DE69219168T2

DE69219168T2 - Tintenstrahleinheit mit Öffnungen und Aufzeichnungsgerät, welches diese verwendet

Info

Publication number: DE69219168T2
Application number: DE69219168T
Authority: DE
Inventors: Akira Goto; Kazuaki Masuda; Hiroki Tajima; Takashi Watanabe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-01-18
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2012-01-17
Also published as: CA2059625A1; EP0495663A2; EP0495663A3; ES2100278T3; ATE152045T1; EP0495663B1; DE69219168D1; US5361087A; CA2059625C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Öffnungsplatte für eine Tintenstrahleinheit, die eine Vielzahl Öffnungen bildet, und auf eine Tintenstrahleinheit, die mit einer Öffnungsplatte einstückig vorgesehen ist, und auf ein Aufzeichnungsgerät, bei dem die Tintenstrahleinheit verwendet wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf einen Tintenstrahlkopf und auf ein Tintenstrahlgerät. Bei dem Tintenstrahlkopf und bei dem Tintenstrahlsystem ist ein öffnungsbildendes Element, das Tintenöffnungen bildet, mit einer oberen Platte oder einer Abdeckplatte zum Bilden von Flüssigkeitskanälen und einer Gemeinschaftsflüssigkeitskammer einstückig gebildet.
Vordem sind Flüssigkeitsstrahlsysteme auf verschiedenen Gebieten verwendet worden und unter ihnen wurden Flüssigkeitststrahlsysteme zum Aufzeichnen auf den Markt gebracht. Bei den typischen herkömmlichen Verfahren zum Bilden von Flüssigkeitstropfen gibt es ein Blasenbildungsverfahren durch Wärmeenergie, das in den U.S.- Patenten 4 723 129 und 4 740 796 offenbart ist. Dieses Verfahren kann auf Aufzeichnungssignale ansprechend Tropfen geeignet ausspritzen und ist folglich wirkungsvoll. Bei einem anderen Versuch wurde ein piezoelektrischer Wandler verwendet.
Die in diesen Veröffentlichungen erörterten Öffnungen werden in einer hohen Dichte gebildet und haben üblicherweise kreisförmige Querschnitte. Die Patente offenbaren, daß eine Bearbeitung unter Verwenden von Laser zum wirkungsvollen Bilden der Öffnungen durchgeführt wird. Bei den Aufzeichnungskopfherstellungsverfahren dieser Patente sind verschiedene Elemente, von denen eines eine Rinnenplatte ist, verbunden, um an einer der beschichteten Ränder Öffnungen zu bilden oder eine Öffnungsplatte wird zum Bilden vieler Öffnungen verwendet. Ein derartiger beschichteter Aufzeichnungekopf ist in dem U.S.-Patent 4 678 529 deutlich gezeigt und beschrieben, bei dem die Öffnungen und die mit den Öffnungen in Verbindung stehenden Flüssigkeitskanäle so ausgebildet sind, daß sie dreieckige Querschnitte haben.
Herkömmlicherweise versteht sich von selbst, daß die Öffnungen wahlweise entweder polygonale oder kreisförmige Querschnitte haben. Darüber hinaus gab es etwas früher einen Versuch, bei dem der Querschnittsform der Flüssigkeitskanäle Aufmerksamkeit gewidmet wurde. Ein derartiger Versuch ist in dem U.S.-Patent 4 752 787 offenbart. Die bekannten Veröffentlichungen lehren, daß Öffnungen in einer hohen Dichte gebildet werden, jedoch wurde bisher kein Aufzeichnungskopf mit Flüssigkeitsstrahlöffnungen praktisch verwirklicht, der mit mehr als 360 Punkten pro Zoll (dpi) aufzeichnen kann.
Bei verschiedenen U.S.-Anmeldungen, die Canon Kabushika Kaisha, der Anmelderin des Gegenständes der Anmeldung, erteilt wurden, wurden hinsichtlich des Standes der Technik die folgenden Vorschläge gemacht, um eine hohe Anordnungsdichte der Öffnungen wirkungsvoll vorzusehen.
1. Eine Öffnungsplatte und ein Rinnenelement zum Bilden von Flüssigkeitskanälen sind in einem Stück geformt. Die Öffnungsplatte und ein Substrat sind in der Nähe der Öffnungen ohne Verwenden jeglichen Klebmittels verbunden. Diese Erfindung ist in U.S.S.N. 07/583 336 offenbart. Die Erfindung ist in folgendem vorteilhaft: es gibt keine Möglichkeit, daß der Öffnungsbereich in seiner Form durch ein in den Öffnungsbereich eintretendes Klebmittel verändert wird; und die Fertigungstreuung wird verringert. Zusätzlich zu den Merkmalen der Erfindung lehrt U.S.S.N. 07/583 238, daß eine Verjüngung an der Gemeinschaftsflüssigkeitskammer in drei Richtungen vorgesehen ist.
2. In U.S.S.N. 07/583 168 ist ein elastisches Vorspannelement offenbart, das zum Vorsehen eines Druckes in Richtung der Anordnung der Öffnungen angeordnet ist, um den Kontakt des Eingriffs zu stabilisieren. Dieses Vorspannelement hält den Öffnungsbereich in einem stabilen Zustand.
3. Flüssigkeitsförderkanäle bildende Rinnen sind so gebildet, daß sie einen trapezförmigen Querschnitt mit gleichen Schenkeln haben, und die Öffnungen sind durch einen Excimerlaser einer Brennpunktbauart gebildet, bei dem die Rinnen zum Steigern der Bearbeitungsgenauigkeit verwendet werden. Diese Erfindung ist in U.S.S.N. 07/583 335 offenbart. Diese Laserbearbeitung ist in folgendem vorteilhaft: jede Öffnung kann mit einer minimalen Querschnittsfläche gebildet werden, indem sie von der Seite des entsprechenden Flüssigkeitskanals gebildet wird; und die Öffnungen können mit einem trapezförmigen Querschnitt mit gleichen Schenkeln gebildet sein.
Diese Erfindungen können auf die vorliegende Erfindung wirkungsvoll angewandt werden, wie aus den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verständlich wird, die nachstehend beschrieben sind.
Obwohl Flüssigkeitskanäle einen polygonalen oder kreisförmigen Querschnitt haben können, wurde herausgefunden, daß die Öffnungen vorzugsweise eher polygonale Seiten als einen kreisförmigen Querschnitt zum Verbessern der Ausspritzwirksamkeit einer Öffnungsplatte haben sollten, die die Öffnungen bildet. Diese Tatsache ist für eine Anordnung der Öffnungen in hoher Dichte bedeutend. Die Erfinder haben Haltbarkeitstests durchgeführt, bei denen Öffnungen in hoher Dichte mit einem polygonalen Querschnitt Veränderungen bei verschiedenen Umgebungsbedingungen erfuhren.
Jedoch wurde herausgefunden, daß während der Tests, wie in Fig. 10 gezeigt ist, Risse 40 vor dem Ende der Lebensdauer der Ausstoßelemente, das heißt, vor dem Ende der Lebensdauer der Köpfe, erzeugt wurden. Diese Risse wurden von der vorderen Seite der Öffnungsplatte erzeugt, jedoch war die Ursache der Risseerzeugung unklar. Es wurde in Betracht gezogen, daß die Risse aus unbekannten Gründen erzeugt wurden. Weitere Untersuchungen ergaben, daß, je komplizierter der Haltbarkeitstest wurde, desto mehr Risse erzeugt wurden. Ein derartiger Test umfaßte schnelle Temperaturänderungen und eine übermäßige fortlaufende Ausspritzung bei geringen Umgebungstemperaturen. Risse wurden in einem Teil der Köpfe gefunden. Diese Köpfe hatten einen Schlagversuch nach einem Haltbarkeitstest erfahren, bei dem keine bedeutenden Risse erzeugt wurden, oder der Kopf wurde einem Haltbarkeitstest nach einem Schlagversuch unterzogen, was bezüglich der Risse keine Probleme schuf. Vordem wurde diesen Phänomenen keine Aufmerksamkeit gewidmet. Die Erfinder haben Fälle dieses Problems untersucht und dadurch wurde die vorliegende Erfindung vervollständigt, die das Problem löst.
Erfindungsgemäß wird eine Flüssigkeitsstrahleinheit geschaffen, die die in Anspruch 1 definierten Merkmale hat.
Ein die Erfindung ausführendes öffnungsbildendes Element zielt darauf ab, das Problem des vorstehend erwähnten Rissebildens zu lösen und eine Flüssigkeitsstrahleinheit oder einen Flüssigkeitsstrahlkopf zu schaffen, der eine ausgezeichnete Haltbarkeit hat.
Mit einer Flüssigkeitsstrahleinheit oder einem Flüssigkeitsstrahlkopf, der die Erfindung ausführt, kann eine geeignete Flüssigkeitsausspritzung erreicht werden und seine Anwendung durch Einstellen geeigneter Parameter und durch Einrichten eines Aufbaus verlängert werden, der so gestaltet ist, daß die Ursachen überwunden werden, die die vorstehenden Probleme verursachen.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schafft eine Flüssigkeitsstrahleinheit, mit der eine ausgezeichnete Flüssigkeitsausspritzung erreicht werden kann, während die Anforderungen sowohl an die Haltbarkeit als auch an die Ausspritzleistung erfüllt werden, indem die erzeugten Risse vermindert werden. Dies kann durch Einstellen wirksamer Parameter bei einem Aufbau von Öffnungen in hoher Dichte erreicht werden.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schafft ein Aufzeichnungsgerät zum Durchführen einer Aufzeichnung, bei dem eine Flüssigkeitsstrahleinheit oder ein Flüssigkeitsstrahlkopf verwendet wird, der allen der vorhergehenden Angelegenheiten entspricht und sie erfüllt.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schafft eine Flüssigkeitsstrahleinheit oder einen Flüssigkeitsstrahlkopf, der die vorher erwähnten Probleme lösen kann, während er den Vorteil der im Querschnitt polygonalen Öffnungen mit geradlinigen Seiten hat.
Das öffnungsbildende Element kann ein Abdeckelement aufweisen, das zumindest einen Teil der entsprechenden Flüssigkeitskanäle bildet, wobei das Abdeckelement und das öffnungsbildende Element eine einstückige Harzformung ist.
Ein Eingriffsabschnitt kann benachbart zu den Öffnungen an der Seite des Stützelementes für einen Eingriff mit einem Stützelement gebildet sein.
Nun werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine vergrößerte Vorderansicht eines Beispiels der Form einer Flüssigkeitsstrahlöffnung, die bei einem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsstrahlkopf verwendet wird;
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Flüssigkeitsstrahlkopfes mit den Flüssigkeitsstrahlöffnungen aus Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Vorderansicht einer abgewandelten Form der Flüssigkeitsstrahlöffnung aus Fig. 1;
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Flüssigkeitsstrahlkopfes mit den Flüssigkeitsstrahlöffnungen aus Fig. 3;
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß aufgebauten Flüssigkeitsstrahldruckgerätes;
Fig. 6 zeigt eine Darstellung einer Bildungseinheit für Flüssigkeitsstrahlöffnungen, bei der ein Laserstrahl verwendet wird;
Fig. 7 stellt dar, wie eine Flüssigkeitsstrahlöffnung durch einen Laserstrahl gebildet wird;
Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf die bei den Flüssigkeitsstrahlköpfen aus den Fig. 2 und 4 verwendete Heiztafel;
Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit, bei der der Flüssigkeitsstrahlkopf aus den Fig. 2 oder 4 verwendet wird;
Fig. 10 zeigt eine Vorderansicht von Formen herkömmlicher Flüssigkeitsstrahlöffnungen zur Erläuterung der durch die vorliegende Erfindung zu lösenden Probleme;
Fig. 11 zeigt eine Darstellung eines Konzeptes eines erfindungsgemäßen Laserbohrens der Brennpunktart;
Die Fig. 12 bis 14 zeigen jeweils eine Ansicht von hinten, eine Ansicht von unten und eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen öffnungsbildenden Elementes;
Fig. 15 zeigt eine Schnittansicht entlang eines Flüssigkeitskanals einer Flüssigkeitsstrahleinheit, bei der das öffnungsbildende Element aus den Fig. 12 bis 14 verwendet wird;
Fig. zeigt eine vergrößerte Ansicht des Öffnungsabschnittes aus Fig. 15; und
Fig. 17 zeigt eine Antriebsabbildung, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Öffnungen einer erfindungsgemäßen Flüsigkeitsstrahleinheit umfaßt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird die Erfindung gemäß der folgenden Herstellungsschritte eines Flüssigkeitsstrahlkopfes detailliert erläutert: die Flüssigkeitskanäle und die Gerneinschaftsflüssigkeitskammer werden als Rinnen in einem Oberteil auf einer Abdeckplatte gebildet; Durchgangslöcher werden durch ein öffnungsbildendes Element durch einen Laserstrahl gebildet, um die Öffnungen vorzusehen; die somit erzeugte obere Platte wird mit einem Substrat verbunden, auf dem Energiewandlerelemente, wie beispielsweise elektrothermische Wandlerelemente, Elektroden davon, etc. gebildet sind; und die Gemeinschaftsflüssigkeitskammer wird mit einer Tintenversorgungsöffnung versehen.
Die Fig. 6 und 7 stellen ein Gerät und einen Betrieb des Bildens von Durchgangslöchern 1 (11) durch eine obere Platte 22 dar, bei dem ein Laserstrahl 23 verwendet wird. Die obere Platte 22 ist mit einem öffnungsbildenden Element 20 einstückig gebildet und hat Rinnen 21 als Flüssigkeitskanäle. In Fig. 6 ist mit dem Bezugszahl 25 eine Laserausstrahlungseinheit, die einen KrF Excimerlaserstrahl ausstrahlt, mit 26 eine synthetische Quartzlinse und mit 27 eine vorstehende Maske bezeichnet, bei der Aluminium oder eine ähnliche Substanz zum Abschirmen des Laserstrahls 23 aufgedampft wurde. Die Maske 27 ist mit Lichtdurchtrittslöchern versehen, die in der Teilung Durchgangslöchern (11) entsprechen, die Tintenstrahlöffnungen bilden.
Die obere Platte 22 ist zusammen mit dem öffnungsbildenden Element 20 mittels einer Form unter Verwendung eines Harzes einstückig geformt, das gegenüber Tinte ausgezeichnet beständig ist. Das Harz kann Polysulfon, Polyethersulfon, Polyphenylenoxid und Polypropylen umfassen. Die Rinnen 21 werden mittels der Form gleichzeitig gebildet. Ein Excimerlaserstrahl 23 wird gegen die somit von dem Inneren des öffnungsbildenden Elementes 20 geformte obere Platte 22 durch die Maske 27 gestrahlt. Danach wird ein konisch zulauf endes Durchgangsloch oder eine Öffnung 1 (11) durch das öffnungsbildende Element 20 gebildet, wie in Fig. 7 gezeigt ist. In Fig. 7 ist mit dem Bezugszahl 28 eine optische Achse des Laserstrahles 23 bezeichnet. Der Laserstrahl 23 wird entlang der optischen Achse 28 gestrahlt, die beispielsweise um Θ&sub2; = 10º gegenüber der Substratverbindungsebene 29 der oberen Platte 22 geneigt ist. Der Laserstrahl 23 wird mit Θ = 2º fokussiert.
Fig. 8 stellt einen Teil eines Substrates (das nachstehend als eine Heiztafel bezeichnet wird> 30 dar, das an der Substratverbindungsebene 29 mit der oberen Platte 22 verbunden ist. In Fig. 8 ist mit dem Bezugszahl 31 ein elektrothermischer Wandler bezeichnet, der entsprechend an jedem der Flüssigkeitskanäle vorgesehen ist, sind mit 32 Drähte der elektrothermischen Wandler bezeichnet, ist mit 33 ein Temperatursensorabschnitt zum Erfassen der Temperatur des Substrates 30 bezeichnet und ist mit 34 eine Heizeinrichtung bezeichnet.
Die somit aufgebaute obere Platte 22 wird mit der Heiztafel 30 einstückig verbunden und wird dann als eine Tintenstrahlkopfeinheit IJU in eine Tintenstrahlkopfkartusche IJC eingebaut, wie in Fig. 9 gezeigt ist. In diesem Fall wird die Tinte aus einem (nicht gezeigten) Tintenbehälter gefördert, der innerhalb der Tintenstrahlkopfkartusche IJC vorgesehen ist, und die Tinte wird aus der äußeren Mündung der Öffnung 1 (11) des Tintenstrahlkopfes ausgespritzt oder ausgestoßen.
Die konisch zulaufenden Öffungen 1 (11), die eine stabile Ausstoßgeschwindigkeit für die Tinte erlauben, können in dem Tintenstrahlkopf gebildet werden, der gemäß den vorher erwähnten Schritten durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl in einer Weise aufgebaut ist, wie es in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Darüber hinaus kann eine ausreichende Menge an ausgestoßener Tinte sichergestellt werden, indem die Öffungen in einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt (in der Praxis in einem trapezförmigen Querschnitt, wie in Fig. 1 gezeigt ist, da die optische Achse zu dem öffnungsbildenden Element 20 nicht senkrecht ist) gebildet werden. Dies schafft eine gute Aufzeichnungsdichte.
Als Laser wird vorzugsweise bei der Erfindung ein Excimerlaser verwendet, der ultraviolettes Licht ausstrahlen kann. Der Vorteil des Excimerlasers besteht darin, daß seine Energiedichte sehr vergrößert werden kann, da er eine hohe Intensität, eine gute Monochromatizität und ein gutes Richtungsvermögen hat und kurze Impulse ausstrahlen kann.
Der Excimerlaserausstrahler kann ultraviolettes Licht mit kurzen Impulsen (15-35 ns) durch Entladungsanregung eines Gasgemisches aüs einem Edelgas und einem Halogengas ausstrahlen. Als Excimerlaser werden häufig Kr-F-, Xe-Cl- und Ar-F-Laser verwendet und deren Ausstrahlungsenergie und Impulswiederholungzyklus sind einige hundert mJ/Impuls beziehungsweise 30-100 Hz.
Wenn ultraviolettes Licht eines derartigen Excimerlaserstrahls mit hoher Intensität und mit kurzen Impulsen gegen eine Oberfläche eines Polymers gestrahlt wird, wird ein ablativer Photodekompressionsprozeß (APD) erzeugt, bei dem sich der bestrahlte Abschnitt sofort zersetzt und unter Plasmaemission und einem Schlaggeräusch zerstreut wird. Dieser Prozeß ermöglicht das Bohren des Polymers.
Ein Vergleich in der Bearbeitungsgenauigkeit zwischen dem Excimerlaser und anderen Lasern, beispielsweise ein Vergleich in der Bearbeitungsgenauigkeit eines Filmes aus Polyimid (PI) zwischen einem KrF-Laser als Excimerlaser und einem YAG-Laser oder CO&sub2;-Laser als anderer Laser zeigt, daß ein KrF-Laser ein sauberes Loch bilden kann, da seine Wellenlänge, die Licht von dem Polyimid absorbiert, in einem ultravioletten Bereich ist, wohingegen YAG-Laser und CO&sub2;- Laser kein sauberes Loch erzeugen können. Ein YAG-Laser, der nicht in dem ultravioletten Bereich ist, stellt ein Loch mit einer rauhen Kante her und ein CO&sub2;-Laser erzeugt Krater um das Loch.
Als Maskenmaterial zur Verwendung bei der Bearbeitung durch einen Excimerlaser kann ein Metall, wie beispielsweise nichtrostender Stahl, undurchlässige Keramik, Silikon und dergleichen verwendet werden, da sie durch die Bestrahlung des Excimerlasers in der Luft nicht beeinflußt werden.
Ein Fall wird beschrieben, bei dem eine Öffung durch ein öffnungsbildendes Element 20 gebildet wird, das aus einem Polymer durch ein System hergestellt wurde, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, bei dem ein Excimerlaserausstrahler 25 verwendet wird. Fig. 1 stellt ein Beispiel der Formen einer inneren und einer äußeren Mündung der Öffnung 1 dar, die durch das öffnungsbildende Element 20 gebildet wurde. Mit der Bezugszahl 1A ist die Form der äußeren Mündung der Öffnung 1 an der Seite der Tintenausspritzebene 20A bezeichnet, wohingegen mit 1B die innere Mündung der Öffnung 1 an der Seite der Flüssigkeitskanalrinne 21 bezeichnet ist. Die entgegengesetzten Mündungen 1A uns 1B sind im wesentlichen trapezförmig mit gleichen Schenkeln und sind in der Form einander ähnlich. Obwohl die äußere Mündung 1A trapezförmig ist, hat sie gekrümmte oder runde Abschnitte mit einem Krümmungsradius R1 an den jeweiligen Positionen, die gegenüberliegenden unteren Ecken der Trapezform entsprechen. Auch die zum Bilden der Öffnungen 1 verwendete Maske hat eine ähnliche Mündung mit gegenüberliegenden gekrümmten unteren Ecken. Aus diesem Grund hat die innere Mündung 1B der Öffnung 1 gegenüberliegende gekrümmte oder runde Abschnitte mit einem Krümmungsradius R3. R1 < R3.
Wie vorstehend erwähnt ist, werden in der Öffnungsplatte, in der Risse vorgefunden wurden, wie in Fig. 10 gezeigt ist, Risse in den engsten Bereichen zwischen benachbarten Öffnungen erzeugt. Aus diesem Grund haben bei dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 die im wesentlichen engsten Bereiche zwischen den Vielecken keine winkligen Eckenabschnitte, sondern im wesentlichen gekrümmte oder abgerundete Abschnitte. Das öffnungsbildende Element hat daher eine ausreichende Festigkeit gegenüber übermäßigen Belastungen, wie beispielsweise Umgebungsänderungen und Stöße. Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die gegenüberliegenden Ecken zumindest an der Unterseite jeder äußeren Mündung der Öffnung, die im wesentlichen eine Trapezform mit gleichen Schenkeln haben, mit einem Krümmungsradius R gekrümmt und dadurch werden die Abschnitte mit Spannungskonzentrationen, die durch wiederholte Temperaturänderungen und Stöße aufgrund der Abschaltwirkung wahrscheinlich beschädigt werden, in ihrer Festigkeit verbessert. Vorzugsweise sind die Tintenstrahlöffnungen nach außen konisch zulauf end, so daß eine genaue Ausstoßrichtung und eine genaue Ausstoßgeschwindigkeit für die ausgestoßene Tinte vorgesehen werden kann. Darüber hinaus kann der Tintenstrahlkopf des Ausführungsbeispiels durch das Bilden der Öffnungen mit einem polygonalen Querschnitt eine ausreichende Menge an ausgestoßener Tinte sicherstellen.
In Fig. 2 ist ein Aufbau eines Tintenstrahlkopfes dargestellt, bei dem die obere Platte 22 mit der Heiztafel 30 verbunden ist, die mit elektrothermischen Wandlerelementen als Ausspritzelemente versehen ist. Die obere Platte 22 ist mit dem öffnungsbildenden Element 20 einstückig geformt, wie vorher unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 erläutert ist. Die obere Platte 22 ist mit Öffnungen 1 versehen. Als Folge eines derartigen Zusammenbaus sind Flüssigkeitskanäle 2 durch die obere Fläche der Heiztafel 30 und die Rinnen 21 definiert, die vorher in der oberen Platte 22 gebildet wurden. Desweiteren ist eine Gemeinschaftsflüssigkeitskammer 3 gebildet. In Fig. 2 sind nur zwei Öffnungsabschnitte gezeigt, die jeweils die Öffnung und den Flüssigkeitskanal umfassen, es können jedoch mehr als zwei Öffnungen oder Ausstoßabschnitte vorgesehen wurden. Selbst bei einer Anordnung mit einer mehr als 400 Punkten pro Zoll (dpi) hohen Dichte wurden keine der vorher erwähnten Risse festgestellt.
Bei den elektrothermischen Wandlerelementen dieses Ausführungsbeispiels wird ein Filmsieden in der Flüssigkeit erzeugt und das Ausspritzansprechen der Tropfen an die gelieferten Antriebssignale ist ausgezeichnet. Dieser Vorteil kann bewirken, daß die vorstehend erwähnten Risse erzeugt werden. Genauer gesagt sieht die wiederholt gelieferte Wärmeenergie schnelle Temperaturerhöhungen von 300ºC oder mehr in der Flüssigkeit vor. Die Öffnungen sind daher sowohl einem Kühlen durch die Umgebungsluft als auch einem Erwärmen durch den Durchtritt der Flüssigkeit mit hoher Temperatur ausgesetzt und müssen wiederholte Temperaturänderungen aushalten. Je tiefer die Umgebungstemperatur fällt, desto höher wird die Festigkeit, die aufgrund dieses pHänomens erforderlich ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel haben die Öffnungsabschnitte eine verbesserte Haltbarkeit gegenüber einem mit hoher Frequenz wiederholten Antrieb aufgrund der Wärmeenergie, da die Öffnungsabschnitte mit Verstärkungsabschnitten versehen sind, die die gekrümmten Abschnitte und die geraden Abschnitte umfassen. Anders ausgedrückt kann der Tintenstrahlkopf dieses Ausführungsbeispiels die Haltbarkeit sicherstellen, wobei der durch das Verwenden von Wärmeenergie erzeugte Flüssigkeitsausstoßzustand in einen stabileren Zustand gebracht wird und der Tintenstrahlkopffolglich erweiterte Anwendungsgebiete hat.

Beispiel 1 und Vergleichstest 1

Die vorteilhaften Auswirkungen dieses Ausführungsbeispieles werden durch die folgenden Beispiele und durch den Vergleichstest 1 verständlicher. Ein Zyklustest wurde durchgeführt: Während der 8 Stunden eines jeden Zyklus wurden Proben zwei Stunden lang jeweils auf die Temperaturen -30ºC, Normaltemperatur, 60ºC und Normaltemperatur gebracht; und die Proben durchliefen 3 Testzyklen von insgesamt 24 Stunden. Jede der Öffnungen hatte eine trapezförmige Grundform mit einer 18 µm langen oberen Seite, einer 25 µm langen unteren Seite und einer Höhe von 18 µm und der Krümmungsradius R wurde verändert. Die Proben waren dem Tintenstrahlkopf aus den Fig. 1 und 2 im Aufbau identisch. Der Haltbarkeitstest wurde durchgeführt, indem der Krümmungsradius R1 der Ecken der äußeren Öffnungsmündung 1A verändert wurde, wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
Das Ergebnis des Tests ist in Tabelle 1 angegeben, in der x zeigt, daß unzulässige Risse erzeugt wurden; Δ bezeichnet zulässig und o gut. Tabelle 1
Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß der Krümmungsradius R1 2 µm oder größer sein muß, und daß die Gesamtform der Öffnungen bei verbesserter Ausstoßleistung im Querschnitt im wesentlichen polygonal sein muß. Der Krümmungsradius 12 µm ist eine obere Grenze, der ein Effektivwert für die im wesentlichen polygonalen Öffnungen ist, um eine sichere Aufzeichnung mit hoher Dichte als ein Aufzeichnungsgerät auszuführen und um die Ausstoßleistung zu verbessern. Es sollte beachtet werden, daß es unter den Proben mit Öffnungen, die Ecken mit einem Krümmungsradius von 1 µm haben, Proben gab, die aufgrund der Streuung bei der Öffnungsherstellung keinen ausreichend gekrümmten Abschnitt hatten. Somit ist die untere Grenze des Krümmungsradius vorzugsweise 2 µm oder größer.
Bei dem Fall, bei dem ein metallisches Material für ein öffnungsbildendes Element (die Öffnungsplatte genannt wird) verwendet wird, können die Öffnungen sowohl durch Lochen gebildet werden, doch können die Öffnungen auch, wie in dem Falle der Verwendung eines nichtmetallischen Materials, durch die vorher erwähnte Laserbearbeitung gebildet werden. Im Falle des Lochens verbleiben Verformungen in den Ecken der polygonalen Wände der Öffnungen aufgrund der Spannungskonzentration des Lochens und während der Anwendung können Risse erzeugt werden. In diesem Fall werden gekrümmte Abschnitte vorzugsweise in allen Biegungsabschnitten oder Ecken der polygonalen Öffnungen gebildet. Es ist möglich, die Erzeugung von Spannungskonzentration zu vermeiden, indem gekrümmte Abschnitte an den Biegungsabschnitten vorgesehen werden. Um die Ausstoßleistung zu verbessern, ist es wirkungsvoll, den Krümmungsradius der Biegungsabschnitte zu verringern. Um den Krümmungsradius auf 8 µm oder kleiner zu verringern, können das öffnungsbildende Element und das Flüssigkeitskanalelement wie bei dem Ausführungsbeispiel einstückig gebildet sein, um zum Verbessern der mechanischen Festigkeit die Spannungen zu verteilen, oder die meisten (vorzugsweise alle) Biegungsabschnitte jeder der polygonalen Öffnungen können mit den vorher beschriebenen gekrümmten Abschnitten versehen werden.
Eine abgewandelte Form der Öffnungen mit einer Trapezform mit im wesentlichen gleichen Schenkeln der Fig. 1 und 2 werden unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben. Der Radius R1 der abgewandelten Öffnungen kann verringert werden oder deren Haltbarkeit kann verbessert werden. Der Kopf mit den abgewandelten Öffnungen ist gegenüber übermäßiger Temperaturänderung und übermäßigem Stoß eher haltbarer, als der Kopf mit den Mündungen aus den Fig. 1 und 2. Die wesentlichen Abschnitte des Kopfes aus den Fig. 3 und 4 werden erläutert und die Erläuterung seiner anderen Abschnitte, die jenen des Kopfes aus den Fig. 1 und 2 ähnlich sind, wird unterlassen.
In den Fig. 3 und 4 sind die im wesentlichen trapezförmigen Öffnungen in ihren oberen Ecken mit gekrümmten Abschnitten mit einem Krümmungsradius R2 zusätzlich zu den unteren gekrümmten Ecken (Krümmungsradius R1) versehen. Bei einem Durchgangsloch 11, das jede Öffnung bildet, ist die äußere Mündung 11A an der Vorderseite der Ausstoßöffnung 20A der inneren Mündung 11B an der Seite der entsprechenden Flüssigkeitskanalrinne 21 in der Form ähnlich; das heißt, es ist R2 : R4 = R1 : R3. Ein Tintenstrahlkopf mit einer oberen Platte 22, die an den Durchgangslöchern oder Öffnungen 11 aus Fig. 3 vorgesehen ist, ist in Fig. 4 dargestellt. Der somit aufgebaute Tintenstrahlkopf hat um die Durchgangslöcher 11 herum eine ausreichende Festigkeit und folglich wird eine ausgezeichnete Aufzeichnung erreicht, ohne daß kleine Risse in den Ecken der Durchgangslöcher 11 erzeugt werden.
Wie in den Fig. 3 und 4 deutlich gezeigt ist, verringert sich der Querschnitt der Öffnung 11 fortlaufend und gleichmäßig von der inneren Mündung 11B bis zur äußeren Mündung 11A und erfüllt die Bedingungen R4 > R2 und R3 > R1. Da die gekrümmten Ecken an der im wesentlichen kegelpyramidischen Öffnung 11 auf eine derartige Weise vorgesehen sind, wird die Spannungsverteilung verbessert und das Ausspritzen der durch die Öffnung 11 ausgestoßenen Flüssigkeit ist in der Stabilität der Ausstoßrichtung verbessert. Jedoch können erfindungsgemäß die inneren und äußeren Mündungen 11B und 11A in ihrer Form identisch sein, wobei R4 = R2 und R3 = R1 gilt.
In Fig. 3 kann der Krümmungsradius R1 (R3) des einen Eckenpaares der äußeren Mündung 11A (11B) größer als der Krümmungsradius R2 (R4) des anderen Eckenpaares sein. Jeder erhebliche Unterschied im Strömungswiderstand zwischen den Eckenabschnitten kann einen instabilen Faktor bei der Flüssigkeitsausspritzung ergeben, der beim Aufzeichnen übernommen wird. Aus diesem Gesichtspunkt ist beim Aufzeichnen vorzugsweise R2 = R1 und R3 = R4. Bezüglich der Haltbarkeit ist vorzuziehen, daß der Krümmungsradius (R2 = R1 in Fig. 3) aller Ecken der Öffnung gleich ist, da die Spannungen weiter verteilt werden können.
Um vergleichfähige numerische Bedingungen für die in Fig. 3 gezeigte Öffnung 11 zu erhalten, wurden Experimente durchgeführt. Bei den Proben wurden die Öffnungen wegen einer hohen Aufzeichnungsdichte von 400 Punkten pro Zoll (dpi) und mehr im wesentlichen geradlinig angeordnet, die Teilung der öffnungen war 63,5 µm; der kleinste Abstand zwischen benachbarten Öffnungen war 12 µm und jeder Abschnitt von jeder Öffnung hat den gleichen Krümmungsradius, das heißt, R1 = R2. Die Experimente wurden unter den gleichen Bedingungen wie bei den vorherigen Experimenten durchgeführt.
Tabelle 2 gibt die Ergebnisse der Experimente wieder. In der Tabelle 2 wird die Erzeugung von Rissen folgendermaßen angezeigt: N zeigt an, daß keine Risse erzeugt wurden; bei wurden kleine Risse erzeugt; bei Δ wurden zulässige Risse erzeugt und bei x wurden unzulässige Risse erzeugt. Die Ausspritzeigenschaft wurde hinsichtlich der Emissionsleistung und der Streuung der Emissionsrichtung für vorbestimmte Emissionsantriebszustände beurteilt und o bezeichnet eine ausgezeichnete Eigenschaft, Δ eine zulässige Eigenschaft und x eine unzulässige Eigenschaft. Bei der Auswertung zeigt A ausgezeichnet, B sehr gut, B' gut, C zulässig und x unzulässig an. Der Vergleichstest 2 wurde unter den gleichen Bedingungen mit der Ausnahme durchgeführt, daß die Öffnungen 11 mit spitzen Ecken anstatt mit gekrümmtem Ecken versehen waren. Tabelle 2
Aus der Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die Tintenstrahlköpfe für jeden Krümmungsradius eine Leistung ereichten, die besser als jene der Tintenstrahlköpfe ist, die in der Tabelle 1 gezeigt sind, mit der Ausnahme, daß für den Krümmungsradius von 2 µm die gleichen Ergebnisse erreicht wurden. Aus diesen Ergebnissen war hinsichtlich der Erzeugung von Rissen in den Öffnungen bei 400 Punkten pro Zoll (dpi) oder mehr ein praktisch zulässiger Krümmungsradius der gekrümmten Ecken 2 µm bis 12 µm. Der optimale Krümmungsradius war 4 µm bis 9 µm.
In dem Fall, bei dem eine separate Öffnungsplatte als öffnungsbildendes Element verwendet wird, wird ein Tintenstrahlkopf vorzugsweise unter den Bedingungen von Tabelle 2 und R1 = R2 = R3 = R4 in Fig. 3 gebildet, wenn keine verstärkung angefertigt wird. Wenn eine Verstärkung angefertigt wird, indem das öffnungsbildende Element 20 zusammen mit der oberen Platte 22 einstückig geformt wird, wie in Fig. 4 gezeigt ist, werden die Bedingungen für die Radien R3 und R4 gelockert. Hinsichtlich einer verbesserten Ausstoßleistung sind die Radien R3 und R4 vorzugsweise 8 µm bis 16 µm.
Fig. 5 stellt ein Tintenstrahlgerät dar, bei dem die Flüssigkeitsstrahleinheit verwendet wird. In Fig. 5 ist mit Bezugszahl 4 eine austauschbare Tintenstrahlkopfkartusche bezeichnet, die die mit einem nicht gezeigten Tintenbehälter vereinigte Flüssigkeitsstrahleinheit ist und von einem Schlitten 5 abnehmbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Kartuschen 4, die unterschiedliche Arten von Tinte enthalten, an dem Schlitten 5 durch Halteelemente 5A und 5A montiert. Mit Bezugszahl 6 ist eine Führungswelle für den Schlitten 5, mit 7 ein mit dem Schlitten 5 verbundener Antriebsdraht, mit 8 ein Antriebsmotor für den Draht 7, mit 9 eine Papierwalze zum Halten eines Blattes P und mit 10 ein Blattfördermotor zum Antreiben der Papierwalze 9 bezeichnet. Mit Bezugszeichen WP ist ein Wischer als ein Reinigungselement zum Reinigen der Öffnungsebene bezeichnet.
Der Wischer WP reinigt die Vorderseite des Ausstoßabschnitts periodisch oder nach Bedarf. Die Haltbarkeit der Flüssigkeitsstrahleinheiten, die die Anforderungen aller vorstehenden Ausführungsbeispiele erfüllen, verschlechterte sich nicht, wenn ein Stoß durch den Wischer WP auf ihnen aufgebracht wurde. Es sollte beachtet werden, daß bei den mit 400 Punkten pro Zoll (dpi) und mehr angeordneten polygonalen Öffnungen ohne gekrümmte Ecken die Risse übermäßig zunehmen.
Bei dem Tintenstrahlgerat ist ein (nicht gezeigter) Anschluß an dem Schlitten 5 mit einer auf der Kartusche 4 montierten (ebenfalls nicht gezeigten) Anschlußtafel verbunden, wenn die Kartusche 4 auf dem Schlitten 5 montiert ist und dadurch können die elektrothermischen Wandlerelemente 31, die auf den jeweiligen Flüssigkeitskanälen 2 montiert sind, mit elektrischen Signalen wahlweise versorgt werden. Während des Hin- und Herbewegens des Schlittens 5 durch den Antriebsmotor 8 entlang der Führungsstangen 6 und 6 wird die Tinte aus den Tintenöffnungen (in den Fig. 2 und 4) des Tintenstrahlkopfes, der in die Kartusche 4 eingebaut ist, wahlweise in Zeitabstimmung mit der Hin- und Herbewegung herausgespritzt, so daß auf dem Blatt P eine Aufzeichnung erreicht wird. Zu jedem Abtasten wird das Blatt P auf der Papierwalze 9 um eine Breite der Aufzeichnung durch den Blattfördermotor 10 befördert.
Obwohl bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel der Grundquerschnitt jeder Tintenöffnung trapezförmig ist, kann die vorliegende Erfindung auf eine Öffnung mit einem rechtwinkligen Grundquerschnitt angewandt werden.
Fig. 11 zeigt eine der Laserstrahldurchtrittslöcher M1 der Maske M, die bei einem optischen System verwendet wird, bei dem ein Excimerlaser als eine optische Vorrichtung OD der Brennpunktbauart (bei der eine Linse verwendet wird) verwendet wird. Mit Bezugszahl 20 ist ein aus Harz hergestelltes öffnungsbildendes Element bezeichnet und Mündungen mit der gleichen Form von nur 3 benachbarten Öffnungen OR sind zur vereinfachten Erläuterung dargestellt.
In Fig. 11 sind die Bezugszeichen L1 und L2 auf der Grundlage der Form angegeben, die einer polygonalen Öffnung OR1 und einem Durchtrittsloch Ml entspricht, das keine gekrümmten Ecken hat, und bezeichnen Abstände zwischen Positionen, die den Winkelecken eines Polygons erfindungsgemäß entsprechen. Mit L1 ist der kürzeste Abstand zwischen benachbarten polygonalen Öffnungen bezeichnet, wie durch die Strichpunktlinie gezeigt ist, und mit L2 ist die Länge der Grundseite jeder polygonalen Öffnung bezeichnet. Fig. 11 zeigt nämlich, vorausgesetzt, daß die Länge der gedachten Grundlinie, die durch die Strichpunktlinie gezeigt ist, aller polygonalen Laserstrahldurchtrittslöcher M1 XL2 ist, daß das Laserstrahldurchtrittsloch M1 der Maske M auf die entsprechende Öffnung OR auf ein Verhältnis 1/X verringert wird. Das optische Lasersystem der Brennpunktbauart ist darin wirkungsvoll, daß im wesentlichen Öffnungen mit einer Größe gemäß einem Verkleinerungsverhältnis hergestellt werden, und ist in folgendem vorteilhaft: die Wände der Mündungen sind glatt; und der Querschnitt der Öffnungen ist zur Ausspritzung oder zu den äußeren Mündungen hin verringert. Mit Bezugszeichen C ist die Mitte jeder Öffnung bezeichnet und der Abstand zwischen den Mitten benachbarter Öffnungen ist der Teilung P gleich. Die Teilung P und der Krümmungsradius R1 und R2 aller gekrümmten Abschnitte der Öffnungen OR sind im wesentlichen in einem Verkleinerungsverhältnis von 1/X gegenüber dem Laserstrahldurchtrittsloch M1 versehen. Der Grund, weshalb das Verkleinerungsverhältnis im wesentlichen 1/X ist, ist, daß gemäß einigen Harzmaterialarten das Verkleinerungsverhältnis kleiner als 1/X sein kann.
Die Fig. 12 und 13 sind Darstellungen eines Ausführungsbeispiels zum Erläutern des Aufbaus des öffnungsbildenden Elementes 20, das mit einer oberen Platte zur Verstärkung des Elementes 20 einstückig gebildet ist, die eine Flüssigkeitskammer CE und Flüssigkeitskanäle trägt. Fig. 12 zeigt eine Ansicht von hinten, Fig. 13 zeigt eine Ansicht von unten und Fig. 14 zeigt eine Vorderansicht jeweils des öffnungsbildenden Elementes 20. Fig. 15 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts entlang einem der Flüssigkeitskanäle einer Flüssigkeitsstrahleinheit, die das öffnungsbildende Element aus den Fig. 12 bis 14 verwendet. Fig. 16 zeigt einer vergrößerte Ansicht des Öffnungsabschnittes aus Fig. 15. Unter Bezugnahme auf die Fig. 12 bis 14 werden die Erfordernisse an die Dicke des öffnungsbildenden Elementes 20, das Eingriffsverhältnis des öffnungsbildenden Elementes 20 mit der Heiztafel 30 und das Zusammenfügen oder Verbinden des öffnungsbildenden Elementes 20 und der Heiztafel 30 beschrieben.
In Fig. 14 ist das öffnungsbildende Element 20 an einem Bereich ORE vorhandener Öffnungen mit 128 Öffnungen (die wegen der Kleinheit nicht gezeigt sind) vorgesehen, die im wesentlichen gerade ausgerichtet sind, um eine Aufzeichnung von 400 Punkten pro Zoll (dpi) auszuführen. Jede Öffnung hat einen trapezförmigen Querschnitt mit im wesentlichen gleichen Schenkeln mit gekrümmten Ecken, die einen Krümmungsradius R1 = R2 = 4,7 µm haben, der zwischen 4 bis 9 µm ist, wie in Tabelle 2 erwähnt ist. Obwohl wahrscheinlich eine Spannungskonzentration stattfindet, wenn die Anzahl der Öffnungen bei einer Öffnungsanordnung oder einem Bereich vorhandener Öffnungen mit hoher Dichte ansteigt, sieht die spezielle erfindungsgemäße Querschnittsform der Öffnungen eine beträchtliche Rißverminderungswirkung vor.
Das in den Fig. 12 bis 14 gezeigte Ausführungsbeispiel hat verschiedene Merkmale, die die Herstellungsgenauigkeit des Kopfes, die Flüssigkeitsausstoßeigenschaften und die Anordnungsgenauigkeit zwischen der Heiztafel 30 und dem öffnungsbildenden Element 20 verbessern. Obwohl diese Aufbaumerkmale neue Probleme verursachen, die bei dieser Anmeldung erkannt wurden, wird es möglich, einen derartigen Aufbau durch Anwenden der vorstehend erwähnten Formen der Öffnungen wirksam und sicher zu verwenden. Das erste Aufbaumerkmal ist, daß eine Vertiefung (siehe Fig. 15) in der Nähe des Bereichs ORE vorhandener Öffnungen gebildet ist, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Die Vertiefung ist in einem Bereich gebildet, in dem zwei verschieden geneigte Ebenen OP2 und OP3 sich durchgehend schneiden. Obwohl diese Vertiefung die Flüssigkeitsausstoßleistung der Öffnungen und die Reinigungswirkung der Vorderseite der Ausstoßöffnungen verbessert, verursacht die Vertiefung wahrscheinlich eine Spannungskonzentration. Das zweite Aufbaumerkmal ist, daß Verbindungsbereiche 70 der Heiztafel 30 und der oberen Platte des öffnungsbildenden Elementes 20 an Endabschnitten der oberen Platte von dem Öffnungsbereich entfernt vorgesehen sind. Wie in den Fig. 12 und 13 deutlich gezeigt ist, sind die Verbindungsbereiche 70 an den entgegengesetzten Endabschnitten der oberen Platte außer an ihrem mittleren Abschnitt vorgesehen, wobei viele Klebmittelanordnungsrinnen 71 entlang einer Reihe von Öffnungen angeordnet sind. Die Heiztafel 30 und das öffnungsbildende Element 20 sind an den Verbindungsbereichen 70 fest verbunden und eine Spannungskonzentration findet wahrscheinlich teilweise statt, da der Verhältnisunterschied bei elastischer Druckbeaufschlagung zwischen den Verbindungsbereichen und dem Eingriffsabschnitt erzeugt wird, der nachstehend beschrieben wird. Obwohl dieser Aufbau insbesondere eine große Schwankung der Temperaturänderung bewirkt, ist er vorteilhaft, da er den Anordnungsabschnitt 60 und die Oberfläche der Heiztafel 30 zwischenzeitlich hält und er ist für ein genaues Anordnen des Eingriffsabschnitts vorzuziehen. Die Spannungskonzentration wird verringert, indem die Formen der Öffnungen der vorherigen Ausführungsbeispiele aufgegriffen werden, während der Vorteil des genauen Anordnens erfüllt wird.
In den Fig. 12 bis 14 ist mit Bezugszeichen OPB die hintere Fläche des öffnungsbildenden Elementes und mit OPF seine vordere Fläche bezeichnet. Mit Bezugszahl so ist ein Tinteneinlaß der Gemeinschaftsflüssigkeitskammer CE bezeichnet. Um sowohl die Saugwiederherstellungseigenschaft der Öffnungen als auch die Tintenfördereigenschaft zu verbessern, ist die Gemeinschaftsflüssigkeitskammer CE mit geneigten Flächen CE2 und CE2, wie in den Fig. 13 und 14 gezeigt ist, und einer anderen geneigten Fläche 121 versehen, wie in den Fig. 13 und 15 deutlich gezeigt ist.
Wie aus Fig. 15 zu verstehen ist, umfaßt die Gemeinschaftsflüssigkeitskammer CE einen Bereich Z mit erhöhter Querschnittsfläche und die geneigte Fläche 121, wobei der Bereich Z mit den Flüssigkeitskanälen 21 in Verbindung steht. Eine Verlängerungslinie der geneigten Fläche 121 erreicht eine Oberflächenposition Po auf dem Substrat als Heiztafel, auf der eine Ausstoßenergie erzeugende Einrichtung H der Flüssigkeitskanäle angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel trifft die geneigte Fläche 121 auf die Mittellinie C2 jedes Tintenkanals 21 und auf ihre Verlängerungslinie in einem Winkel von 22 Grad, wohingegen die geneigte Fläche 121 in 15 Grad zu den beiden geneigten Flächen CE2 und CE2 verläuft, wie in den Fig. 14 und 15 gezeigt ist.
Der Bereich Z kann nicht nur kleine Blasen abfangen, sondern die abgefangenen Blasen auch an der Stelle von den Flüssigkeitskanälen entfernt halten, in denen die Ausstoßenergie erzeugende Einrichtung H angeordnet ist, und folglich werden die abgefangenen Blasen entlang der geneigten Fläche und von den Flüssigkeitskanälen hinweggeführt, so daß eine Herstellung einer schlechter Aufzeichnung außerordentlich gehemmt wird.
In Fig. 15 ist mit Bezugszahl 141 eine trapezförmige Form mit im wesentlichen gleichen Schenkeln von einem der Flüssigkeitskanäle an der Seite der Öffnungsplatte in einem senkrechten axialen Querschnitt, mit 111 eine innere Mündung mit einer Trapezform mit im wesentlichen gleichen Schenkeln von dieser Öffnung und mit OR eine äußere Mündung mit einer Trapezform mit im wesentlichen gleichen Schenkeln von dieser Öffnung bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die Tintenförderkanäle von den Flüssigkeitskanälen zu dem öffnungsbildenden Element einen trapezförmigen Querschnitt mit gleichen Schenkeln. Das heißt, die Flüssigkeitskanäle haben einen trapezförmigen Querschnitt mit gleichen Schenkeln, wobei die Einrichtung, die die Ausspritzenergie erzeugt, an dessen Grundseite angeordnet ist, und die Zerstreuungseigenschaft der Blasen, die entlang aller inneren Oberflächen jedes Flüssigkeitskanals erzeugt wurden, wird ungleichmäßig. Dies bewirkt, daß erzeugte oder eingetretene Blasen an der kürzeren Seite jeder der trapezförmigen Flüssigkeitskanäle abgefangen werden und darüber hinaus können die Ausstoßansätze der Blasen bei einem wiedergewinnungszustand konzentriert werden. Somit wird die Blasenausstoßwirkung beträchtlich verbessert. Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, können die Öffnungen, die trapezförmigen Flüssigkeitskanälen entsprechen, die kürzere Seite an der Seite der kürzeren Seite der entsprechenden Flüssigkeitskanäle und die längere Seite an der Seite ihrer längeren Seite haben. In diesem Fall wird verhindert, daß bei einem Wiedergewinnungszustand eine Tintenturbulenz stattfindet, und die Blasenausstoßwirkung wird stabilisiert. Vorzugsweise haben die Querschnitte der Flüssigkeitskanäle und der Öffnungen trapezförmige Formen mit gleichen Schenkeln. Bei diesem Ausführungsbeispielist ein erster Bereich (ein Flüssigkeitskanal von der Linie P1 zu der Innenöffnung 141, 111) und ein zweiter Bereich (Öffnung) vorgesehen. Jeder der ersten Bereiche ist an dem Ausstoßabschnitt des entsprechenden Flüssigkeitskanals vorgesehen und hat einen vergrößerten trapezförmigen Querschnitt mit gleichen Schenkeln und folglich hat der Flüssigkeitskanal eine vergrößerte Querschnittsfläche an dem ersten Bereich. Jeder der zweiten Bereiche hat eine Querschnittsfläche, die kleiner als der entsprechende erste Bereich ist, und hat einen trapezförmigen Querschnitt mit im wesentlichen gleichen Schenkeln. Der zweite Bereich hat eine äußere Mündung OR mit einer Trapezform mit im wesentlichen gleichen Schenkeln mit den vorstehend erläuterten gekrümmten Ecken. Mit einem derartigen Aufbau werden Blasen zwangsläufig entfernt, ohne daß eine Tintenturbulenz erzeugt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten und die zweiten Bereiche gegenüber einer Ebene (die die Linien C1 und C2 in Fig. 15 umfaßt) symmetrisch, die durch Verbinden der Mittelpunkte der Schenkel des gleichschenkligen Trapezes jedes Flüssigkeitskanals gebildet wird, und eine bei einem Wiedergewinnungszustand aufgebrachte Druckverteilung wird vereinheitlicht, so daß in den Ausstoßbereichen kleine Turbulenzen außerordentlich verringert werden. Es sollte beachtet werden, daß eine Verlängerungslinie von der Linie C1 einen Punkt P3 auf dem entsprechenden wärmeerzeugenden Element H erreicht, so daß die Ausspritzenergie wirkungsvoll für das Auspritzen verwendet wird.
Bei der vorliegenden Erfindung kann ein einfacher Aufbau aufgegriffen werden, der ein flüssigkeitskanalbildendes Element und ein Druckbeaufschlagungselement umfaßt. Das flüssigkeitskanalbildende Element wird gebildet, indem ein oberes Plattenelement, das eine Gemeinschaftsflüssigkeitskammer definiert, mit einem öffnungsbildenden Element einstückig gebildet wird. Das flüssigkeitskanalbildende Element ist mit einem Absatzabschnitt für einen Eingriff mit einem Substrat vorgesehen. Das Druckbeaufschlagungselement hält das flüssigkeitskanalbildende Element gegen den Schulterabschnitt des Substrates unter Druck, indem ein Leitungsdruck von oberhalb der Flüssigkeitskanäle des flüssigkeitskanalbildenden Elementes in der Anordnungsrichtung der Flüssigkeitskanäle aufgebracht wird. Das entfernte Ende des Substrates wird in einer Position gehalten, in der es mit dem Absatzabschnitt im Eingriff ist. Mit einem derart einfachen Aufbau kann eine ausgezeichnete Aufzeichnung mit dem vorstehend beschriebenen kleinen Nachteil aufgrund der Blasenerzeugung erreicht werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die vordere Fläche der Öffnungsplatte mit verschieden geneigten Flächen OP1, OP2 und OP3 (Knickpunkte J und I) gebildet. Das in einer Ebene geschnittene öffnungsbildende Element 20 hat einen senkrechten Abschnitt mit sanften Neigungen an der Seite der Außenöf fnung der Öffnung OR, wobei beim Wischen ein Reinigen zwangsläufig ausgeführt wird, ohne daß ein spezielles Teil an die Abdeckung montiert wird, und beim Abdecken einer Tintenkuppe in den Öffnungen wird ein Verzögern verhindert.
Somit können eine schlechte Ausspritzung der Tinte und verschiedene Probleme aufgrund der schlechten Ausspritzung in einer ausgezeichneten Weise durch den einfachen Aufbau überwunden werden
In Fig. 15 ist die Höhe des Bereichs Z vorzugsweise jener der Flüssigkeitskanäle gleich oder kleiner. In Fig. 15 ist der durch den Bereich Z gebildete Winkel Θ3 10º und ist vorzugsweise nicht größer als die Hälfte des Winkels Θ4 der geneigten Fläche 121.
Unter Bezugnahme auf die vergrößerte Ansicht aus Fig. 16 wird die Flüssigkeitsstrahleinheit beschrieben. Ein erster bemerkenswerter Aufbau dieses Ausführungsbeispiels ist, daß ein Vertiefungsabschnitt in dem öffnungsbildenden Element in der Nähe der Öffnungen gebildet ist. Die Heiztafel 30 ist an einem Rand von ihr mit dem vertieften Abschnitt im Eingriff. Zweitens sind, um diesen Eingriff zu halten, die Eingriffsabschnitte in zumindest einer Richtung oder in verschiedenen Richtungen mittels eines elastischen Druckbeaufschlagungsmechanismus (wie beispielsweise ein nicht gezeigtes Federelement) mit Druck beauf schlagt. Drittens hat das öffnungsbildende Element eine Dicke, die kleiner als 60 µm ist. Dieser Aufbau macht die Ausspritzeigenschaft des Kopfes sicher und verringert Nachteile, wie beispielsweise ein Eintreten eines überflüssigen Klebmittels in die Flüssigkeit, und es wird verhindert, daß die Flüssigkeitskanäle, die Öffnungen und die äußeren Mündungen der Öffnungen verformt werden. Andererseits neigt dieser Aufbau dazu, die Risse aufgrund der Spannungskonzentration zu erhöhen. Bei dem Fall, bei dem ein Klebmittel in den flüssigkeitskanalbildenden Abschnitten verwendet wird, erhalten der Flüssigkeitswiderstand und die Temperaturschwankungsfaktoren des Klebmittels an sich Bedeutung, wie beispielsweise der Wärmeausdehnungskoeffizient und die Erzeugung von Rissen. Die vorstehenden Merkmale erfüllen die Anforderungen, um die Ursachen derartiger Nachteile zu beseitigen. Diese Merkmale erfüllen die Aufbaugenauigkeit durch Erzeugen der Spannungskonzentation in der Nähe der Öffnungen oder deren äußeren Mündungen. Die spezielle Form der Öffnungen der vorliegenden Erfindung sieht bemerkenswerte Wirkungen bei jedem der Merkmale oder bei einer Kombination von ihnen vor und ermöglicht eine Flüssigkeitsstrahleinheit, bei der die Merkmale verwirklicht sind.
Diese Merkmale sind insbesondere bei einem Kopf mit vielen Öffnungen (mehr als 128) oder mit Öffnungen, die mit 400 Punkten pro Zoll (dpi) angeordnet sind, wirkungsvoll und ermöglichen, daß die vorstehend beschriebene spezielle Form der Öffnungen eine sehr genaue Aufzeichnung ausführt.
Wie aus den Fig. 15 und 16 deutlich zu verstehen ist, ist das erste Merkmal, daß eine Vertiefung an dem öffnungsbildenden Element 20 vorgesehen ist, so daß die Vertiefung mit der Kante oder dem Absatz X der Heiztafel 30 genau im Eingriff sein kann. Das obere Ende dieses Eingriffs ist in der Nähe der Grundseite der trapezförmigen Öffnungen angeordnet und folglich wird die Spannungskonzentration aufgrunddessen ein Auslöser für die Erzeugung von Rissen. Gleichzeitig verschlechtert dieser Eingriffsaufbau die Festigkeit des öffnungsbildenden Elementes und wahrscheinlich wird der Wärmeausdehnungs- und -kontraktionsgrad aufgrund der Temperaturschwankung verhältnismäßig groß. Aus diesen Gründen erlangt der im wesentlichen polygonale Ausschnitt der Mündungen OR mit den gekrümmten Ecken Bedeutung, um eine sichere Ausspritzung für eine lange Zeitdauer vorzusehen, der die Vorteile des ersten Merkmales hat. In diesem Fall ist vorzugsweise R1 = R2 und R1 ist 4 µm bis 9 µm.
Das zweite Merkmal ist, wie in Fig. 16 gezeigt ist, daß ein erster elastischer Druck SPF1 und ein zweiter elastischer Druck SPF2 auf die jeweiligen Oberflächen der Kante X der Heiztafel 30 aufgebracht werden. Gemäß diesem Aufbau wird eine große Spannungskonzentration in der Nähe der Öffnungen erzeugt und dies wird wahrscheinlich eine bedeutende Ursache für die Risse bei einer Anordnung der Öffnungen in hoher Dichte. Auch für das zweite Merkmal ist die spezielle Querschnittsform der Öffnungen wirkungsvoll. Verschiedene herkömmliche Druckbeaufschlagungsmechanismen, die in der Beschreibung als Druckbeaufschlagungseinrichtungen bezeichnet sind, können zum Aufbringen der elastischen Kraft verwendet werden.
Das dritte Merkmal bezieht sich auf die Dicke t des öffnungsbildenden Elementes in der Richtung der Öffnungen. Wenn die Dicke t übermäßig zunimmt, kann ein zweiter Flüssigkeitskanal gebildet werden, und folglich verschlechtert sich die Ausspritzleistung des Ausstoßelementes. Andererseits verschlechtert sich die Festigkeit des öffnungsbildenden Elementes, wenn seine Dicke verkürzt wird. Hinsichtlich des Vorstehenden ist die Dicke t des Ausführungsbeispiels 45 µm und vorzugsweise 20 µm bis 50 µm. Wahrscheinlich wird eine Spannungskonzentration in der Nähe der Öffnungen des öffnungsbildenden Elementes erzeugt, wenn die Dicke geringer wird. In einem derartigen Fall ist daher die Form der Öffnungen der vorliegenden Erfindung wirkungsvoll.
In Fig. 16 ist mit Bezugszeichen H ein elektrischer Widerstand, mit HE eine Elektrode zum Versorgen des Widerstandes H mit elektrischen Signalen und mit HC eine Schutzschicht als Isolationsschutz für den Widerstand H und die Elektrode HE vor Flüssigkeit bezeichnet. Θ5 ist ein spitzer Winkel der Öffnung und ist 9º, während der Lasereinfallswinkel Θ 10º ist. Mit Bezugszeichen S1 ist eine Länge bezeichnet, über die das öffnungsbildende Element 20 auf der Heiztafel 30 angeordnet ist und die 15 µm ist. Die Länge S1 kann 10 bis 20 µm, vorzugsweise 15 µm oder größer sein. Wenn die Länge S1 in eine Länge in der Richtung der Dicke des öffnungsbildenden Elementes umgewandelt wird, sind 10 bis 15 µm für einen ausgezeichneten Eingriff des öffnungsbildenden Elementes 20 und der Gemeinschaftsflüssigkeitskammer 30 vorzuziehen. Vorzugsweise ist die Länge S1 zu vergrößern, wenn die Anzahl der Öffnungen zunimmt.
Fig. 17 stellt einen Fall dar, bei dem die vorliegende Erfindung auf einen Tintenstrahlkopf angewandt ist, der an den Verbindungsrändern gebildete Öffnungen hat. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind polygonale Rinnen 100 mit gekrümmten Ecken R in einer oberen Platte 101 mit Rinnen gebildet, wohingegen die Verbindungsfläche der Heiztafel 30 im wesentlichen eben ist. Wenn ein Klebmittel bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, wird das Klebmittel im Vergleich zu dem herkömmlichen Kopf einheitlich aufgebracht, so daß eine kleine Menge des Klebmittels in die Flüssigkeitskanäle eintritt. Darüber hinaus werden ein Lösen des Klebmittels und ein Erzeugen von Rissen wirkungsvoll verhindert, wenn eine Spannungskonzentration stattfindet, da die gekrümmten Abschnitte in der oberen Platte 101 gebildet sind. Der Krümmungsradius der gekrümmten Abschnitte ist vorzugsweise der vorstehend erwähnte Wert. Mit Bezugszeichen H sind elektrothermische Wandlerelemente bezeichnet.
In Fig. 17 ist ein Antrieb DV zum Antreiben der elektrothermischen Wandlerelemente H in einem Kästchen gezeigt und er umfaßt Einheiten, die elektrische Signale zum Erzeugen eines Filmsiedens in der Flüssigkeit in der Flüssigkeit durch Antreiben der elektrothermischen Wandlerelemente H auf die Ausstoßsignale DS ansprechend liefern.
Die vorliegende Erfindung erreicht eine ausgezeichnete Wirkung, wenn sie bei einem Aufzeichnungskopf oder einem Aufzeichnungsgerät angewandt wird, das eine Einrichtung zum Erzeugen von Wärmeenergie hat, wie beispielsweise elektrothermische Wandler oder Laserlicht, und die durch die Wärmeenergie eine Veränderung in der Tinte bewirken, um so die Tinte auszuspritzen. Daher kann ein derartiges System eine Aufzeichnung mit hoher Dichte und mit hoher Auflösung erreichen.
Ein typischer Aufbau und ein typisches Betriebsprinzip davon ist in den U.S Patenten 4 723 129 und 4 740 796 offenbart und vorzugsweise wird dieses Grundprinzip zum Durchführen eines derartigen Systems verwendet. Obwohl dieses System sowohl bei Tintenstrahlaufzeichnungssytemen der Nach- Bedarf-Bauart als auch der kontinuierlichen Bauart angewandt werden kann, ist es insbesondere für das Gerät der Nach- Bedarf-Bauart geeignet. Dies ist so, da die Nach-Bedarf- Bauart elektrothermische Wandler hat, von denen jeder an einer Platte oder an einem Flüssigkeitskanal angeordnet ist, der die Flüssigkeit (Tinte) hält und folgendermaßen arbeitet: zuerst werden ein oder mehrere Antriebssignale auf die elektrothermische Wandler aufgebracht, um Wärmeenergie zu verursachen, die der Aufzeichnungsinformaton entspricht; zweitens umfaßt die Wärmeenergie einen plötzlichen Temperaturanstieg, der das Kernsieden übersteigt, so daß das Filmsieden auf den Heizabschnitten des Aufzeichnungskopfes bewirkt wird; und drittens wachsen entsprechend den Antriebssignalen Blasen in der Flüssigkeit (Tinte) an. Durch das Verwenden des Anwachsens und des Zusammenfallens der Blasen wird die Tinte aus zumindest einer der Tintenausspritzöffnungen des Kopfes herausgetrieben, um einen oder mehrere Tintentropfen zu bilden. Das Antriebssignal in der Form eines Impulses wird bevorzugt, da das Anwachsen und das Zusammenfallen der Blasen durch diese Form des Antriebssignals sofort und geeignet erreicht werden kann. Als Antriebssignal in der Form eines Impulses werden jene bevorzugt, die in den U.S. Patenten 4 463 359 und 4 345 262 beschrieben sind. Zusätzlich wird vorzugsweise der in dem U.S. 4 313 124 beschriebene Wert des Temperaturanstieges der Heizabschnitte aufgegriffen, um eine bessere Aufzeichnung zu erreichen.
Die U.S. Patente 4 558 333 und 4 459 600 offenbaren den folgenden Aufbau eines Aufzeichnungskopfes, der bei der vorliegenden Erfindung eingebaut ist: dieser Aufbau umfaßt Heizabschnitte, die auf gebogenen Abschnitten zusätzlich zu einer Kombination der Ausspritzöf fnungen, Flüssigkeitskanäle und der in den vorstehenden Patenten offenbarten elektrothermischen Wandler angeordnet sind.
Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls bei einem Aufzeichnungskopf der sogenannten Vollzeilenbauart angewandt werden, dessen Länge der maximalen Länge über einem Aufzeichnungsmedium gleich ist. Ein derartiger Aufzeichnungskopf kann aus einer Vielzahl von miteinander kombinierten Aufzeichnungsköpfen oder einem einstückig angeordneten Aufzeichnungskopf bestehen.
Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung bei verschiedenen serienartigen Aufzeichnungsköpfen angewandt werden: bei einem an der Hauptbaugruppe eines Aufzeichnungsgerätes befestigten Aufzeichnungskopf; bei einem geeigneten austauschbaren Aufzeichnungskopf der Chip-Bauart, der, wenn die Hauptbaugruppe eines Aufzeichnungsgerätes mit ihm beladen wird, mit der Hauptbaugruppe elektrisch verbunden ist und von ihr mit Tinte versorgt wird; und bei einem Aufzeichnungskopf der Kartuschenbauart, der einen Tintenbehälter einstückig umfaßt.
Desweiteren wird vorzugsweise ein Wiedergewinnungssystem oder ein Vorhilfssystem für einen Aufzeichnungskopf als ein Bestandteil des Aufzeichnungsgerätes hinzugefügt, da diese dazu dienen, die Wirkung der vorliegenden Erfindung betriebssicherer zu machen. Beispiele des Wiedergewinnungssystems sind eine Abdeckeinrichtung und eine Reinigungseinrichtung für den Aufzeichnungskopf und eine Druck- oder Saugeinrichtung für den Aufzeichnungskopf. Beispiele des Hilfssystems sind eine Vorheizeinrichtung, die elektrothermische Wandler oder eine Kombination von anderen Heizelementen und der elektrothermischen Wandler verwendet, und eine Einrichtung zum Ausführen eines Vorausspritzens der Tinte unabhängig von der Ausspritzung für die Aufzeichnung. Diese Systeme sind für eine betriebssichere Aufzeichnung wirkungsvoll.
Die Anzahl und Bauart der auf ein Aufzeichnungsgerät zu montierenden Aufzeichnungsköpfe kann ebenfalls verändert werden. Beispielsweise kann nur ein Aufzeichnungskopf, der einer einzelnen Tintenfarbe entspricht, oder eine Vielzahl Aufzeichnungsköpfe, die einer Vielzahl in der Farbe oder in der Konzentration verschiedener Tinten entsprechen, verwendet werden. Anders ausgedrückt kann die vorliegende Erfindung bei einem Gerät wirkungsvoll angewandt werden, das zumindest eine der Betriebsarten mit einer Farbe, mit vielen Farben und mit allen Farben hat.
Darüber hinaus kann das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät der vorliegenden Erfindung nicht nur als ein Bildausgabeanschluß einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Computer, sondern auch als eine Ausgabevorrichtung einer Kopiermaschine, die eine Leseeinrichtung umfaßt, und als eine Ausgabevorrichtung eines Faxgerätes mit einer Übertragungs- und Aufnahmefunktion angewandt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde detailliert unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben und nun wird Fachleuten aus dem Vorstehenden deutlich, daß Veränderungen und Abwandlungen angefertigt werden können, ohne von der Erfindung in ihrer umfassenden Hinsicht abzuweichen, die durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Öffnungsbildendes Element für eine Flüssigkeitsstrahleinheit, wobei das Element eine Vielzahl Ausstoßabschnitte umfaßt, die jeweils eine im Querschnitt im wesentlichen polygonale Öffnung haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl Ausstoßabschnitte in einem nichtmetallischen Körper eines Materials gebildet sind, das zumindest zwei Seiten jeder der polygonalen Öffnungen (1, 11) definiert, wobei jede Öffnung einen gekrümmtem oder abgerundeten Abschnitt (11A) an zumindest einer Position hat, die einer Ecke der polygonalen Öffnung zumindest an ihrer Auslaßseite entspricht, wodurch ein Einreißen des Elementes an der Ecke oder an den Ecken vermindert oder beseitigt wird.

2. Öffnungsbildendes Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung im Querschnitt trapezförmig ist und gekrümmte Abschnitte an Positionen hat, die den beiden benachbarten Ecken der breiteren Seite der Öffnung zumindest an ihrer Außenseite entsprechen.

3. Öffnungsbildendes Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder gekrümmte Abschnitt einen Radius von 2 µm bis 12 µm hat.

4. Öffnungsbildendes Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder gekrümmte Abschnitt einen Radius von 4 µm bis 9 µm hat.

5. Öffnungsbildendes Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder gekrümmte Abschnitt einen Radius von 8 µm bis 16 µm an der Einlaßseite der Öffnungen hat.

6. Öffnungsbildendes Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der gekrümmten Abschnitte der jeder Öffnung von der Auslaßseite der Öffnung zu der ihrer Einlaßseite fortlaufend zunimmt.

7. Öffnungsbildendes Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung eine Querschnittsfläche von 300 µm² bis 450 µm² hat.

8. Öffnungsbildendes Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen zum Ausführen einer Aufzeichnung mit zumindest 400 Punkte pro Zoll (dpi) angeordnet sind.

9. Öffnungsbildendes Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine maximale Dicke von 60 µm an einer Position von ihn hat, in der die Öffnungen gebildet sind.

10. Öffnungsbildendes Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abdeckelement (22) zum Bilden zumindest eines Teiles der jeweiligen Flüssigkeitskanäle (21) vorgesehen ist, die mit den Öffnungen in Verbindung stehen, wobei das Abdeckelement und der die Öffnungen enthaltende Abschnitt des Elementes eine einstückige Harzformung aufweisen.

11. Öffnungsbildendes Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückige Harzformung einen Eingriffsabschnitt umfaßt, durch den das Element auf einem Stützsubstrat (30) angeordnet ist.

12. Öffnungsbildendes Element nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsabschnitt bezogen auf die Flüssigkeitsausspritzrichtung der Öffnungen ein Mindestmaß von 10 µm hat.

13. Flüssigkeitsstrahlkopf mit einem öffnungsbildenden Element nach Anspruch 10, 11 oder 12, der ein Substrat (30) umfaßt, auf dem die Ausspritzelemente (31) getragen sind, die die in den Flüssigkeitskanälen enthaltene Flüssigkeit mit Ausspritzenergie versorgen, um ein Ausspritzen der Flüssigkeit durch die Öffnungen zu bewirken.

14. Flüssigkeitsstrahlkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausspritzelemente elektrothernische Wandlerelemente zum Erzeugen eines Filmsiedens in der Flüssigkeit sind.

15. Flüssigkeitsstrahlkopf nach Anspruch 13 oder 14 in Abhängigkeit von Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das öffnungsbildende Element und das Substrat an einer Position miteinander verbunden sind, die von dem Eingriffsabschnitt entfernt ist.

16. Flüssigkeitsstrahlkopf nach Anspruch 13 oder 14 in Abhängigkeit von Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drückeinrichtung vorgesehen ist, um das öffnungsbildende Element und das Substrat miteinander elastisch im Eingriff zu halten.

17. Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät mit einem Flüssigkeitsstrahlkopf nach einem der Ansprüche 13 bis 16, das einen Transportmechanismus (9) zum Transportieren eines Aufzeichnungsmediums (P) und eine Antriebseinrichtung zum Versorgen der Ausspritzelemente mit Antriebssignalen ansprechend auf ein Aufzeichnungssignal umfaßt, um zu bewirken, daß die Flüssigkeit aus den Öffnungen auf das Aufzeichnungsmaterial ausgespritzt wird.

18. Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 17, das einen Schlitten (5) umfaßt, auf den der Flüssigkeitsstrahlkopf montiert ist, wobei letzterer an dem Aufzeichnungsmedium verfährt, während die Flüssigkeit wahlweise aus den Öffnungen des Kopfes ausgespritzt wird.

19. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes mit dem Eormen eines einstückigen öffnungsbildenden Elementes (2) und einer oberen Platte aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, wobei die obere Platte Rinnen hat, die jeweilige Flüssigkeitskanäle zum Versorgen der Öffnungen mit Tinte definieren, gekennzeichnet durch

Ausbilden von polygonalen Öffnungen durch das öffnungsbildende Element durch Excimerlaserbestrahlung des öffnungsbildenden Elementes durch eine Maske, wobei jede Öffnung einen gekrümmten oder abgerundeten Abschnitt an zumindest einer Position hat, die einer Ecke der polygonalen Öffnung zumindest an ihrer Auslaßseite entspricht.