EP1614545A1 - Pumpverfahren mit einem Druckkopf - Google Patents

Pumpverfahren mit einem Druckkopf Download PDF

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EP1614545A1
EP1614545A1 EP05012190A EP05012190A EP1614545A1 EP 1614545 A1 EP1614545 A1 EP 1614545A1 EP 05012190 A EP05012190 A EP 05012190A EP 05012190 A EP05012190 A EP 05012190A EP 1614545 A1 EP1614545 A1 EP 1614545A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
pressure chamber
wall
liquid
ink
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05012190A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Anders Berndtsson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atlantic Zeiser GmbH
Original Assignee
Atlantic Zeiser GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atlantic Zeiser GmbH filed Critical Atlantic Zeiser GmbH
Publication of EP1614545A1 publication Critical patent/EP1614545A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14088—Structure of heating means
    • B41J2/14104—Laser or electron beam heating the ink
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
    • B41J2/14064—Heater chamber separated from ink chamber by a membrane

Definitions

  • the invention relates to a pumping method with the features in the preamble of claim 1.
  • a pumping method of this kind is used, for example, in an ink printing method in which electrothermal ink jet printing heads are used and which operates on the bubble jet principle.
  • the inkjet print head has a multiplicity of individual nozzles, from which individual droplets of defined size are produced under the action of an electronic, complex control and ejected in a defined pattern in the direction of a recording medium.
  • a heating element which is designed as an electrical resistance.
  • the invention has for its object to design a method of the type mentioned above so that the cost is substantially reduced and facilities for this are extremely inexpensive to produce.
  • This method according to the invention has the advantage that for producing a liquid drop per liquid channel to the liquid contained therein exerted by the respective associated closed pressure chamber external pressure and thereby the liquid for ejecting a liquid drop can be pressurized directly with pressure.
  • the individual pressure chambers can be pressurized in a particularly simple manner by stimulating a correspondingly adapted medium contained therein, for example, preferably with a high-energy beam, eg a laser beam, whereby gas bubbles are produced in the respective pressure chamber and an overpressure is thereby generated the pressure chamber closing the wall is pre-curved to generate pressure in each associated liquid channel to this and thereby exerted pressure on the liquid and a drop of liquid is ejected.
  • the high energy beam is tuned to the medium in the pressure chambers.
  • a laser beam used by the deflection of a variety be excited by pressure chambers along a row. Due to the intensity of the high-energy beam, the size of each ejected liquid drop per opening can be controlled.
  • This pumping process is extremely simple. The construction effort is low. This reduces the costs considerably and leads to a very small footprint. It can be used in various technical fields, wherein the liquid may consist, for example, of ink, plastic, a pharmaceutical product or the like.
  • this method can be used e.g. as ink printing method with ink to be designed as a liquid, which is applied in at least one ink channel contained in a print head fluid for ejecting an ink drop from an associated pressure chamber with the pressure generated in the pressure chamber.
  • a device 10 is shown schematically with the only parts necessary to illustrate the invention, which consist of an ink jet print head 11 and a schematically indicated power generator 12 for generating heat energy.
  • the inkjet print head 11 has at least one, for example cuboidal body 13, which contains one or more individual ink channels 14 with end nozzle openings 15.
  • the device 10, in particular the ink jet print head 11, is shown greatly enlarged.
  • the individual ink channels 14 actually have, for example, a distance of only 50 ⁇ m from each other and are correspondingly narrow. As can be seen Fig.
  • the individual ink channels 14 are arranged side by side in the body 13 along a row, the body 13 may have a very large number of such ink channels 14 with nozzle openings 15, which may be 600 per inch or more.
  • the body 13 may for example be formed of glass, in which case the individual ink channels 14 and / or nozzle openings 15 are formed in the body 13 by mechanical or chemical processes, eg by etching, in a particularly simple manner can.
  • pressure is applied to the ink in the ink channels 14. This pressure is generated per ink channel 14 in at least one respectively associated closed pressure chamber 20, which is adjacent to a region of the respective ink channel 14.
  • a plurality of individual pressure chambers 20 are arranged side by side along a row, each of which is adjacent to and associated with a respective ink channel 14.
  • the individual pressure chambers 20 are contained in at least one body 21, which, like the other body 13, can also be designed as a rectangular body, for example.
  • the body 21 is for example made of glass or other material which is permeable to a high-energy beam explained later.
  • the individual pressure chambers 20 can be produced in a particularly simple manner by mechanical or chemical methods, for example by etching.
  • Both bodies 13 and 21 are preferably connected together to form a unit, wherein between two bodies 13 and 21, a wall 22 extends.
  • the wall 22 is designed in particular as a membrane.
  • this wall 22 of electrically conductive material, for example of metal, such as gold, beryllium od. Like. Is formed. Then, the wall 22 can be put on voltage and heated by electrical resistance heating with the advantage that then during this heating, both bodies 13 and 21 are pressed together and in this way can then be firmly and tightly connected.
  • the ink channels 14 in the body 13 are approximately in the region of the respective associated pressure chambers 20 with the wall 22, which closes the respective pressure chamber 20 tight, in such contact that the wall 22 in this area directly on the ink can act in the respective ink channel 14.
  • the ink jet print head 11 is designed so that the pressure per ink channel 14 is generated in a respective associated closed pressure chamber 20 and the ink is then pressurized by the pressure chamber 20, wherein the pressure generated in the pressure chamber 20 via the wall 22 is exerted directly on the ink in the respective ink channel 14.
  • the wall 22 is deformable at least insofar as it can bulge from the initial state shown in FIG. 2 at pressure increase in the pressure chamber 20 in Fig. 3 to the left towards the respective associated ink channel 14, thereby pressurizing the ink in the ink channel 14 and from the nozzle opening 15, a corresponding ink droplet 16 is pressed out.
  • Each closed by the wall 22 pressure chamber 20 is filled with a medium 23, which is heated so that thereby the wall 22 for generating pressure in the respective ink channel 14 according to FIG. 3 is bulged.
  • the medium 23 can be varied, e.g. made of a solid material. It is particularly preferred if the medium 23 is made of a gaseous or, in particular, a liquid medium, e.g. Water, consists, with each pressure chamber 20 is filled. Upon introduction of heat, such a medium 23 is heated in such a way that gas bubbles 24 indicated in the respective pressure chamber 20 in FIG. 3 are formed and an overpressure is generated by which the wall 22 is bulged in the respective ink channel 14 to generate pressure. If the heating drops, the wall 22 returns at least to the starting position shown in FIG. This happens e.g. by own resilience, by pressure drop in the respective pressure chamber 20, e.g. Negative pressure, od. Like.
  • the heating of the medium 23 in the chamber 20 is done from the outside through the so far permeable body 21 through eg by means of a high energy beam, for example a laser beam generated by the power generator 12 and is directed in a corresponding manner to the respective desired pressure chamber 20. Due to the intensity of the respective high-energy beam, the size of the respectively ejected ink drops 16 per ink channel 14 can be controlled.
  • the device 10 has in the body 13, for example, a plurality of individual ink channels 14 with Nozzle openings 15 and in the body 21 z. B. a plurality of associated pressure chambers 20, all of which, for example, along a row are arranged side by side, as is apparent from Fig. 1.
  • the emitted from the power generator 12 high-energy beam is controlled accordingly, wherein the individual pressure chambers 20 are excited accordingly by the high-energy beam.
  • the formation of the body 13 and 21 as a glass body has the advantage that the ink channels 14 formed therein with nozzle openings 15 and pressure chambers 20 in a particularly simple manner and also very accurately by mechanical or chemical methods, eg by etching, can be produced. It is also advantageous that passes through a thus designed glass body 21 of the high energy beam, which is emitted from the outside of the power generator 12 passes through the body 21 into the region of the pressure chamber 20, and this od virtually without losses, scattering. Like. Will Ink channels 14 such ink supplied, which is curable by means of UV light, then the material of the wall 22 is then advantageously chosen such that is impermeable to the high energy beam of the power generator 12 to prevent drying out of the ink.
  • the particular advantage of the device 10 is that it is extremely simple compared to complex, complicated and expensive electronic devices. Also, as compared with known electrothermal ink-jet heads in which the ink per ink channel is imparted thereto by generating pressure waves formed by heating the ink by means of an electrical resistance, the device 10 according to the invention is particularly simple, it will be understood that FIG Such an electro-thermal ink jet heads for each ink channel an associated own heating element in the form of an electrical resistance with cables, associated control, etc. is necessary. In comparison, the device 10 according to the invention requires only the power generator 12 and the control of the high energy beam for scanning the individual pressure chambers 20 to produce ink droplets 16 and thus a printed image. wherein by varying the intensity of the high energy beam, the respective size of the ink drops 16 can be varied accordingly.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Pumpverfahren mit einem Druckkopf (11) mit einem oder mehreren Flüssigkeitskanälen (14) mit Öffnungen (15), bei dem zum Ausstoßen von Flüssigkeitstropfen (16) aus den Öffnungen (15) auf die Flüssigkeit wirkender Druck erzeugt wird. Der Druck je Flüssigkeitskanal (14) wird in einer jeweils zugeordneten geschlossenen Druckkammer (20) erzeugt. Die Flüssigkeit wird von der Druckkammer (20) unmittelbar mit dem Druck beaufschlagt (Fig. 3).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Pumpverfahren mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein Pumpverfahren dieser Art wird z.B. bei einem Tintendruckverfahren verwendet, bei dem elektrothermische Tintendruckköpfe verwendet werden und das nach dem Bubble-Jet-Prinzip arbeitet. Der Tintendruckkopf weist eine Vielzahl von Einzeldüsen auf, aus denen unter Einwirkung einer elektronischen, aufwändigen Steuerung Einzeltröpfchen definierter Größe erzeugt und in einem definierten Muster in Richtung eines Aufzeichnungsträgers ausgestoßen werden. Bei derartigen Tintendruckköpfen befindet sich in einer mit Tinte gefüllten Kapillaren nahe der Öffnung dieser ein Heizelement, das als elektrischer Widerstand ausgebildet ist. Wird diesem Heizelement mittels eines kurzen Stromimpulses eine bestimmte Wärmeenergie zugeführt, entsteht durch äußerst schnelle Wärmeübertragung auf die Tintenflüssigkeit zuerst eine sich rasch expandierende Tintendampfblase, die dann nach Wegfall der Energiezuführung und Abkühlung durch die Tintenflüssigkeit relativ schnell in sich zusammenfällt. Die durch die Dampfblase im Inneren der Kapillaren entstehende Druckwelle lässt einen Tintentropfen aus der Düsenöffnung auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers austreten. Ersichtlich sind derartige elektrothermische Tintendruckköpfe sowie die gesamte Einrichtung außerordentlich kompliziert, aufwändig und teuer. Für jeden einzelnen Tintenkanal ist ein diesem zugeordnetes Heizelement in Form eines elektrischen Widerstandes mit Zuführungsleitungen, zugeordneter Steuerung etc. erforderlich. Verdeutlicht man sich, dass Tintenköpfe beschriebener Art eine Vielzahl von Tintenkanälen aufweisen können, wird klar, wie aufwändig dann eine derartige Gestaltung mit je Tintenkanal eigenem Heizelement ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass der Aufwand wesentlich reduziert ist und Einrichtungen hierfür außerordentlich kostengünstig herstellbar sind.
  • Die Aufgabe ist bei einem Pumpverfahren der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale sowie Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dieses Verfahren gemäß der Erfindung hat den Vorteil, dass zum Herstellen eines Flüssigkeitstropfens je Flüssigkeitskanal auf die darin enthaltene Flüssigkeit mittels der jeweils zugeordneten geschlossenen Druckkammer äußerer Druck ausgeübt und dadurch die Flüssigkeit zum Ausstoßen eines Flüssigkeitstropfens unmittelbar mit Druck beaufschlagt werden kann. Die einzelnen Druckkammern lassen sich in besonders einfacher Weise dadurch unter Druck setzen, dass ein darin enthaltenes, entsprechend angepasstes Medium z.B. vorzugsweise mit einem Hochenergiestrahl, z.B. einem Laserstrahl, angeregt wird, wodurch in der jeweiligen Druckkammer Gasblasen entstehen und dadurch ein Überdruck erzeugt wird, durch den die die Druckkammer abschließende Wand zur Druckerzeugung im jeweils zugeordneten Flüssigkeits -kanal zu diesem hin vorgewölbt wird und dadurch Druck auf die Flüssigkeit ausgeübt und ein Flüssigkeitstropfen ausgestoßen wird. Der Hochenergiestrahl ist auf das Medium in den Druckkammern abgestimmt. Im Fall eines verwendeten Laserstrahls kann durch dessen Ablenkung eine Vielzahl von Druckkammern entlang einer Reihe angeregt werden. Durch die Intensität des Hochenergiestrahls kann die Größe der jeweils ausgestoßenen Flüssigkeitstropfen je Öffnung gesteuert werden. Dieses Pumpverfahren ist außerordentlich einfach. Der bauliche Aufwand dafür ist gering. Dies reduziert die Kosten erheblich und führt zu einem sehr kleinen Platzbedarf. Es lässt sich auf verschiedenen technischen Gebieten einsetzen, wobei die Flüssigkeit z.B. aus Tinte, Kunststoff, einem pharmazeutischen Produkt od. dgl. bestehen kann.
  • Vorteilhaft kann dieses Verfahren z.B. als Tintendruckverfahren mit Tinte als Flüssigkeit gestaltet sein, bei dem in mindestens einem in einem Druckkopf enthaltenen Flüssigkeitskanal befindliche Tinte zum Ausstoßen eines Tintentropfens von einer zugeordneten Druckkammer mit dem in der Druckkammer erzeugten Druck beaufschlagt wird.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, auf die hier zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.
  • Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Hinweis auf die Ansprüche darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Draufsicht eines Teils einer Einrichtung mit einem thermischen Druckkopf,
    Fig. 2
    einen schematischen Schnitt entlang der Linie II - II des Druckkopfes in einer Phase,
    Fig. 3
    einen schematischen Schnitt entsprechend demjenigen in Fig. 2 während der Erzeugung eines Flüssigkeitstropfens.
  • Die Erfindung ist nachstehend am Beispiel der Gestaltung als Tintendruckverfahren mit Tinte als Flüssigkeit erläutert. Es versteht sich gleichwohl, dass dieses Pumpfverfahren auch auf anderen technischen Gebieten in gleicher Weise und mit gleichen Vorteilen Anwendung finden kann.
  • In den Zeichnungen ist schematisch eine Einrichtung 10 mit den zur Verdeutlichung der Erfindung allein notwendigen Teilen gezeigt, die aus einem Tintendruckkopf 11 und einem schematisch angedeuteten Energieerzeuger 12 zur Erzeugung von Wärmeenergie bestehen. Mittels dieser Einrichtung 10 ist ein Tintendruckverfahren nach dem sog. Bubble-Jet-Prinzip möglich. Der Tintendruckkopf 11 weist mindestens einen z.B. quaderförmigen Körper 13 auf, der einen oder mehrere einzelner Tintenkanäle 14 mit endseitigen Düsenöffnungen 15 enthält. Die Einrichtung 10, insbesondere der Tintendruckkopf 11, ist stark vergrößert dargestellt. Die einzelnen Tintenkanäle 14 haben tatsächlich z.B. einen Abstand von lediglich 50 µm voneinander und sind entsprechend schmal gestaltet. Wie Fig. 1 erkennen lässt, sind die einzelnen Tintenkanäle 14 beim Körper 13 längs einer Reihe nebeneinander angeordnet, wobei der Körper 13 eine sehr große Anzahl derartiger Tintenkanäle 14 mit Düsenöffnungen 15 aufweisen kann, die z.B. 600 pro Zoll oder auch mehr betragen kann. Der Körper 13 kann z.B. aus Glas gebildet sein, wobei dann in besonders einfacher Weise die einzelnen Tintenkanäle 14 und/oder Düsenöffnungen 15 durch mechanische oder chemische Verfahren, z.B. durch Ätzen, im Körper 13 gebildet werden können. Zum Ausstoßen von Tintentropfen 16 aus den jeweiligen Düsenöffnungen 15 der Tintenkanäle 14 wird auf die in den Tintenkanälen 14 befindliche Tinte Druck ausgeübt. Dieser Druck wird je Tintenkanal 14 in mindestens einer jeweils zugeordneten geschlossenen Druckkammer 20 erzeugt, die einem Bereich des jeweiligen Tintenkanals 14 benachbart ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl einzelner Druckkammern 20 längs einer Reihe nebeneinander angeordnet, von denen jede einem jeweiligen Tintenkanal 14 benachbart und zugeordnet ist. Die einzelnen Druckkammern 20 sind in zumindest einem Körper 21 enthalten, der, wie der andere Körper 13 auch, z.B. als Rechteckkörper gestaltet sein kann. Der Körper 21 besteht z.B. aus Glas oder einem anderen Material, das für einen später noch erläuterten Hochenergiestrahl durchlässig ist. Bei der Gestaltung des Körpers 21 aus Glas können die einzelnen Druckkammern 20 in besonders einfacher Weise durch mechanische oder chemische Verfahren, z.B. durch Ätzen, hergestellt werden. Beide Körper 13 und 21 sind miteinander mit Vorzug zu einer Einheit verbunden, wobei zwischen beiden Körpern 13 und 21 eine Wand 22 verläuft. Die Wand 22 ist insbesondere als Membran ausgebildet. Von besonderem Vorteil kann es sein, wenn diese Wand 22 aus elektrisch leitendem Material, z.B. aus Metall, wie Gold, Beryllium od. dgl. gebildet ist. Dann kann die Wand 22 an Spannung gelegt und durch elektrische Widerstandserwärmung erhitzt werden mit dem Vorteil, dass dann während dieses Erhitzens beide Körper 13 und 21 zusammengepresst und auf diese Weise dann miteinander fest und dicht verbunden werden können.
  • Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, stehen die Tintenkanäle 14 im Körper 13 etwa im Bereich der jeweils zugeordneten Druckkammern 20 mit der Wand 22, die die jeweilige Druckkammer 20 dicht abschließt, derart in Berührung, dass die Wand 22 in diesem Bereich unmittelbar auf die Tinte im jeweiligen Tintenkanal 14 einwirken kann.
  • Der Tintendruckkopf 11 ist so gestaltet, dass der Druck je Tintenkanal 14 in einer jeweils zugeordneten geschlossenen Druckkammer 20 erzeugt wird und die Tinte dann von der Druckkammer 20 mit Druck beaufschlagt wird, wobei der in der Druckkammer 20 erzeugte Druck über die Wand 22 unmittelbar auf die Tinte im jeweiligen Tintenkanal 14 ausgeübt wird. Die Wand 22 ist zumindest insoweit verformungsfähig, dass sie vom Ausgangszustand gemäß Fig. 2 bei Druckerhöhung in der Druckkammer 20 sich in Fig. 3 nach links hin zum jeweils zugeordneten Tintenkanal 14 vorwölben kann, so dass dadurch die im Tintenkanal 14 befindliche Tinte unter Druck gesetzt und aus der Düsenöffnung 15 ein entsprechender Tintentropfen 16 herausgepresst wird.
  • Jede mittels der Wand 22 abgeschlossene Druckkammer 20 ist mit einem Medium 23 gefüllt, das derart erhitzt wird, dass dadurch die Wand 22 zur Druckerzeugung im jeweiligen Tintenkanal 14 entsprechend Fig. 3 vorgewölbt wird. Das Medium 23 kann vielfältig sein, z.B. aus einem festen Material bestehen. Von besonderem Vorzug ist es, wenn das Medium 23 aus einem gasförmigen oder insbesondere aus einem flüssigen Medium, z.B. Wasser, besteht, mit dem jede einzelne Druckkammer 20 gefüllt ist. Ein solches Medium 23 wird bei Einbringung von Wärme derart erhitzt, dass sich dadurch in der jeweiligen Druckkammer 20 in Fig. 3 angedeutete Gasblasen 24 bilden und ein Überdruck erzeugt wird, durch den die Wand 22 zur Druckerzeugung im jeweiligen Tintenkanal 14 vorgewölbt wird. Bei Abfall der Erhitzung stellt sich die Wand 22 wieder zumindest in die in Fig. 2 gezeigte Ausgangsstellung zurück. Dies geschieht z.B. durch eigenes Rückstellvermögen, durch sich in der jeweiligen Druckkammer 20 ergebenden Druckabfall, z.B. Unterdruck, od. dgl.
  • Die Erhitzung des Mediums 23 in der Kammer 20 geschieht von außen durch den insoweit durchlässigen Körper 21 hindurch z.B. mittels eines Hochenergiestrahles, z.B. eines Laserstrahles, der von dem Energieerzeuger 12 erzeugt und in entsprechender Weise auf die jeweils gewünschte Druckkammer 20 gerichtet wird. Durch die Intensität des jeweiligen Hochenergiestrahls kann die Größe der jeweils ausgestoßenen Tintentropfen 16 je Tintenkanal 14 gesteuert werden. Die Einrichtung 10 weist im Körper 13 z.B.eine Vielzahl einzelner Tintenkanäle 14 mit Düsenöffnungen 15 und im Körper 21 z. B. eine Vielzahl zugeordneter Druckkammern 20 auf, wobei all diese z.B. längs einer Reihe nebeneinander angeordnet sind, wie sich aus Fig. 1 ergibt. Der vom Energieerzeuger 12 ausgesandte Hochenergiestrahl wird entsprechend gesteuert, wobei die einzelnen Druckkammern 20 vom Hochenergiestrahl entsprechend angeregt werden.
  • Die Ausbildung der Körper 13 und 21 als Glaskörper hat den Vorteil, dass die darin gebildeten Tintenkanäle 14 mit Düsenöffnungen 15 bzw. Druckkammern 20 in besonders einfacher Weise und auch sehr genau durch mechanische oder chemische Verfahren, z.B. durch Ätzen, herstellbar sind. Vorteilhaft ist ferner, dass durch einen so gestalteten Glaskörper 21 der Hochenergiestrahl, der von außen vom Energieerzeuger 12 ausgesendet wird, durch den Körper 21 hindurch in den Bereich der Druckkammer 20 gelangt, und dies praktisch völlig ohne Verluste, Streuung od. dgl. Wird den Tintenkanälen 14 eine solche Tinte zugeführt, die mittels UV-Licht härtbar ist, so wird für das Material der Wand 22 dann mit Vorteil ein solches gewählt, das undurchlässig für den Hochenergiestrahl des Energieerzeugers 12 ist, um ein Austrocknen der Tinte zu vermeiden. Der besondere Vorteil der Einrichtung 10 liegt darin, dass diese außerordentlich einfach ist im Vergleich zu aufwändigen, komplizierten und teueren elektronischen Einrichtungen. Auch verglichen mit bekannten elektrothermischen Tintendruckköpfen, bei denen die Tinte je Tintenkanal durch Erzeugen von Druckwellen darin beaufschlagt wird, welche durch Erhitzen der Tinte mittels eines elektrischen Widerstandes gebildet werden, ist die Einrichtung 10 gemäß der Erfindung besonders einfach, macht man sich klar, dass bei derartigen elektrothermischen Tintendruckköpfen für jeden einzelnen Tintenkanal ein zugeordnetes eigenes Heizelement in Form eines elektrischen Widerstands mit Kabeln, zugeordneter Steuerung etc. notwendig ist. Im Vergleich dazu benötigt die Einrichtung 10 gemäß der Erfindung lediglich den Energieerzeuger 12 und die Steuerung des Hochenergiestrahles zum Abscannen der einzelnen Druckkammern 20, um Tintentropfen 16 und damit ein Druckbild zu erzeugen, wobei durch Variieren der Intensität des Hochenergiestrahls die jeweilige Größe der Tintentropfen 16 entsprechend variiert werden kann.

Claims (18)

  1. Pumpverfahrern mit einem Druckkopf (11) mit einem oder mehreren Flüssigkeitskanälen (14) mit Öffnungen (15), bei dem zum Ausstoßen von Tropfen (16) aus den jeweiligen Öffnungen (15) auf die Flüssigkeit wirkender Druck erzeugt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Druck je Flüssigkeitskanal (14) in einer jeweils zugeordneten geschlossenen Druckkammer (20) erzeugt wird und die Flüssigkeit von der Druckkammer (20) mit dem Druck beaufschlagt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der in der Druckkammer (20) erzeugte Druck über eine die Druckkammer (20) abschließende verformungsfähige Wand (22) unmittelbar auf die Flüssigkeit ausgeübt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass jede geschlossene Druckkammer (20) mit einem Medium (23) gefüllt ist, das derart angeregt, z.B. erhitzt, wird, dass dadurch die Wand (22) zur Druckerzeugung im jeweiligen Flüssigkeitskanal (14) zu diesem hin vorgewölbt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass jede geschlossene Druckkammer (20) mit einem gasförmigen oder insbesondere flüssigen Medium (23), z.B. mit Wasser, gefüllt ist, das derart angeregt, z.B. erhitzt, wird, dass sich dadurch in der jeweiligen Druckkammer (20) Gasblasen (24) bilden und dadurch ein Überdruck erzeugt wird, durch den die Wand (22) zur Druckerzeugung im jeweiligen Flüssigkeitskanal (14) zu diesem hin vorgewölbt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei Abfall der Anregung, z.B. der Erhitzung, des Mediums (23) in der Druckkammer (20) die Wand (22) sich wieder zumindest in die Ausgangsstellung zurückstellt, z.B. durch eigenes Rückstellvermögen, durch sich in der jeweiligen Druckkammer (20) ergebenden Druckabfall, z.B. Unterdruck, od. dgl.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die jeweilige Druckkammer (20) mittels eines Hochenergiestrahles, z.B. eines Laserstrahles, angeregt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die Intensität des Hochenergiestrahles die Größe der jeweiligen ausgestoßenen Tropfen (16) je Öffnung (15) gesteuert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Vielzahl einzelner, je einem Flüssigkeitskanal (14) zugeordneter Druckkammern (20) längs einer Reihe nebeneinander angeordnet ist und vom Hochenergiestrahl gezielt angeregt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Druckkammern (20) in zumindest einem Körper (21) enthalten sind, der zumindest im Bereich der Druckkammern (20) für den Hochenergiestrahl, z.B. Laserstrahl, durchlässig ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der mindestens eine Körper (21) aus Glas gebildet ist.
  11. Tintendruckverfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Druckkammern (20) durch mechanische oder chemische Verfahren, z.B. durch Ätzen, im Körper (21) gebildet sind.
  12. Tintendruckverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in mindestens einem Körper (13) mindestens ein Flüssigkeitskanal (14) mit endseitiger Öffnung (15) ausgebildet ist, wobei jeder Flüssigkeitskanal (14) etwa im Bereich der jeweils zugeordneten Druckkammer (20) mit der Wand (22), die die Druckkammer (20) abschließt, in Berührung steht, derart, dass die Wand (22) unmittelbar auf die Flüssigkeit einwirken kann.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der mindestens eine Körper (13) aus Glas gebildet ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Flüssigkeitskanäle (14) und/oder Öffnungen (15) durch mechanische oder chemische Verfahren,z.B. durch Ätzen, im Körper (13) gebildet sind.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der mindestens eine Körper (13) mit dem anderen, die einzelnen Druckkammern (20) enthaltenden Körper (21) zu einer Einheit verbunden ist, wobei zwischen beiden Körpern (13, 21) die Wand (22) verläuft.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wand (22) als Membran ausgebildet ist.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wand (22) aus elektrisch leitendem Material, z.B. Gold, Beryllium od. dgl., gebildet ist und beide Körper (13, 21) durch Zusammenpressen während einer elektrischen Widerstandserwärmung der Wand (22) verbunden werden.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
    gekennzeichnet durch
    die Gestaltung als Tintendruckverfahren, bei dem in mindestens einem im Druckkopf (11) enthaltenen Flüssigkeitskanal (14) befindliche Tinte zum Ausstoßen eines Tintentropfens (16) von einer jeweils zugeordneten Druckkammer (20) mit dem in der Druckkammer (20) erzeugten Druck beaufschlagt wird.
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