im Flüssigkeitsausstoßkopf über den Flüssigkeitsabgabeauslaß 113A vom Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt des Behälters 110A zugeführt. Andererseits steht der Behälter 110B, der die Blasenerzeugungsflüssigkeit aufnimmt, in Strömungsmittelverbindung mit dem Flüssigkeitsausstoßkopf über den Flüssigkeitsabgabeauslaß 113B, und die Blasenerzeugungsflüssigkeit wird einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer für die Blasenerzeugungsflüssigkeit im Kopfabschnitt durch den Flüssigkeitsabgabeauslaß 113B vom Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt des Behälters 110 zugeführt, ähnlich wie die Ausstoßflüssigkeit.
Bei dieser Ausführungsform können ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform die Außenwände 111A, 111B der Flüssigkeitsbehälter 110A, 110B als Gehäuse 311 wirken.
Fig. 10 ist eine schematische Schnittansicht in einer Richtung entlang der Strömungsbahn des Flüssigkeitsausstoßkopfes dieser Ausführungsform.
Bei dem Flüssigkeitsausstoßkopf dieser Ausführungsform ist eine zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16 für die Blasenerzeugung auf dem Elementsubstrat 1 vorgesehen, welches ein Wärmeerzeugungselement 2 zur Zuführung von thermischer Energie zur Erzeugung der Blase in der Flüssigkeit aufweist, und darüber ist eine erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14 für die Ausstoßflüssigkeit in direkter Verbindung mit dem Ausstoßauslaß 18 ausgebildet.
Der aufstromseitig angeordnete Bereich der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn steht in Strömungsmittelverbindung mit einer ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 15 zur Zuführung der Ausstoßflüssigkeit in eine Vielzahl von ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen. Der aufstromseitige Bereich der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn steht in Strömungsmittelverbindung mit der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 17 zur Zuführung der Blasenerzeugungsflüssigkeit zu einer Vielzahl von zweiten Flüssigkeitsströmungsbahnen.
Zwischen der ersten und zweiten Strömungsmittelbahn ist eine Trennwand 30 aus elastischem Material, wie Metall, vorgesehen, so daß die erste Strömungsbahn und die zweite Strömungsbahn voneinander getrennt sind. In dem Fall, in dem ein Vermischen der Blasenerzeugungsflüssigkeit und der Ausstoßflüssigkeit minimal gehalten werden soll, sind die erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14 und die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16 vorzugsweise durch eine Trennwand voneinander getrennt. Wenn jedoch ein Vermischen bis zu einem bestimmten Ausmaß zulässig ist, ist eine komplette Isolation nicht unvermeidbar.
Das bewegliche Element 31 besitzt die Form eines Kragarmes, wobei ein solcher Abschnitt der Trennwand, wie er sich in einem aufwärts vorstehenden Raum der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes befindet (Ausstoßdruckerzeugungsbereich, Bereich A und Blasenerzeugungsbereich 11 des Bereiches B in Fig. 10), durch die Anordnung des Schlitzes 35 auf der Ausstoßauslaßseite (abstromseitig in bezug auf den Flüssigkeitsstrom) ein freies Ende bildet, während sich auf der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer (15, 17) ein Drehpunkt oder fixierter Abschnitt 33 befindet. Dieses bewegliche Element 31 ist so angeordnet, daß es auf den Blasenerzeugungsbereich 11(B) weist, und öffnet sich daher in Richtung auf die Ausstoßauslaßseite der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn bei der Blasenerzeugung der Blasenerzeugungsflüssigkeit (in Richtung des Pfeiles in der Figur). In dem Beispiel der Fig. 11 ist ferner eine Trennwand 30 mit einem Raum zur Ausbildung einer zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn über einem Elementsubstrat 1 angeordnet, das mit einem Wärmeerzeugungswiderstandsabschnitt als Wärmeerzeugungselement 2 und Verdrahtungselektroden 5 zum Anlegen eines elektrischen Signales an den Wärmeerzeugungswiderstandsabschnitt versehen ist.
Was die Lagebeziehung zwischen dem Drehpunkt 33 und dem freien Ende des beweglichen Elementes 31 und des Wärmeerzeugungselementes anbetrifft, so ist diese die gleiche wie beim vorhergehenden Beispiel.
Beim vorhergehenden Beispiel wurde die Beziehung zwischen dem Flüssigkeitszuführkanal 12 und dem Wärmeerzeugungselement 2 beschrieben. Die Beziehung zwischen der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16 und dem Wärmeerzeugungselement 2 ist die gleiche bei dieser Ausführungsform.
In Verbindung mit Fig. 12 wird nunmehr die Funktionsweise des Flüssigkeitsausstoßkopfes dieser Ausführungsform beschrieben.
Die verwendete Ausstoßflüssigkeit in der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 und die verwendete Blasenerzeugungsflüssigkeit in der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16 sind die gleichen Flüssigkeiten auf Wasserbasis.
Durch die vom Wärmeerzeugungselement 2 erzeugte Wärme erzeugt die Blasenerzeugungsflüssigkeit im Blasenerzeugungsbereich 11 in der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn eine Blase 40 durch das Filmsiedephänomen, wie vorstehend beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform wird der Blasenerzeugungsdruck mit Ausnahme des aufstromseitigen Bereiches im Blasenerzeugungsbereich nicht in die drei Richtungen abgegeben, so daß der durch die Blasenerzeugung erzeugte Druck in konzentrierter Weise auf das bewegliche Element 31 im Ausstoßdruckerzeugungsabschnitt abgegeben wird, wodurch das bewegliche Element 31 aus der in Fig. 12(a) angegebenen Position mit dem Wachstum der Blase zur Seite der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn verschoben wird, wie in Fig. 12 (b) gezeigt. Durch die Funktion des beweglichen Elementes stehen die erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14 und die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16 in umfangreicher Strömungsmittelverbindung miteinander, und der durch die Erzeugung der Blase generierte Druck pflanzt sich hauptsächlich zum Ausstoßauslaß in der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn (Richtung A) fort. Durch die Fortpflanzung des Drucks und die mechanische Verschiebung des beweglichen Elementes wird die Flüssigkeit durch den Ausstoßauslaß ausgestoßen.
Bei Kontraktion der Blase kehrt das bewegliche Element 31 in die in Fig. 12(a) angedeutete Position zurück, und in entsprechender Weise wird eine Flüssigkeitsmenge entsprechend der Ausstoßflüssigkeit vom aufstromseitigen Bereich in der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 zugeführt. Da bei dieser Ausführungsform die Richtung der Flüssigkeitszuführung parallel zur Richtung des geschlossenen beweglichen Elementes verläuft, wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen, wird das Wiederauffüllen der Flüssigkeit durch das bewegliche Element nicht behindert.
Die Hauptfunktionen und Hauptwirkungen in bezug auf die Fortpflanzung des Blasenerzeugungsdrucks bei Verschiebung der beweglichen Wand, die Richtung des Blasenwachstums, die Verhinderung der rückwärts gerichteten Welle etc. sind bei dieser Ausführungsform die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. Die Doppelströmungsbahnkonstruktion ist jedoch in bezug auf die folgenden Punkte von Vorteil.
Die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit können voneinander getrennt werden, und die Ausstoßflüssigkeit wird von dem in der Blasenerzeugungsflüssigkeit erzeugten Druck ausgestoßen. Daher kann eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität, wie Polyethylenglycol o. ä., mit der durch Wärmeaufbringung keine ausreichende Blasenerzeugung und damit keine ausreichende Ausstoßkraft erzielt werden kann und die nicht ordnungsgemäß ausgestoßen werden kann, ausgestoßen werden. Beispielsweise wird diese Flüssigkeit in die erste Flüssigkeitsströmungsbahn eingeführt, und Flüssigkeit, mit der die Blasenerzeugung ordnungsgemäß erfolgen kann, wird als Blasenerzeugungsflüssigkeit in die zweite Bahn eingeführt. Ein Beispiel der Blasenerzeugungsflüssigkeit ist ein Flüssigkeitsgemisch (etwa 1-2 cP) von Ethanol und Wasser (4 : 6). Mit dieser Blasenerzeugungsflüssigkeit kann die Ausstoßflüssigkeit ordnungsgemäß ausgestoßen werden.
Durch Auswählen einer Flüssigkeit als Blasenerzeugungsflüssigkeit, mit der keine Abscheidungen, wie verbrannte Ablagerungen, auf der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes selbst bei Wärmeaufbringung verbleiben, wird die Blasenerzeugung stabilisiert, um einen korrekten Ausstoß sicherzustellen.
Die vorstehend beschriebenen Effekte der vorhergehenden Ausführungsformen werden auch bei dieser Ausführungsform erreicht. Die hochviskose Flüssigkeit o. ä. kann mit einer hohen Ausstoßeffizienz und einem hohen Ausstoßdruck ausgestoßen werden.
Des weiteren kann eine Flüssigkeit ausgestoßen werden, die in bezug auf Wärme nicht haltbar ist. In diesem Fall wird solch eine Flüssigkeit in der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn als Ausstoßflüssigkeit zugeführt, und eine Flüssigkeit, deren Eigenschaften sich durch Wärmeeinwirkung nicht in einfacher Weise verändern und mit der eine ordnungsgemäße Blasenerzeugung erfolgen kann, wird in der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn zugeführt. Hierdurch kann die Flüssigkeit ohne thermische Beschädigung und mit hoher Ausstoßeffizienz sowie mit hohem Ausstoßdruck ausgestoßen werden.
Die Flüssigkeitsbehälter zur Aufnahme der Ausstoßflüssigkeit und der Blasenerzeugungsflüssigkeit sind die gleichen wie der bei der ersten Ausführungsform verwendete Flüssigkeitsbehälter. Die aufzunehmende Flüssigkeit ist geringeren Beschränkungen ausgesetzt als bei dem Fall der Verwendung eines Absorptionsmateriales, wie Urethanharzschaummaterial, im Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt, wie in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wenn die Kopfkassette dieser Ausführungsform verwendet wird, werden die vorteilhaften Effekt der ersten Ausführungsform erreicht. Ferner kann eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität oder eine Pigmente enthaltende Flüssigkeit ausgestoßen werden, so daß der Bereich der verwendbaren Flüssigkeit erweitert wird.
Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform wird eine erzwungene Hochgeschwindigkeitswiederauffüllung unter Ausnutzung des Drucks beim Zusammenfallen der Blase erreicht.
Es werden nunmehr die bevorzugten Eigenschaften der Flüssigkeit in jeder Bahn beschrieben. Die Eigenschaften der Flüssigkeit um das bewegliche Element herum stellen die Bewegung des beweglichen Elementes sicher. Dies wird in Verbindung mit Fig. 12 erläutert.
Auf natürliche Weise sind der Innendruck in der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 und der Innendruck in der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16 verschieden.
Wie vorstehend erläutert, stehen die erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14 und die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16 nur durch den Schlitz 35 um das bewegliche Element 31 herum miteinander in Strömungsmittelverbindung. Wie in Fig. 12 gezeigt, wird für die Flüssigkeit in der ersten. Flüssigkeitsströmungsbahn 14, d. h. die Ausstoßflüssigkeit, der Innendruck (statische Druck) so ausgewählt, daß ein negativer Druck am Ausstoßauslaß 18 und am Schlitz 35 vorhanden ist, mit dem normalerweise ein Meniskus M am Ausstoßauslaß 18 aufrechterhalten werden kann. Was die Flüssigkeit in der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16 anbetrifft, d. h. die Blasenerzeugungsflüssigkeit, so wird der Innendruck (statische Druck) so ausgewählt, daß der Meniskus am Schlitz 35 gehalten wird. Somit befinden sich die Blasenerzeugungsflüssigkeit und die Ausstoßflüssigkeit im Zustand negativen Drucks, um den Meniskus am Schlitz 35 zu halten. Wenn dieser Zustand jedoch lange dauert, besteht jedoch die Möglichkeit, daß eine der Flüssigkeiten in die andere Flüssigkeitsströmungsbahn benachbart hierzu durch den Schlitz 35 eindringt oder dispergiert.
Wenn die Ausstoßflüssigkeit so ausgebildet ist, daß die Einführung der Ausstoßflüssigkeit in die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16 dazu führen kann, daß auf einfache Weise verbrannte Ablagerungen auf dem Wärmeerzeugungselement 2 infolge der durch dieses erzeugten Wärme hervorgerufen werden können, wird kein stabilder Flüssigkeitsausstoß erreicht.
Bei den nachfolgenden Ausführungsformen 3-5 wird der Ausgleich des negativen Drucks im die Ausstoßflüssigkeit aufnehmenden Behälter so gesteuert, daß der statische Druck der Blasenerzeugungsflüssigkeit viel höher ist als der statische Druck der Ausstoßflüssigkeit, so daß auf diese Weise eine Einführung der Ausstoßflüssigkeit in die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16, die mit dem Wärmeerzeugungselement 2 versehen ist, während des Druckvorganges verhindert wird.

(Ausführungsform 3)

Fig. 13 zeigt die Kopfkassette 320 bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 13(a) ist eine perspektivische Ansicht der Kopfkassette 320, Fig. 13(b) eine Schnittansicht der Kopfkassette 320 in der Ebene B-B in Fig. 13(a), und Fig. 13(c) ist eine Schnittansicht der Kopfkassette 320 in einer Ebene A-A in Fig. 13(a). Bei dieser Ausführungsform wird der Innendruck der Flüssigkeitsbahn in der Kopfkassette durch Regulierung des Innendrucks eines Flüssigkeitsbehälters selbst gesteuert, während der Innendruck eines Flüssigkeitsbehälters auf der Basis der Konfiguration des Flüssigkeitsbehälters gesteuert wird.
Wie aus Fig. 13 hervorgeht, umfaßt die Kopfkassette 320 einen Flüssigkeitsausstoßabschnitt 210, der dem in der zweiten Ausführungsform beschriebenen entspricht, und zwei Flüssigkeitsbehälter 100 und 120, die im wesentlichen einander entsprechen. Beide Flüssigkeitsbehälter werden durch das vorstehend erwähnte Blasformverfahren geformt. Sie sind im wesentlichen in bezug auf die Dicke der Innen- und Außenwände, das Material und die Konstruktion, mit Ausnahme der Größe, im wesentlichen gleich und werden von einem Gehäuse 321 umschlossen, das mit dem Aufzeichnungskopf verbunden ist.
Im Falle der Flüssigkeitsbehälter, wie dem durch Blasformen bei dieser Ausführungsform ausgebildeten Behälter, hängt der Innendruck des Behälters im wesentlichen vom Innenvolumen des Flüssigkeitsbehälters, d. h. der Größe der größten Seite der Behälterwand, ab, vorausgesetzt, daß der Behälter im wesentlichen die gleiche Konfiguration, Wanddicke und das gleiche Innenwand- und Außenwandmaterial besitzt. Genauer gesagt, im Falle eines Flüssigkeitsbehälters, wie dem bei dieser Ausführungsform, der durch Blasformen hergestellt ist, beginnt die Verformung des Flüssigkeitsbehälters von der größten Seite (oder Seiten) aus und verbleibt im wesentlichen bei dieser größten Seite, wenn die darin befindliche Flüssigkeit verbraucht wird, während die Ecken, die die größte Seite umgeben, die Verformung des Flüssigkeitsbehälters regulieren und auf diese Weise den Innendruck des Flüssigkeitsbehälters steuern. Wenn daher zwei Flüssigkeitsbehälter vorhanden sind, ist der Druckabfall beim Verbrauch der Tinte in dem Behälter von den beiden Flüssigkeitsbehältern geringer, dessen größte Seite größer ist als die größte Seite des anderen Behälters. Als Folge davon bleibt der negative Druck des erstgenannten Behälters kleiner als der negative Druck des zuletzt genannten Behälters.
Wie ferner in Fig. 13 gezeigt ist, ist bei dieser Ausführungsform die größte Seite der Wand des Flüssigkeitsbehälters 100 größer als die größte Seite der Wand des Flüssigkeitsbehälters 120. Daher ist der Innendruck (statische Druck) des Flüssigkeitsbehälters 100 größer als der Innendruck des Flüssigkeitsbehälters 120. Somit kann der Innendruck der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn größer gemacht werden als der Innendruck der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn, indem der Flüssigkeitsbehälter 100 als Behälter für die Blasenerzeugungsflüssigkeit verwendet wird. Bei dieser Anordnung ist es möglich, zu verhindern, daß die Ausstoßflüssigkeit in die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn strömt. Mit anderen Worten, das Auftreten eines solchen Phänomens, daß der Flüssigkeitsausstoß infolge von angebackenen Abscheidungen, die sich auf dem Wärmeerzeugungselement infolge der Ausstoßflüssigkeit, die in die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn eindringt, angesammelt haben, instabil oder unmöglich wird, kann verhindert werden.
Darüber hinaus ist es auch möglich, daß dadurch, daß der Druck der Blasenerzeugungsflüssigkeit höher gemacht wird als der Druck der Ausstoßflüssigkeit, die Blasenerzeugungsflüssigkeit in die erste Flüssigkeitsströmungsbahn strömt. Die Menge der Blasenerzeugungsflüssigkeit, die in die Ausstoßflüssigkeit strömt, ist jedoch sehr gering, selbst wenn die Blasenerzeugungsflüssigkeit tatsächlich in die Ausstoßflüssigkeit strömt. Daher stellt dies kein Problem dar. Offensichtlich müssen die beiden Flüssigkeitsbehälter nur so konstruiert werden, daß zwischen den beiden eine wünschenswerte Innendruckdifferenz erzeugt wird.
Der große und kleine Flüssigkeitsbehälter bei dieser Ausführungsform können in einfacher Weise geformt werden, indem eine geeignete Metallform und ein geeigneter Vorformlingdurchmesser für jeden Behälter ausgewählt werden, um diesen eine gewünschte Konfiguration zu verleihen.
In Verbindung mit dieser Ausführungsform wurde ein Verfahren zum Steuern des negativen Drucks durch Veränderung der Größe der größten Seite der Wand des Flüssigkeitsbehälters beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann der negative Druck auch gsteuert werden, indem die Abmessungen eines Flüssigkeitsbehälters in bezug auf die Breite und/oder Höhe verändert werden. In einem solchen Fall kann die Konfiguration eines Flüssigkeitsbehälters wahlweise in Abhängigkeit vom erforderlichen Innendruck verändert werden.

(Ausführungsform 4)

Fig. 14 zeigt eine Kopfkassette 330 einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 14(a) ist eine perspektivische Ansicht der Kopfkassette 330, Fig. 14(b) ist eine Schnittansicht der Kopfkassette 330 in der Ebene B-B in Fig. 14(a), und Fig. 14(c) ist eine Schnittansicht der Kopfkassette 330 in der Ebene A-A in Fig. 14(a). In Verbindung mit dieser Ausführungsform wird ein Verfahren zum Steuern des Innendrucks der Kopfkassette 330 auf der Basis eines Unterschiedes in der Wand(Film)dicke zwischen den Behältern beschrieben.
Die Kopfkassette bei dieser Ausführungsform 330 umfaßt einen Flüssigkeitsausstoßabschnitt 210 und zwei Flüssigkeitsbehälter 100 und 130. Beide Behälter sind durch Blasformen geformt und besitzen eine gleiche Konfiguration, gleiches Material für die Innenwand und Außenwand und eine gleiche Dicke der Außenwand 101, mit Ausnahme der Dicke der Innenwand. Die Innenwand 132 des Flüssigkeitsbehälters 130 ist dicker als die Innenwand 102 des Flüssigkeitsbehälters 100.
Wenn ein Flüssigkeitsbehälter durch Blasformen geformt wird, wird der Mittelabschnitt der Wand geringfügig dicker als die Eckabschnitte, was eines der Merkmale eines durch Blasformen hergestellten Flüssigkeitsbehälters bildet. Wie in den vorgehenden Ausführungsformen beschrieben, bezieht sich der Innendruck eines Flüssigkeitsbehälters primär auf die Größe der größten Seite des Behälters. Somit wird die Wanddicke bei dieser Ausführungsform als Dicke des Mittelabschnittes der größten Seite eines Flüssigkeitsbehälters definiert.
Unter den Bedingungen, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, wird der Innendruck eines blasgeformten Flüssigkeitsbehälters hauptsächlich durch die Dicke der Innenwand gesteuert. Mit anderen Worten, je dicker die Innenwand eines Behälters ist, desto höher ist der negative Druck, den der Behälter erzeugt.
Daher kann verhindert werden, daß die Ausstoßflüssigkeit zur Seite der Blasenerzeugungsflüssigkeit strömt, wie in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben, indem als Behälter für die Ausstoßflüssigkeit der Flüssigkeitsbehälter 130 verwendet wird, der eine größere Wanddicke als der Flüssigkeitsbehälter 100 besitzt, und der Flüssigkeitsbehälter 100 als Blasenerzeugungsflüssigkeitsbehälter verwendet wird.
Die Flüssigkeitsbehälter dieser Auführungsform können in einfacher Weise geformt werden, indem der Durchmesser des Vorformlings oder der Innendruck des Vorformlings während des vorstehend erwähnten Herstellprozesses verändert wird.

(Ausführungsform 5)

Fig. 15 zeigt eine Kopfkassette 340 der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 15(a) ist eine perspektivische Ansicht der Kopfkassette 340, Fig. 15(b) ist eine Schnittansicht der Kopfkassette 340 entlang einer Ebene B-B in Fig. 15(a), und Fig. 15(c) ist eine Schnittansicht der Kopfkassette 340 in einer Ebene A-A in Fig. 15(a). Bei dieser Ausführungsform wird die Innendruckdifferenz in Abhängigkeit von einem Unterschied im Innenwandmaterial beschrieben.
Die Kopfkassette 340 dieser Ausführungsform besitzt einen Flüssigkeitsausstoßabschnitt 210 und zwei Flüssigkeitsbehälter 100 und 140. Die beiden Flüssigkeitsbehälter besitzen eine gleiche Konfiguration, Innenwanddicke und Außenwanddicke und sind durch Blasformen geformt. Beide haben das gleiche Material für die Außenwand 101, jedoch ein verschiedenes Material für die Innenwand. Das Material der Innenwand 142 des Flüssigkeitsbehälters 140 unterscheidet sich vom Material der Innenwand 102 des Flüssigkeitsbehälters 100.
Genauer gesagt, bei dieser Ausführungsform wird der Innendruck auf der Basis der Festigkeit des Materiales für die Innenwand, insbesondere der Festigkeit in Form des Dehnungselastizitätskoeffizienten, gesteuert. Dieses Verfahren zum Steuern des Innendrucks basiert auf der Tatsache, daß der Wert, mit dem sich der Innendruck eines Flüssigkeitsbehälters in Abhängigkeit vom Verbrauch der darin befindlichen Flüssigkeit ändert, proportional zum Elastizitätskoeffizienten der Wand des Flüssigkeitsbehälters ist. Daher erzeugt ein Flüssigkeitsbehälter mit Innenwänden, die aus einem Material mit einem größeren Dehnungselastizitätskoeffizienten geformt sind, einen größeren negativen Druck als ein Flüssigkeitsbehälter, der Innenwände aufweist, die aus einem Material mit einem geringeren Dehnungselastizitätskoeffizienten geformt sind. Mit anderen Worten, der negative Innendruck des erstgenannten Behälters neigt zu Beginn des Tintenverbrauches zu einem schnelleren Anstieg als der Innendruck des zuletzt genannten Behälters, wie durch die vorstehend beschriebene Kurve des negativen Drucks in Fig. 8 gezeigt.
Somit kann in einfacher Weise verhindert werden, daß die Blasenerzeugungsflüssigkeit in die Ausstoßflüssigkeit strömt, indem ein Flüssigkeitsbehälter mit Innenwänden gewählt wird, die aus einem Material geformt sind, das einen größeren Dehnungselastizitätskoeffizienten aufweist.
Es wird nunmehr das Harzmaterial zur Ausbildung des Flüssigkeitsbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ein Flüssigkeitsbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Doppelwandstruktur. Er hat Innenwände, die mit der Tinte in Kontakt treten, und Außenwände, die die Innenwände gegenüber der Außenseite abdecken. Somit ist es wünschenswert, daß das Material für die Innenwand Flexibilität zeigt, wenn es zu einer dünnen Wand geformt wird, in bezug auf die enthaltene Flüssigkeit resistent oder kompatibel ist und eine niedrige Gaspermeabilität besitzt, während das Material für die Außenwand eine hohe Festigkeit zum Schutz der Innenwand aufweist.
Generell gesagt, besitzt nichtkristallines Harz, wie NORIRU-Harz, ein geringes Wärmeabsorptionsvermögen, während kristallines Harz, wie Polypropylen oder Polyethylen, ein hohes Wärmeabsorptionsvermögen aufweist. Polystyrol, Polycarbonat, Polyvinylchlorid o. ä. können als nichtkristalliner Kunststoff angeführt werden. Polyacetal, Polyamid u. ä., die unter bestimmten Bedingungen teilweise kristallisieren, können als kristalliner Kunststoff genannt werden. Kristalliner Kunststoff hat eine Glasübergangstemperatur (Tg: Temperatur, bei der seine Moleküle mit der Brown'schen Bewegung beginnen und sich die Phase des Materiales von der Glasphase in die Gummiphase ändert) sowie einen relativ ausgeprägten Schmelzpunkt. Andererseits besitzt nichtkristalliner Kunststoff zwar eine Glasübergangstemperatur, hat jedoch keinen ausgeprägten Schmelzpunkt.
Die mechanische Festigkeit, das spezifische Volumen, die spezifische Wärme, der Wärmeausdehnungskoeffizient u. ä. von Kunststoffmaterial ändern sich plötzlich beim Glasübergangspunkt des Materiales. Um somit das Trennungsvermögen der Innenwand und Außenwand voneinander zu verbessern, kann eine Kombination des Kunststoffmateriales für die Innen- und Außenwand auf der Basis dieser Eigenschaften des Kunststoffmateriales ausgewählt werden. Beispielsweise kann NORIRU-Harz, ein nichtkristallines Harz, als Material für die Außenwand verwendet werden, während Polypropylenharz, ein kristallines Harz, als Material für die Innenwand verwendet wird, so daß die Außenwand eine größere mechanische Festigkeit erhält, während die Innenwand eine größere Wärmeabsorption und Flexibilität bekommt.
Ein Polymer, dessen Molekularstruktur ausschließlich C-C- Bindungen und C-H-Bindungen enthält, wird als nichtpolares Polymer bezeichnet, während ein Polymer, dessen Molekularstruktur eine relativ große Zahl von polaren Atomen, wie O, S, N, Halogene o. ä., enthält, als polares Polymer bezeichnet wird. Ein nichtpolares Polymer hat mehr intermolekulare Bindungen, so daß ein Kunststoff aus einem nichtpolaren Polymer eine größere innere Bindungskraft besitzt.
Diese Eigenschaft des Kunststoffmateriales kann dazu eingesetzt werden, um das Trennungsvermögen der Innenwand und Außenwand voneinander zu verbessern. Des weiteren können zwei nichtpolare Polymerharze mit unterschiedlichen intermolekularen Bindungen in Kombination verwendet werden, oder es kann nichtpolares Polymerharz in Kombination mit einem polaren Polymerharz eingesetzt werden.
Mit anderen Worten, es ist wichtig, daß die beste Materialkombination aus den Materialien, die vorstehend als Material für einen Flüssigkeitsbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung angegeben wurden, im Hinblick auf das Trennungsvermögen der Innenwand und Außenwand voneinander ausgewählt werden sollte.
Eine wünschenswerte Steuerung kann durch Kombination der vorstehend beschriebenen Materialien im Hinblick auf den erforderlichen Druckausgleich zwischen der Blasenerzeugungsflüssigkeit und der Ausstoßflüssigkeit durchgeführt werden.
Die beiden Flüssigkeitsbehälter dieser Ausführungsform können in einfacher Weise hergestellt werden, indem ein unterschiedliches Material für jeden Flüssigkeitsbehälter ausgewählt wird. Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, wurde ein unterschiedliches Material nur für die Innenwand verwendet, während für die Außenwand das gleiche Material verwendet wurde. Was das Material für die Außenwand anbetrifft, so ist es wünschenswert, einen beträchtlichen Festigkeitsgrad zu besitzen, um die Innenwand zu schützen.
Bei dieser Ausführungsform wird nur die Innenwand verändert, während die Außenwand gleich bleibt. Die Außenwand besteht jedoch vorzugsweise aus einem Material, das von der Innenwand trennbar ist, und weist ein gewisses Ausmaß an Festigkeit zum Schutz der Innenwand auf.

(Andere Ausführungsformen)

Es werden nunmehr andere Ausführungsformen des Ausstoßkopfes und des Flüssigkeitsbehälters beschrieben.

< Ausstoßkopf>

Bei der ersten Ausführungsform sind die Ausstoßflüssigkeit und die Blasenerzeugungsflüssigkeit gleich, so daß daher entweder die Einwegstruktur oder die Doppelwegstruktur Verwendung finden kann.
Die Fig. 16 bis 19 zeigen modifizierte Beispiele der Einwegstruktur der ersten Ausführungsform.
Fig. 16 zeigt ein modifiziertes Beispiel des Ausstoßkopfes, wobei A einen Zustand zeigt, in dem das bewegliche Element verschoben worden ist (die Blase ist nicht gezeigt), während B einen Zustand zeigt, in dem das bewegliche Element sich in seiner Ausgangsposition (ersten Position) befindet. Im letztgenannten Zustand ist der Blasenerzeugungsbereich 11 gegenüber dem Ausstoßauslaß 18 im wesentlichen abgedichtet (zwischen A und B gibt es eine Strömungskanalwand zum Isolieren der Bahnen).
Das bewegliche Element 31 in Fig. 16 ist auf zwei seitlichen Gründungen 34 angeordnet, und ein Flüssigkeitszuführkanal 12 ist dazwischen vorgesehen. Mit dieser Struktur kann die Flüssigkeit entlang einer Oberfläche des beweghohen Elementes zugeführt werden, die auf die Seite des Wärmeerzeugungselementes weist, und von dem Flüssigkeitszuführkanal mit einer Oberfläche, die im wesentlichen mit der Oberfläche des Wärmeerzeugungselementes bündig ist oder sich heirmit kontinuierlich erstreckt.
Wenn sich das bewegliche Element 31 in der Ausgangsposition (erste Position) befindet, liegt es nahe an einer abstromseitigen Wand 36, die abstromseitig des Wärmeerzeugungselementes 2 und von Wärmeerzeugungselementseitenwänden 37, die an den Seiten des Wärmeerzeugungselementes angeordnet sind, vorgesehen ist, oder steht in engem Kontakt hiermit, so daß die Seite des Ausstoßauslasses 18 des Blasenerzeugungsbereiches 11 im wesentlichen abgedichtet ist. Somit kann der durch die Blase zum Zeitpunkt der Blasenerzeugung generierte Druck und insbesondere der Druck abstromseitig der Blase auf die freie Endseite des beweglichen Elementes konzentriert werden, ohne daß der Druck abgebaut wird.
Zum Zeitpunkt des Zusammenfallens der Blase kehrt das bewegliche Element 31 in seine erste Position zurück, d. h. die Ausstoßauslaßseite des Blasenerzeugungsbereiches 31 ist im wesentlichen abgedichtet und der Meniskusrückzug wird unterdrückt. Die Flüssigkeitszufuhr zum Wärmeerzeugungselement wird mit den vorstehend beschriebenen Vorteilen ausgeführt. Was das Wiederauffüllen anbetrifft, so können die gleichen vorteilhaften Effekte wie bei der vorhergehenden Ausführungsform erreicht werden.
Wie in Fig. 16 gezeigt, ist die Gründung 34 zum Lagern und Fixieren des beweglichen Elementes 31 an einer aufstromseitigen Stelle vom Wärmeerzeugungselement 2 weg vorgesehen, und die Gründung 34 besitzt eine Breite, die geringer ist als die der Flüssigkeitsströmungsbahn 10, um die Flüssigkeit dem Flüssigkeitszuführkanal 12 zuzuführen. Die Konfiguration der Gründung 34 ist nicht auf diese Struktur beschränkt, sondern es kann irgendeine Konfiguration Verwendung finden, wenn ein kontinuierliches Wiederauffüllen erreicht wird.
Bei dieser Ausführungsform betrug der Spalt zwischen dem beweglichen Element 31 und dem Wärmeerzeugungselement 2 etwa 15 um. Der Abstand kann sich jedoch auch von diesem Wert unterscheiden, wenn der Druck auf der Basis der Erzeugung der Blase in ausreichender Weise auf das bewegliche Element übertragen wird.
Bei der Modifikation der Fig. 17 erhält die erzeugte Blase einen gewissen Freiraum, und der abstromseitige Abschnitt der Blase (an der Ausstoßauslaßseite der Blase), der den Tröpfchenausstoß direkt beeinflußt, wird vom freien Ende des beweglichen Elementes reguliert.
Im Vergleich zu Fig. 3 (erste Ausführungsform) besitzt der Kopf der Fig. 17 keinen Vorsprung (schraffierten Abschnitt in Fig. 2) als Barriere am abstromseitigen Ende des Blasenerzeugungsbereiches auf dem Elementsubstrat 1 der Fig. 3. Mit anderen Worten, der freie Endbereich und die gegenüberliegenden seitlichen Endbereiche des beweglichen Elementes sind in bezug auf den Ausstoßauslaßbereich ohne wesentliche Abdichtung des Blasenerzeugungsbereiches bei dieser Ausführungsform offen.
Bei der modifizierten Ausführungsform der Fig. 17 ermöglicht vom abstromseitigen Abschnitt der Blase, der direkt zum Flüssigkeitströpfchenausstoß beiträgt, das vordere abstromseitige Ende das Wachstum der Blase, so daß daher diese Druckkomponente in wirksamer Weise zum Ausstoß genutzt wird. Ferner wirkt der mindestens im abstromseitigen Abschnitt aufwärts gerichtete Druck (die Kraftkomponente VB in Fig. 4) derart, daß der freie Endabschnitt des beweglichen Elementes zum Blasenwachstum am abstromseitigen Endabschnitt hinzukommt. Daher wird ähnlich wie bei der vorhergehenden Ausführungsform die Ausstoßeffizienz verbessert. Im Vergleich zu den vorhergehenden Ausführungsformen besitzt die Konstruktion dieser Ausführungsform unter Verwendung des Kopfes der Fig. 17 ein besseres Ansprechvermögen in bezug auf den Antrieb des Wärmeerzeugungselementes.
Ferner ist die Konstruktion einfach, so daß die Herstellung einfach ist.
Der Drehabschnitt des beweglichen Elementes 31 ist bei dieser Ausführungsform an einer Gründung 34 fixiert, die eine Breite besitzt, die geringer ist als der Oberflächenabschnitt des beweglichen Elementes. Daher tritt die Flüssigkeitszufuhr zum Blasenerzeugungsbereich 11 beim Zusammenfallen der Blase entlang beiden lateralen Seiten der Gründung auf (durch Pfeile angedeutet). Die Gründung kann auch anders ausgebildet sein, wenn das Flüssigkeitszuführverhalten sichergestellt ist.
Im Falle dieser Ausführungsform kann durch das Vorhandensein des beweglichen Elementes der Strom in den Blasenerzeugungsbereich vom oberen Teil beim Zusammenfallen der Blase auf wirksame Weise gesteuert werden, und ist das Wiederauffüllen zur Zuführung der Flüssigkeit besser als bei einer herkömmlichen Blasenerzeugungskonstruktion, die nur das Wärmeerzeugungselement besitzt. Ferner wird hierdurch der Rückzug des Meniskus verringert.
Bei einer bevorzugten modifizierten Ausführungsform dieser Ausführungsform sind beide lateralen Seiten (oder nur eine laterale Seite) im wesentlichen für den Blasenerzeugungsbereich 11 abgedichtet. Mit einer derartigen Konstruktion wird der Druck zur lateralen Seite des beweglichen Elementes auch auf den Ausstoßauslaßseitenendabschnitt gerichtet, so daß die Ausstoßeffizienz weiter verbessert wird.
Fig. 18 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Ausstoßvermögen für die Flüssigkeit durch die mechanische Verschiebung weiter verbessert wird. In Fig. 18 erstreckt sich das bewegliche Element so weit, daß die Position des freien Endes des beweglichen Elementes 31 weiter abstromseitig des Ausstoßauslaßseitenendes des Wärmeerzeugungselementes angeordnet ist. Hierdurch kann die Verschiebungsgeschwindigkeit des beweglichen Elementes an der Position des freien Endes erhöht werden, so daß daher die Erzeugung der Ausstoßkraft durch die Verschiebung des beweglichen Elementes weiter verbessert wird.
Des weiteren liegt das freie Ende näher an der Ausstoßauslaßseite als bei der vorhergehenden Ausführungsform, so daß daher das Wachstum der Blase in Richtung auf die stabilisierte Richtung konzentriert werden und auf diese Weise ein besserer Ausstoß sichergestellt werden kann.
In Abhängigkeit von der Wachstumsgeschwindigkeit der Blase am mittleren Abschnitt des Drucks der Blase verschiebt sich das bewegliche Element 31 mit einer Verschiebungsgeschwindigkeit R1. Das freie Ende 32, das sich in einer Position befindet, die weiter vom Drehpunkt 33 weg liegt als diese Position, verschiebt sich mit einer höheren Geschwindigkeit R2. Somit wirkt das freie Ende 32 auf die Flüssigkeit mechanisch mit einer höheren Geschwindigkeit ein, um die Ausstoßeffizienz zu erhöhen.
Die Konfiguration des freien Endes ist derart, daß wie bei der Ausführungsform der Fig. 16 die Kante vertikal zum Flüssigkeitsstrom verläuft, so daß der Druck der Blase und die mechanische Funktion des beweglichen Elementes wirksamer zum Ausstoß beitragen.
Die Fig. 19(a), (b) und (c) zeigen ein weiteres modifiziertes Beispiel des Ausstoßkopfabschnittes der Kopfkassette.
Bei diesem modifizierten Beispiel besitzt der Bereich, der direkt mit dem Ausstoßauslaß in Verbindung steht, nicht die mit der Flüssigkeitskammerseite in Verbindung stehende Flüssigkeitsbahnkonfiguration, so daß die Konstruktion einfach ist.
Die Flüssigkeit wird nur vom Flüssigkeitszuführkanal 12 entlang der Oberfläche der Blasenerzeugungsbereichsseite des beweglichen Elementes 31 zugeführt. Das freie Ende 32 des beweglichen Elementes 31, die Lagebeziehung zwischen dem Drehpunkt 33 und dem Ausstoßauslaß 18 und die auf das Wärmeerzeugungselement 2 weisende Konstruktion sind entsprechend ausgebildet wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
Gemäß dieser Ausführungsform werden die vorteilhaften Effekte in bezug auf die Ausstoßeffizienz, das Flüssigkeitszuführverhalten etc., die vorstehend beschrieben sind, ebenfalls erreicht. Insbesondere wird der Rückzug des Meniskus unterdrückt, und ein erzwungenes Wiederauffüllen unter Ausnutzung des Drucks beim Zusammenfallen der Blase wird besonders gründlich durchgeführt.
Fig. 19(a) zeigt einen Zustand, in dem die Blasenerzeugung vom Wärmeerzeugungselement 2 bewirkt wird, während Fig. 16(b) den Zustand zeigt, in dem die Blase mit dem Zusammenziehen beginnt. Zu dieser Zeit werden die Rückführung des beweglichen Elementes 31 in die Ausgangsposition und die Flüssigkeitszuführung über 53 durchgeführt.
Fig. 19(c) zeigt, wie der geringe Rückzug M des Meniskus bei der Rückführung des beweglichen Elementes in die Ausgangsposition durch das Wiederauffüllen durch die Kapillarkraft in der Nachbarschaft des Ausstoßauslasses 18 kompensiert wird.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie deren Modifikationen sind nicht auf einen Kopf vom sogenannten Randschußtyp beschränkt, bei dem ein Ausstoßauslaß an einem Ende der Strömungsbahn vorgesehen ist, die sich entlang der Oberfläche der Heizeinrichtung erstreckt. Sie sind vielmehr beispielsweise auch bei einem Kopf vom sogenannten Seitenschußtyp anwendbar, bei dem der Ausstoßauslaß gegenüber der Oberfläche der Heizeinrichtung vorgesehen ist, wie in Fig. 20 gezeigt.
Bei dem in Fig. 20 gezeigten Flüssigkeitsausstoßkopf vom Seitenschußtyp ist ein Substrat 1 mit einem Wärmeerzeugungselement 2 versehen, um Wärmeenergie zur Erzeugung einer Blase in der Flüssigkeit für jeden Ausstoßauslaß zu generieren über dem Substrat 1 ist eine zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16 für die Blasenerzeugungsflüssigkeit ausgebildet, und eine erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14 für die Ausstoßflüssigkeit ist in direkter Strömungsmittelverbindung mit dem Ausstoßauslaß 18 ausgebildet, wobei die erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14 in einer mit Rillen versehenen Deckplatte 51 ausgeformt ist. Die erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14 ist gegenüber der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn 16 über eine Trennwand 30 aus elastischem Material, wie Metall, isoliert. Diesbezüglich ist dieser Kopf ähnlich ausgebildet wieder vorstehend beschriebene Flüssigkeitsausstoßkopf vom Randschußtyp.
Der Flüssigkeitsausstoßkopf vom Seitenschußtyp ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstoßauslaß 18 unmittelbar über dem Wärmeerzeugungselement 2 in der mit Rillen versehenen Deckplatte (Öffnungsplatte) 51 vorgesehen ist, die über der ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 angeordnet ist. In der Trennwand 30 ist ein Paar von beweglichen Elementen 31 (Doppeltürtyp) an einem Abschnitt zwischen dem Ausstoßauslaß 18 und dem Wärmeerzeugungselement 2 vorgesehen. Die beiden beweglichen Elemente 31 besitzen eine Kragarmform, die vom Drehpunkt oder den Basisabschnitten 33 gelagert wird. Die freien Enden hiervon sind gegenüberliegend mit einem kleinen Spalt dazwischen, der vom Schlitz 35 unmittelbar unter dem Mittelabschnitt des Ausstoßauslasses 18 gebildet wird, angeordnet. Zum Zeitpunkt des Ausstoßes werden die beweglichen Abschnitte 31, wie durch die Pfeile in Fig. 20 gezeigt, durch die Blasenerzeugung der Blasenerzeugungsflüssigkeit im Blasenerzeugungsbereich B zur ersten Flüssigkeitsströmungsbahn 14 geöffnet und durch Kontraktion der Blasenerzeugungsflüssigkeit geschlossen. Zum Bereich A hin wird die Ausstoßflüssigkeit vom Ausstoßflüssigkeitsbehälter, der hiernach beschrieben wird, wieder aufgefüllt, so daß der Bereich für die nächste Blasenerzeugung bereit ist.
Die erste Flüssigkeitsströmungsbahn 14 und die anderen ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen stehen über eine erste gemeinsame Flüssigkeitskammer 15 in Strömungsmittelverbindung mit einem nichtgezeigten Behälter zum Halten der Ausstoßflüssigkeit, und die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn 16 und die anderen zweiten Flüssigkeitsströmungsbahnen stehen über eine zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 17 in Strömungsmittelverbindung mit einem Behälter (nicht gezeigt) zum Halten der Blasenerzeugungsflüssigkeit.
Im Flüssigkeitsausstoßkopf vom Seitenschußtyp, der eine derartige Konstruktion besitzt, können mit der vorliegenden Erfindung die vorteilhaften Effekte erreicht werden, daß das Wiederauffüllen der Ausstoßflüssigkeit verbessert wird und die Flüssigkeit mit einem hohen Ausstoßdruck und einer hohen Ausstoßenergieausnutzungseffizienz ausgestoßen werden kann.

< Flüssigkeitsbehäler>

Es wird nunmehr eine weitere Modifikation des in der Kopfkassette verwendbaren Flüssigkeitsbehälters beschrieben.
Diese Beschreibung bezieht sich auf das Verfahren zur Herstellung der Differenz des negativen Drucks in den beiden Behältern bei der dritten bis fünften Ausführungsform.
Bei der dritten bis fünften Ausführungsform wird die Differenz des negativen Drucks durch denn Unterschied in der Konfiguration des Flüssigkeitsaufnahmeabschnittes, dessen Filmdicke und dessen Material erzeugt, wobei diese Faktoren auch kombiniert werden können. Zusätzlich hierzu oder allein können auch die Niveaus der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitte unterschiedlich gemacht werden, um für die Differenz des statischen Drucks zu sorgen.
Es ist wünschenswert, eine fehlerhafte Verbindung zwischen dem Flüssigkeitsausstoßkopf und dem Flüssigkeitsbehälter zu verhindern. Dies deswegen, weil eine Vermischung der Ausstoßflüssigkeit und der Blasenerzeugungsflüssigkeit zur Erzeugung von verbrannten Ablagerungen auf dem Wärmeerzeugungselement führen kann. Im Flüssigkeitsbehälter der vorliegenden Erfindung sind die Positionen der Flüssigkeitsabgabeabschnitte verschieden, so daß sich Differenzen des statischen Drucks des Flüssigkeitsaufnahmeabschnittes ergeben und eine fehlerhafte Montage zwischen dem Blasenerzeugungsflüssigkeitsbehälter und dem Ausstoßflüssigkeitsbehälter vermieden werden kann. Die Position des Flüssigkeitsabgabeabschnittes kann in Abhängigkeit von der Konfiguration des Flüssigkeitsbehälters ausgewählt, werden. Im Hinblick auf das Zuführverhalten der Flüssigkeit befindet sich diese Position jedoch in wünschenswerter Weise an einem unteren Abschnitt des Behälters.
Bei der ersten bis fünften Ausführungsform wird der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt mit niedrigerem Innendruck für die Ausstoßflüssigkeit verwendet, während der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt mit höherem Innendruck für die Blasenerzeugungsflüssigkeit eingesetzt wird. Dies ist jedoch nicht einschränkend, und der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt mit dem niedrigeren Innendruck kann auch in Abhängigkeit von der Kopfkonstruktion oder den Materialien der Ausstoßflüssigkeit für die Blasenerzeugungsflüssigkeit verwendet werden.
Bei der dritten bis fünften Ausführungsform findet ein Satz des Blasenerzeugungsflüssigkeitsbehälters und Ausstoßflüssigkeitsbehälters Verwendung. Es ist jedoch auch eine größere Zahl von Kombinationen möglich. Beispielsweise kann ein Satz durch vier Ausstoßflüssigkeitsbehälter für Schwarz, Gelb, Magenta und Cyan und einen Blasenerzeugungsflüssigkeitsbehälter gebildet werden. Im Flüssigkeitsausstoßkopf, der erfindungsgemäß verwendet wird, ist der Verbrauch der Blasenerzeugungsflüssigkeit geringer als der der Ausstoßflüssigkeit, so daß daher der Blasenerzeugungsflüssigkeitsbehälter für alle Farben gemeinsam sein kann. Hierdurch können der für die Kopfkassette und den Flüssigkeitsbehälter benötigte Raum reduziert, die Zuführbahn vereinfacht und die Flüssigkeitsausstoßaufzeichnungsvorrichtung als solche verkleinert werden.
Es ist nicht unvermeidbar, daß die Kopfkassette mindestens einen Ausstoßflüssigkeitsbehälter und mindestens einen Blasenerzeugungsflüssigkeitsbehälter aufweist. Beispielsweise ist der Ausstoßflüssigkeitsbehälter, der häufig ausgetauscht wird, auf dem Schlitten getrennt montiert, und der Blasenerzeugungsflüssigkeitsbehälter ist an einer anderen Position in der Aufzeichungsvorrichtung angeordnet.
Im Falle der Doppelströmungsbahnkonstruktion muß der Blasenerzeugungsflüssigkeitsbehälter nicht unbedingt auf die erzwungene Hochgeschwindigkeitswiederauffüllung unter Ausnutzung des Drucks beim Blasenzusammenfallen ansprechen und kann die Form eines herkömmlichen Flüssigkeitsbehälters einschließlich eines einen negativen Druck erzeugenden Elementes, beispielsweise eines Urethanschaumharzmateriales, besitzen.
Es werden nunmehr modifizierte Beispiele des abgeklemmten bzw. abgeschnürten Abschnittes und der Belüftung, die bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Verwendung finden, beschrieben.
In den Fig. 1 und 6 ist mit 104 ein verschweißter Abschnitt zur Ausbildung eines geschlossenen Raumes durch die Innenwand 102 bezeichnet. Der verschweißte Abschnitt wird vorgesehen, indem der Vorformling zur Ausbildung der Wand des Flüssigkeitsbehälters sandwichartig von der Metallform während des Blasformens aufgenommen wird. Bei der ersten Ausführungsform, die in Fig. 6(b) gezeigt ist, ist der verschweißte Abschnitt 104 bei dieser Ausführungsform linear. Diese einfache lineare Konfiguration ist jedoch nicht zwingend. Die Form des verschweißten Abschnittes ist optional, so lange wie der Tintenbehälter in einfacher Weise der Form entnommen werden kann. Des weiteren muß seine Länge nicht unbedingt auf die Länge dieser Ausführungsform beschränkt sein. Sie ist vielmehr optional, so lange wie der verschweißte Abschnitt sich nicht über die seitlichen Wände hinaus erstreckt.
Wie in Fig. 6(a) gezeigt, die ein schematischer Schnitt des Tintenbehälters ist, werden die Tintenzuführabschnitte als Tintenzuführabschnitte, deren Lagen der Lage des verschweißten Abschnittes 104 nicht entsprechen, über den Innenraum des Tintenbehälters gezogen. Wenn jedoch die Tintenzuführabschnitte an den Stellen angeordnet werden, die dem verschweißten Abschnitt 104 über den Innenraum entsprechen, sind die verschweißten Abschnitte ebenfalls auf den Zuführabschnitten vorhanden.
In Fig. 6 ist mit 105 eine Belüftung bezeichnet, durch die Luft zwischen die Innenwand 102 und die Außenwand 101 eingeführt wird, wenn das Volumen der Innenwand 102 in Abhängigkeit vom Verbrauch der darin enthaltenen Tinte abnimmt. Es kann sich hierbei um eine einfache Öffnung handeln, oder die Belüftung kann von einem Durchflußventil gebildet werden. In Fig. 6 ist diese Belüftung als einfache Öffnung (Loch) gezeigt. Nachfolgend werden andere Beispiele beschrieben.
Ein geringer Spalt von einigen zehn um zwischen der Außenwand und der Innenwand benachbart zum verschweißten Abschnitt 104 findet als Lufteinführeinlaß Verwendung. Durch Auswählen eines Materiales als Material der Innenwand 102, das ein geringes Haftungsvermögen an der Außenwand 101 besitzt, wird der Spalt vorgesehen, indem eine äußere Kraft auf den verschweißten Abschnitt 104 aufgebracht wird, um die Innenwand 102 von der Außenwand 101 zu trennen.
Durch Verwendung von verschiedenen Materialien für die Außenwand 101 und die Innenwand 102 können verbleibende Spannungen ausgenutzt werden, um die Innenwand von der Außenwand zu trennen und den Spalt 107 vorzusehen, wie bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel.
In allen Beispielen kann ein Ventil, das zur Außenseite hin öffenbar ist, in der Außenwand des Flüssigkeitsbehälters vorgesehen sein, um den Druckausgleich der Innenwand des Flüssigkeitsbehälters zu unterstützen. Bei normaler Zuführung der Flüssigkeit wird die Luft in den Raum zwischen der Innenwand 102 und der Außenwand 101 durch den Spalt eingeführt, was für eine richtige Druckeinstellung ausreicht. Mit der Anordnung des Ventiles kann eine plötzliche Druckänderung rasch kompensiert werden.
Als letztes werden nunmehr Flüssigkeitsbehältermodifikationen für die anderen Abschnitte als die Wände beschrieben.
Die Fig. 21(a) und (b) sind schematische Schnittansichten eines Flüssigkeitsbehältes, der mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kompatibel ist. Fig. 21(a) ist eine Schnittansicht in einer Ebene parallel zur größten Wand des Flüssigkeitsbehälters, während Fig. 21 (b) eine Schnittansicht in einer Ebene A-A in Fig. 21(a) ist. Fig. 21(a) gibt einen Schnitt entlang Ebene B-B in Fig. 21(b) wieder.
Der in Fig. 21 gezeigte Flüssigkeitsbehälter besitzt zwei Zellen 150A und 150B und einen Verbindungsabschnitt 159. Der Verbindungsabschnitt 159 ist wie der abgeklemmte oder abgeschnürte Abschnitt des in den vorhergehenden Ausführungsformen beschriebenen Flüssigkeitsbehälters strukturiert. Die Abschnitte, die den Innenwänden der beiden Behälter bei den vorhergehenden Ausführungsformen entsprechen, sind zusammengeschweißt und bilden eine verschweißten Abschnitt 154A, der sandwichartig von der Außenwand aufgenommen wird. Der verschweißte Abschnitt 154A ist einstückig mit einem Abschnitt 154B, der dem abgeschnürten Abschnitt der bei den vorhergehenden Ausführungsformen beschriebenen Kopfkassette entspricht, so daß die beiden Zellen 150A und 150B im wesentlichenn unabhängig voneinander ausgebildet sind, mit der Ausnahme der Verbindung über den verschweißten Abschnitt 154A. Daher vermischt sich die Flüssigkeit in jeder Zelle nicht mit der Flüssigkeit in der anderen Zelle. In bezug auf die Einführung von atmosphärischer Luft in den Raum zwischen der Innenwand und Außenwand einer jeden Zelle findet der zwischen der Innenwand und Außenwand an einer Stelle benachbart zum Abschnitt 154A ausgebildete Spalt Verwendung.
Im Falle des in Fig. 21 gezeigten Flüssigkeitsbehälters liegt eine der beiden größten Seiten einer jeden Zelle einer der beiden größten Seiten der anderen Zelle gegenüber. Diese gegenüberliegenden zwei Seiten sind über den Verbindungsabschnitt 159 verbunden, wie in Fig. 21 (b) gezeigt. Daher verformen sich in erster Linie die größten Seiten, die nicht mit dem Verbindungsabschnitt 159 verbunden sind, was sich von der Art und Weise unterscheidet, wie sich die bei der ersten und zweiten Ausführungsform beschriebenen Flüssigkeitsbehälter verformen. Die Dickenverteilung der Seiten, die sich hauptsächlich verformen, entspricht jedoch der bei der ersten und zweiten Ausführungsform. Der Mittelabschnitt ist dicker als die Ecken. Daher kann die in diesem Flüssigkeitsbehälter enthaltene Flüssigkeit so beständig herausgeführt werden, wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben.
Die beiden Zellen des in Fig. 21 gezeigten Flüssigkeitsbehälters können unter Verwendung einer einzigen Form in der nachfolgend beschriebenen Weise einstückig geformt werden. Mit anderen Worten, ein zylindrischer Vorformling, der auf einstückige Weise die Innen- und Außenwandabschnitte umfaßt, wird während eines der Herstellschritte für den Flüssigkeitsbehälter, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, hergestellt. Dieser Vorformling wird zwischen zwei E-förmigen Formen angeordnet und dann wird Luft eingeblasen. Dieser Flüssigkeitsbehälter hat daher den Vorteil, daß der Herstellprozeß im Vergleich zu dem bei der zweiten Ausführungsform beschriebenen Flüssigkeitsbehälter vereinfacht werden kann. Des weiteren kann die Lage des Verbindungsabschnittes 159 zwischen den beiden Zellen durch Ausbildung der Gestalt der Form wahlweise verändert werden. Ferner kann ein Flüssigkeitsauslaß an der größten Seite einer jeden Zelle befestigt werden, so lange wie sich eine der größten Seiten einer jeden Zelle in der gleichen Weise wie eine der größten Seiten einer jeden Zelle dieses Flüssigkeitsbehälters verformen kann.
Es werden nunmehr die Tintenbehälter der vorhergehenden Ausführungsformen weiter beschrieben.
Die Außenwand und Innenwand der Flüssigkeitsbehälter der vorhergehenden Ausführungsformen, die durch direktes Blasformen geformt werden und voneinander trennbar sind, besitzen im wesentlichen den gleichen Aufbau. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß sie beide durch gleichmäßiges Ausweiten eines zylindrischen Vorformlings gegen eine polygonale Säulenform mit Hilfe von Luft geformt werden.
Mit anderen Worten, die Dicke der Innenwand benachbart zu den Eckabschnitten des Flüssigkeitsbehälters ist geringer als die Dicke des Mittelabschnittes der Innenwand. Dies trifft auch auf die Außenwand zu.
Ferner wird während der Herstellung die Innenwand auf die Außenwand laminiert, die eine solche Dickenverteilung besitzt, daß die Dicke der Wand vom Mittelabschnitt in Richtung auf jede Ecke allmählich abnimmt. Die Außenfläche der Innenwand bleibt auf perfekte Weise in Kontakt mit der Innenfläche der Außenwand. Mit anderen Worten, die Außenfläche der Innenwand paßt sich an die Dickenverteilung der Außenwand an.
Daher krümmt sich die Innenfläche der Innenwand, die sich infolge ihrer eigenen Dickenverteilung auf inhärente Weise vom Flüssigkeitsbehälter nach innen krümmt, weiter nach innen. Da diese Wandstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung besonders wirksam ist, wenn sie bei der größten Seite eines Flüssigkeitsbehälters Anwendung findet, muß nur die größte Seite eines Flüssigkeitsbehälters mit dieser Wandstruktur versehen sein, damit der Flüssigkeitsbehälter in wünschenswerter Weise funktioniert. Die Tiefe des von der Innenfläche der Innenwand gebildeten konkaven Bereiches kann nicht mehr als 2 mm von der imaginären geraden Innenwand aus betragen, während die Tiefe des durch die Außenfläche der Innenwand gebildeten konkaven Bereiches nicht mehr als 1 mm von der imaginären geraden Innenwand betragen kann. Bei der kleineren Seite eines Flüssigkeitsbehälters kann die Tiefe des konkaven Bereiches in den Breich eines Meßfehlers fallen. Ein solcher Zustand ist einer der wünschenswerten Bedingungen für die vorliegende Erfindung, da die Tiefe des konkaven Bereiches einer Seite einer der Faktoren ist, der die Prioritätsreihenfolge der Seitenverformung beeinflußt.
Als nächstes wird der Aufbau der Außenwand weiter beschrieben. Was die Funktionen der Außenwand anbetrifft, so wurde die Regulierung der Verformung der Eckabschnitte der Innenwand bereits vorstehend als eine Funktion aufgeführt. Um die Verformung der Eckabschnitte der Innenwand zu regulieren, muß die Außenwand nur die Eckabschnitte der Innenwand abdecken, so daß der Flüssigkeitsbehälter im wesentlichen die ursprüngliche Form behalten kann. Zu diesem Zweck kann die Außenwand oder Innenwand mit einer Kunststoffplatte, Metallplatte, Kartonplatte o. ä. bedeckt sein. Die Außenwand kann die Innenwand vollständig bedecken. Sie kann ein Eckabdeckungselement bilden, das nur an den Eckabschnitten der Innenwand angeordnet wird, wobei jedes Eckabdeckungselement über einen Metallstab o. ä. mit den benachbarten Eckeabdeckungselementen verbunden ist. Des weiteren kann sie aus Siebmaterial ausgebildet sein.
Was das wünschenswerte Material für den Flüssigkeitsbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung anbetrifft, so ist Polyethylen, Polypropylen o. ä. verwendbar. Der Dehnungselastizitätskoeffizient für das für die Innenwand zu verwendende Material sollte in einem Bereich von 150-3.000 (kgf/cm²) liegen.
Das Material kann wahlweise im Hinblick auf solche Bedingungen, wie die Form des Flüssigkeitsbehälters, die Dicke der Behälterwand, den für den Behälter erforderlichen negativen Druck, ausgewählt werden, so lange wie der numerische Wert des Dehnungselastizitätskoeffizienten des ausgewählten Materiales innerhalb des vorstehend wiedergegebenen Bereiches liegt.
Bei den vorhergehenden Ausführungsformen wurden die Außenwand und Innenwand der Flüssigkeitsbehälter als Wand aus einer einzigen Schicht beschrieben. Sie können jedoch auch eine aus einer Vielzahl von laminaren Strukturen besitzen, um die Stoßfestigkeit zu verbessern. Insbesondere kann durch die Ausbildung der Außenwand mit einer laminaren Struktur verhindert werden, daß ein Flüssigkeitsbehälter beschädigt wird, während er transportiert oder montiert wird.
Durch die Mehrschichtstruktur der Außenwand können Beschädigungen während des Transportes oder der Montage vermieden werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird erfindungsgemäß eine Kopfkassette geschaffen, bei der die Flüssigkeit auf wirksame Weise in einem begrenzten Raum untergebracht werden kann und die eine lange nutzbare Lebensdauer mit einem weniger häufigen Austausch besitzt.
Was das verbesserte Wiederauffüllen anbetrifft, so werden mit der vorliegenden Erfindung ein hohes Ansprechvermögen während eines kontinuierlichen Ausstoßes, ein stabiles Wachstum der Blase und stabilisierte Tröpfchen erreicht. Ferner wird eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung mit einem Hochgeschwindigkeitsflüssigkeitsausstoß bei einer hohen Bildqualität erzielt.
Bei dem Kopf mit den zwei Strömungsbahnen wird eine Flüssigkeit als Blasenerzeugungsflüssigkeit verwendet, mit der auf einfache Weise eine Blase erzeugt oder weniger verbrannte Abscheidungen auf dem Wärmeerzeugungselement verursacht werden können. Der wählbare Bereich der Ausstoßflüssigkeit ist so breit, daß eine hochviskose Flüssigkeit, die nicht in einfacher Weise eine Blase erzeugt, eine Flüssigkeit, die dazu neigt, verbrannte Abscheidungen auf dem Wärmeerzeugungselement zu erzeugen, eine Flüssigkeit, von der ein Anteil in einfacher Weise abgetrennt wird, wenn ein Absorptionsmaterial im Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt verwendet wird, oder eine ähnliche Flüssigkeit, die nicht in einfacher Weise mit einer herkömmlichen Kopfkassette verwendet werden kann, ausgestoßen werden kann. Eine Flüssigkeit, die in einfacher Weise durch Wärme beeinflußt wird, kann ohne diesen Einfluß ausgestoßen werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die erste Flüssigkeitsströmungsbahn und die zweite Flüssigkeitsströmungsbahn, die über ein bewegliches Element im wesentlichen voneinander isoliert sind, verschieden. Auf diese Weise kann die hochviskose Tinte beständig ausgestoßen werden. Das Wiederauffüllen der Flüssigkeit, die die Blase erzeugt, wird verbessert. Die obere und untere Flüssigkeit werden daran gehindert, sich zu vermischen, wenn der Kopf nicht betätigt wird, so daß das Ausstoßverhalten bei Beginn der Aufzeichnung gut ist. Die Ausstoßflüssigkeit wird daran gehindert, während des Betriebes das Wärmeerzeugungselement über das bewegliche Element hinaus zu erreichen.
Durch Herstellen des Flüssigkeitsaufnahmeabschnittes der Kopfkassette durch Blasformen kann eine Druckdifferenz zwischen den Strömungsbahnen über eine einfache Konstruktion erreicht werden, so daß die Aufnahmeeffizienz verbessert wird und die Herstellkosten gering sind.

Claims

1. Flüssigkeitsausstoßkopf-Kassette (300) mit

einem Flüssigkeitsausstoßkopf (200) mit einem Ausstoßauslaß (18) zum Ausstoßen einer Flüssigkeit, einem Wärmeerzeugungselement (2) zum Erzeugen einer Blase in der Flüssigkeit durch Aufbringung von Wärme auf die Flüssigkeit, einer Flüssigkeitsströmungsbahn (10, 14, 16) mit einem Zuführkanal (12) zum Zuführen der Flüssigkeit zum Wärmeerzeugungselement (2) von einer aufstromseitigen Stelle und einem beweglichen Element (31), das so angeordnet ist, daß es auf das Wärmeerzeugungselement (2) weist, und ein freies Ende (32) benachbart zum Ausstoßauslaß (18) besitzt, welches durch durch die Erzeugung der Blase hervorgerufenen Druck bewegt wird, um den Druck hauptsächlich in Richtung auf den Ausstoßauslaß (18) zu führen; und

einem Flüssigkeitsbehälter (100) mit einer im wesentlichen prismenförmigen Außenwand (101), die mit einem Belüftungsabschnitt (105) versehen ist und Eckabschnitte (α&sub1;, β&sub1;) besitzt, die von drei Seiten der Außenwand gebildet sind, und einer Innenwand (102) mit Seiten mit Außenflächen, die den Innenflächen der Außenwand (101) entsprechen, und Eckabschnitten (α&sub2;, β&sub2;), die den Eckabschnitten der Außenwand (101) entsprechen, wobei die Innenwand (102) von der Außenwand (101) trennbar ist und einen Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt zur Aufnahme von Flüssigkeit, die dem Flüssigkeitsausstoßköpf (200) zugeführt werden soll, bildet, wobei die Innenwand (102) des weiteren einen Flüssigkeitszuführabschnitt zum Herausführen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt zum Flüssigkeitsausstoßkopf (200) besitzt und wobei sich mit dem Verbrauch der Flüssigkeit im Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt ein mittlerer Abschnitt einer Seite mit maximaler Fläche der Innenwand (102) verformt und sich mindestens einer der Eckabschnitte (α&sub2;, β&sub2;), die der Seite mit maximaler Fläche der Innenwand (102) zugeordnet sind, vom entsprechenden Eckabschnitt (α&sub1;, β&sub1;) der Außenwand (101) trennt, während die Form einer Ecke aufrechterhalten wird.

2. Kassette nach Anspruch 1, bei der die Dicke des mittleren Abschnittes der Seite mit maximaler Fläche der Innenwand (102) größer ist als die Dicke des mindestens einen Eckabschnittes (α&sub2;, β&sub2;).

3. Kassette nach Anspruch 2, bei der jede Seite der Innenwand (102) eine Dicke besitzt, die an ihrem mittleren Abschnitt größer ist als an den zugehörigen Eckabschnitten (α&sub2;, β&sub2;).

4. Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der jede Seite der Innenwand (102) in Richtung auf den Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt konvex ist.

5. Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Zuführkanal (12) die Flüssigkeit zum Wärmeerzeugungselement (2) entlang der Seite des beweglichen Elementes (31) führt, die zum Wärmeerzeugungselement (2) hinweist.

6. Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Flüssigkeitsströmungsbahn (14, 16) eine erste Flüssigkeitsströmungsbahn (14) in Strömungsmittelverbindung mit dem Ausstoßauslaß (18) und eine zweite Flüssigkeitsströmungsbahn (16), die den Zuführkanal (12) bildet und einen Blasenerzeugungsbereich (11) zur Erzeugung der Blase aufweist, umfaßt, wobei das bewegliche Element (31) zwischen der ersten und zweiten Flüssigkeitsströmungsbahn (14, 16) angeordnet ist und, das freie Ende (32) des beweglichen Elementes (31) durch den durch die Erzeugung der Blase hervorgerufenen Druck in die erste Flüssigkeitsströmungsbahn (14) verschoben wird.

7. Kassette nach Anspruch 6, bei der der Flüssigkeitsausstoßkopf (100) umfaßt:

ein Rillenelement (51), in das eine Vielzahl der Ausstoßauslässe (18), eine Vielzahl von Rillen, die eine Vielzahl der ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen (14) bildet, und eine Ausnehmung zur Ausbildung einer ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer (15) zum Zuführen der Flüssigkeit zu den ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen (14) auf integrierte Weise ausgebildet sind;

ein Elementsubstrat (1), auf dem eine Vielzahl der Wärmeerzeugungselemente (2) vorgesehen ist;

und eine Trennwand (30), die zwischen dem Rillenelement (51) und dem Elementsubstrat (1) angeordnet ist und einen Teil von Wänden einer Vielzahl der zweiten Flüssigkeitsströmungsbahnen (14) und einer Vielzahl der beweglichen Elemente (31) bildet;

wobei die in dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt enthaltende Flüssigkeit den ersten und zweiten Flüssigkeitsströmungsbahnen (14, 16) zugeführt wird.

8. Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Innenwand (102) abgeklemmte Abschnitte (104) aufweist, die sandwichartig von der Außenwand (101) aufgenommen werden und in gegenüberliegenden Seiten der Innenwand (102) vorgesehen sind.

9. Kassette nach Anspruch 8, bei der die Innenwand (102) und die Außenwand (101) jeweils eine andere Seite mit maximaler Fläche besitzen als die Seiten, die mit den abgeklemmten Abschnitten (104) versehen sind.

10. Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Innenwand (102) und die Außenwand (101) jeweils eine andere Seite mit maximaler Fläche besitzen als die Seite, die den Flüssigkeitszuführabschnitt aufweist.

11. Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Dicke der Innenwand (102) von einem mittleren Abschnitt einer jeden Seite bis zu den Eckabschnitten (α&sub2;, β&sub2;) allmählich abnimmt.

12. Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Eckabschnitte (α&sub1;, α&sub2;, β&sub1;, β&sub2;) abgerundet sind.

13. Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der der Flüssigkeitsausstoßkopf (200) und der Flüssigkeisbehälter (100) voneinander trennbar sind.

14. Flüssigkeitsausstoßkopf-Kassette (310, 320, 330, 340) mit:

einem Flüssigkeitsaustoßkopf (210) mit einem Rillenelement (51), auf dem einstückig hiermit eine Vielzahl von Ausstoßauslässen (18) zum Ausstoßen einer Flüssigkeit, eine Vielzahl von Rillen zum Ausbilden einer Vielzahl von ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen (14) in direkter Strömungsmittelverbindung mit den Ausstoßauslässen (18) und eine Ausnehmung zum Ausbilden einer ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer (15) zum Zuführen der Flüssigkeit zu den ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen (14) ausgebildet sind, einem Elementsubstrat (1) mit einer Vielzahl von Wärmeerzeugungselementen (2) zur Erzeugung einer Blase in der Flüssigkeit durch Aufbringung von Wärme auf die Flüssigkeit und einer Trennwand (30), die zwischen dem Rillenelement (51) und dem Elementsubstrat (1) angeordnet ist und einen Teil von Wänden einer Vielzahl von zweiten Flüssigkeitsströmungsbahnen (16), die den Wärmeerzeugungselementen (2) entsprechen, und von beweglichen Elementen (31), die durch den durch die Erzeugung der Blase hervorgerufenen Druck in die ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen (14) bewegbar sind, bildet, wobei jedes der beweglichen Elemente (31) auf eines der Wärmeerzeugungselemente (2) weist; und

einem ersten Flüssigkeitsbehälter (100, 110A) zur Aufnahme der den ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen (14) zuzuführenden Flüssigkeit; und

einem zweiten Flüssigkeitsbehälter (110B, 120, 130, 140) zur Aufnahme der den zweiten Flüssigkeitsströmungsbahnen (16) zuzuführenden Flüssigkeit;

wobei der erste Flüssigkeitsbehälter (100, 110A) eine im wesentlichen prismenförmige Außenwand (101, 111A, 151), die mit einem Entlüftungsabschnitt (105, 115A) versehen ist und Eckabschnitte aufweist, die durch drei Seiten der Außenwand (101, 111A, 151) gebildet sind, und eine Innenwand (102, 112A, 152A) mit Seiten mit Außenflächen, die den Innenflächen der Außenwand (101, 111A, 151) entsprechen, und Eckabschnitten, die den Eckabschnitten der Außenwand entsprechen, umfaßt, wobei die Innenwand (102, 112A, 152A) von der Außenwand trennbar ist und einen Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt zum Aufnehmen der den ersten Flüssigkeitsströmungsbahnen (14) des Flüssigkeitsausstoßkopfes (210) zuzuführenden Flüssigkeit bildet, wobei die Innenwand (102, 112A, 152A) des weiteren einen Flüssigkeitszuführabschnitt zum Herausführen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt zum Flüssigkeitsausstoßkopf (210) besitzt und wobei die Innenwand (102, 112A, 152A) abgeklemmte Abschnitte (104, 114A, 154A), die sandwichartig von der Außenwand (101, 111A, 151) aufgenommen werden, aufweist und eine Dicke besitzt, die an den Eckabschnitten geringer ist als an einem mittleren Abschnitt der Seiten der Innenwand.

15. Kassette nach Anspruch 14, bei der die abgeklemmten Abschnitte (104, 114A) in gegenüberliegenden Seiten vorgesehen sind.

16. Kassette nach Anspruch 14 oder 15, bei der der erste Flüssigkeitsbehälter (100) und der zweite Flüssigkeitsbehälter (120, 130, 140) unterschiedliche Innendrücke an Flüssigkeitszuführabschnitten (103, 123, 133, 143) hiervon vorsehen.

17. Kassette nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der der Flüssigkeitsausstoßkopf (210) sowohl vom ersten als auch vom zweiten Flüssigkeitsbehälter (100, 110A, 110B, 120, 130, 140) trennbar ist.

18. Kassette nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei der der zweite Flüssigkeitsbehälter (110B, 120, 130, 140) eine im wesentlichen prismenförmige Außenwand (110, 111B, 121, 151), die mit einem Belüftungsabschnitt versehen ist und Eckabschnitte aufweist, die von drei Seiten der Außenwand (101, 111B, 121, 151) gebildet sind, und eine Innenwand (112B, 122, 132, 142, 152B) mit Seiten mit Außenflächen, die den Innenflächen der Außenwand (101, 11B, 121, 151) entsprechen, und Eckabschnitten, die den Eckabschnitten der Außenwand entsprechen, umfaßt, wobei die Innenwand (112B, 122, 132, 142, 152B) von der Außenwand trennbar ist und einen Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt zur Aufnahme der den zweiten Flüssigkeitsbahnen (16) des Flüssigkeitsausstoßkopfes (210) zuzuführenden Flüssigkeit bildet, wobei die Innenwand (112B, 122, 132, 142, 152B) des weiteren einen Flüssigkeitszuführabschnitt zum Herausführen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt zum Flüssigkeitsausstoßkopf (210) besitzt und wobei die Innenwand (112B, 122, 132, 142, 152B) abgeklemmte Abschnitte aufweist, die sandwichartig von der Außenwand (101, 11B, 121, 151) aufgenommen werden, und eine Dicke besitzt, die an den Eckabschnitten geringer ist als an einem mittleren Abschnitt der Seiten der Innenwand.

19. Kassette nach Anspruch 18, bei der sowohl die Innenwand (102, 112A; 112B, 122, 132, 142) als auch die Außenwand (101, 111A; 101, 111B, 121) des ersten und zweiten Flüssigkeitsbehälters (100, 110A; 110B, 120, 130, 140) eine andere Seite mit maximaler Fläche als die Seiten mit dem Flüssigkeitszuführabschnitt oder einem abgeklemmten Abschnitt aufweist.

20. Kassette nach Anspruch 18, bei der der erste und zweite Flüssigkeitsbehälter (100, 120) unterschiedliche Innenvolumina besitzen.

21. Kassette nach Anspruch 19, bei der die Innenwände (102, 132) des ersten Flüssigkeitsbehälters (100) und des zweiten Flüssigkeitsbehälters (130) unterschiedliche Dicken an einem mittleren Abschnitt der Seite mit maximaler Fläche besitzen.

22. Kassette nach Anspruch 18, bei der der erste Flüssigkeitsbehälter (100) und der zweite Flüssigkeitsbehälter (140) aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

23. Kassette nach Anspruch 19, bei der die maximalen Flächen der Seiten mit maximaler Fläche des ersten Flüssigkeitsbehälters (100) und des zweiten Flüssigkeitsbehälters (120) verschieden sind.

24. Kassette nach Anspruch 14, bei der die Positionsniveaus des ersten und zweiten Flüssigkeitsbehälters verschieden sind.

25. Kassette nach Anspruch 17, bei der der erste und zweite Flüssigkeitsbehälter mit Mechanismen zum Verhindern einer Falschmontage versehen sind.

26. Kassette nach Anspruch 18, bei der die Außenwände (101, 111A, 151; 101, 111B, 121, 151) ihre Form gegenüber einer Verformung der Aufnahmeabschnitte bewahren.

27. Kassette nach Anspruch 18, bei der zwei Seiten der drei Seiten, die jeden Eckabschnitt bilden, im wesentlichen senkrecht verlaufen.

28. Flüssigkeitsbehälter (320, 330, 340) zum Zuführen von Flüssigkeiten zu einem Flüssigkeitsausstoßkopf (210) mit

einem ersten Aufnahmeabschnitt (102) zur Aufnahme einer zum Flüssigkeitsausstoßkopf (210) zu führenden Flüssigkeit;

einem zweiten Aufnahmeabschnitt (122, 132, 142) zum Aufnehmen einer zum Flüssigkeitsausstoßkopf (210) zu führenden Flüssigkeit; und

einem Gehäuse (101, 121), das zumindest einen Teil des ersten und zweiten Aufnahmeabschnittes (102, 122, 132, 142) bedeckt;

wobei der erste und zweite Aufnahmeabschnitt (102, 122, 132, 142) jeweils die Form eines Prismas besitzen und jeweils einen Eckabschnitt, der von drei Seiten des Abschnittes gebildet wird, sowie einen Flüssigkeitszuführabschnitt zum Zuführen der Flüssigkeit zum Flüssigkeitsausstoßkopf (210) besitzen, wobei bei einem Verbrauch der Flüssigkeit in jedem Aufnahmeabschnitt die Form des Eckabschnittes aufrechterhalten wird, bis Seiten mit den maximalen Flächen in Kontakt miteinander gebracht werden, und

wobei die Flüssigkeitszuführdrücke der vom ersten Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (102) zugeführten Flüssigkeit und der vom zweiten Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (122, 132, 142) zugeführten Flüssigkeit unterschiedlich sind.

29. Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 28 mit einer im wesentlichen prismenförmigen ersten Außenwand (101), die mit einem Entlüftungsabschnitt (105) versehen ist und Eckabschnitte aufweist, die durch drei Seiten der ersten Außenwand (101) gebildet sind;

einer ersten Innenwand (102) mit Seiten mit Außenflächen, die den Innenflächen der ersten Außenwand (101) entsprechen, und Eckabschnitten, die den Eckabschnitten der ersten Außenwand entsprechen, wobei die erste Innenwand (102) von der ersten Außenwand (101) trennbar ist, die erste Innenwand (102) abgeklemmte Abschnitte (104) aufweist, die sandwichartig von der ersten Außenwand aufgenommen werden, und wobei die erste Innenwand (102) eine Dicke aufweist, die an den Eckabschnitten geringer ist als an einem mittleren Abschnitt der Seiten der ersten Innenwand (101); und

einer im wesentlichen prismenförmigen zweiten Außenwand (101, 121), die mit einem Belüftungsabschnitt versehen ist und Eckabschnitte aufweist, die von drei Seiten der zweiten Außenwand (101, 121) gebildet sind;

und einer zweiten Innenwand (122, 132, 142) mit Außenseiten mit Außenflächen, die den Innenflächen der zweiten Außenwand (101, 121) entsprechen, und mit Eckabschnitten, die den Eckabschnitten der zweiten Außenwand entsprechen, wobei die zweite Innenwand (122, 132, 142) von der zweiten Außenwand (101, 121) trennbar ist, die zweite Innenwand (122, 132, 142) abgeklemmte Abschnitte aufweist, die von der zweiten Außenwand sandwichartig aufgenommen werden, die zweite Innenwand (122, 132, 142) eine Dicke aufweist, die an den Eckabschnitten geringer ist als an einem mittleren Abschnitt der Seiten der zweiten Innenwand (122, 132, 142); und

die erste und zweite Außenwand das Gehäuse (101, 121) bilden und die erste und zweite Innenwand den ersten und zweiten Aufnahmeabschnitt (102, 122, 132, 142) bilden.