DE69630249T2

DE69630249T2 - Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp

Info

Publication number: DE69630249T2
Application number: DE69630249T
Authority: DE
Inventors: Minori Suwa-shi Usui; Takahiro Suwa-shi Katakura; Munehide Suwa-shi Kanaya
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 2004-08-12
Also published as: JP3452111B2; EP1034931B1; EP0773108A2; DE69623827T2; DE69624012D1; EP1034931A1; DE69630249D1; HK1002311A1; US5790155A; EP0773108A3; EP0773108B1; DE69624012T2; DE69623827D1; DE69610682D1; DE69630249T8; DE69610682T2; JPH09187932A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp und einen Tintenstrahldrucker. Bei einem derartigen Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp ist ein piezoelektrischer Vibrator oder ein anderes Druckerzeugungsmittel in einem Bereich einer Druckerzeugungskammer, die mit einer Düsenöffnung kommuniziert, vorgesehen. Tintentropfen werden erzeugt, wenn die Druckerzeugungskammer durch die Durchbiegungsvibration des piezoelektrischen Vibrators oder anderer Druckerzeugungsmittel zusammengedrückt wird.
Um Drucken mit hoher Geschwindigkeit und hoher Dichte durchzuführen, wäre es erstrebenswert, die Anzahl an Düsenöffnungen je Aufzeichnungskopf zu erhöhen. Bei einem Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp ist es, da Flüssigkeit wie Tinte in den Düsenöffnungen, der Druckerzeugungskammer usw. behandelt wird, erforderlich, die Düsenöffnungen und Tintendurchgänge des Aufzeichnungskopfes mit großer Präzision und Einheitlichkeit zu fertigen. Bei einer Aufzeichnung vom Tintenstrahltyp wird ein flüssiger Tintentropfen zu einem Aufzeichnungsmedium hin abgegeben und darauf aufgebracht. Der Grad an Streuung des Tintentröpfchens wird leicht durch Schwankungen der Präzision der Druckerzeugungskammer beeinflusst. Ferner kann sich eine Krümmung in der Flugbahn des Tintentröpfchens aus Ungenauigkeiten bei den Düsenöffnungen ergeben.
Wenn auch nur eine der Düsenöffnungen oder Durchgänge nicht richtig ausgerichtet ist, verschlechtert sich dadurch die Druckqualität des Aufzeichnungskopfes erheblich, und der Aufzeichnungskopf wird unbrauchbar. Daher ist die Fertigungsausbeute für Aufzeichnungsköpfe vom Tintenstrahltyp weit geringer als die Ausbeute für Aufzeichnungsköpfe vom mechanischen Nadeltyp oder für Aufzeichnungsköpfe vom Thermotransfertyp.
Um die oben angeführten Probleme zu lösen, ist es möglich, einen Aufzeichnungskopf wie folgt zu konstruieren. Der Aufzeichnungskopf selbst wird derart hergestellt, dass die Anzahl von Düsenöffnungen relativ klein ist. Der auf diese weise ausgebildete Aufzeichnungskopf wird dann als eine Einheit gemeinsam mit zusätzlichen Einheiten verwendet, und die Mehrzahl von Einheiten wird zu einem Körper geformt und auf einem Grundplattenteil befestigt, um einen Aufzeichnungskopf herzustellen. Allerdings können beim oben genannten Aufzeichnungskopf die folgenden Probleme auftreten. Die Breite der Seitenwände benachbarter Einheiten ist größer als der Mittenabstand der Anordnung von Düsenöffnungen.
Demzufolge ist es erforderlich, die Einheiten durch Verschieben jeder zweiten Einheit seitlich um eine Strecke, welche der Breite einer Einheit entspricht, in einem Zick-Zick-Muster anzuordnen. Infolgedessen wird die Breite des Aufzeichnungskopfes mindestens zweimal so groß wie jene einer einzelnen Einheit.
EP-A-0 661 156 offenbart eine Tintenstrahlkopfeinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Hinblick auf die oben genannten Probleme realisiert. Demnach ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tintenstrahlkopf mit verbesserten Farbtintenausstosseigenschaften bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Tintenstrahlkopfeinheit gemäß dem unabhängigen Anspruch 1, einen Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp gemäß Anspruch 13 und einen Tintenstrahldrucker gemäß Anspruch 19 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
1 ist eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Aufzeichnungskopfes vom Tintenstrahltyp gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansicht einen Abschnitt nahe einer Druckerzeugungskammer zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zusammenbauvorgang für die Kopfeinheit aus 1 zeigt.
3 ist eine Vorderansicht eines Beispiels für einen Abstandhalter, der in der Kopfeinheit verwendet wird.
4 ist eine vergrößerte Vorderansicht eines Endabschnitts des Abstandhalters.
5 ist eine Vorderansicht eines Beispiels für eine Düsenplatte, die als Grundplatte verwendet wird, auf welcher die Kopfeinheiten angebracht sind.
6 ist eine Vorderansicht, die eine Lagebeziehung zwischen zwei Kopfeinheiten zeigt, die einander benachbart angeordnet wurden, um einen Aufzeichnungskopf vorzusehen.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
8(a) ist eine Ansicht, die ein anderes Beispiel für die Kopfeinheitsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und 8(b) ist eine Ansicht, die ein anderes Beispiel für die Düsenöffnungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
9 ist eine Querschnittansicht einer anderen Ausführungsform des Aufzeichnungskopfes gemäß der Erfindung, wobei die Ansicht einen Abschnitt nahe der Druckerzeugungskammer zeigt.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zusammenbauvorgang für ein Betätigungsglied gemäß der vorliegenden Erfindung, welches sich für den Aufzeichnungskopf von 9 eignet, zeigt.
11 ist eine in Einzelteile auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Flussdurchgangseinheit darstellt, welche sich zum Konstruieren eines Aufzeichnungskopfes eignet, der eine Betätigungseinheit von dem in 10 dargestellten Typ aufweist.
12 zeigt eine andere Ausführungsform eines Druckerzeugungsmittels, das auf die vorliegende Erfindung angewandt werden kann.
13 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform des Druckerzeugungsmittels, das auf die vorliegende Erfindung angewandt werden kann, zeigt.
14 zeigt noch eine andere Ausführungsform des Druckerzeugungsmittels, das auf die vorliegende Erfindung angewandt werden kann.
15 ist eine Ansicht, die eine andere Ausführungsform des Druckerzeugungsmittels, das auf die vorliegende Erfindung angewandt werden kann, zeigt.
Unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen, die in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht werden, wird die vorliegende Erfindung nunmehr ausführlich erläutert.
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Aufzeichnungskopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine Kopfeinheit, die im Aufzeichnungskopf vorgesehen ist, zeigt. In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 1 einen Abstandhalter. Der Abstandhalter setzt sich vorzugsweise aus einer Grundplatte zusammen, die aus Keramik, beispielsweise aus Zirconiumdioxid (ZrO₂), hergestellt ist. Die Dicke des Abstandhalters 1 sollte sich zum Ausbilden von Druckerzeugungskammern 2, 3 eignen, deren Tiefe vorzugsweise etwa 150 μm beträgt. Wie aus 3 und 4 hervorgeht, sind die Druckerzeugungskammern 2, 3, die in der Grundplatte 1 vorgesehen sind, derart angeordnet, dass eine Längsachsenlinie jeder Druckerzeugungskammer einen spitzen Winkel θ in Bezug auf die Anordnungsrichtung der Düsenöffnungen 4, 5 bildet. Der spitze Winkel θ wird vorzugsweise derart gewählt, dass er größer als 45 Grad und kleiner als 90 Grad (d. h. 45° < θ < 90°) ist. Eine veranschaulichende Längsachsenlinie wird in 3 unter D-D dargestellt, während die Anordnungsrichtung durch Anordnungslinien A-A und B-B dargestellt wird.
Außenwände 1a, 1b, die eine Außenperipherie des Abstandhalters 1 nahe den Druckerzeugungskammern 2a, 2b, 3a, 3b bilden, die an diese Wände angrenzend angeordnet sind, verlaufen annähernd parallel zu den axialen Linien der Druckerzeugungskammern 2, 3. Ebenso sind die übrigen Außenwände 1c, 1d, welche in 3 auf der rechten und der linken Seite angeordnet sind, annähernd parallel zu den Anordnungslinien A-A und B-B der Düsenöffnungen. Die Außenwände 1a, 1b sind derart konstruiert, dass die Endbreiten W1, W2 möglichst weit reduziert wurden.
Wenn die Druckerzeugungskammern 2, 3 derart geneigt angeordnet sind, dass die axiale Richtung der Druckerzeugungskammern 2, 3 einen spitzen Winkel θ in Bezug auf die Düsenöffnungsanordnungslinien A-A und B-B bildet, können die Längen der Druckerzeugungskammern 2, 3 vergrößert werden, so dass sie länger als vergleichbare, herkömmliche Druckerzeugungskammern sind, welche senkrecht auf die Düsenöffnungsanordnungslinien A-A und B-B angeordnet sind. Auf Grund des Vorhergesagten ist es, selbst wenn die Breite des Aufzeichnungskopfes reduziert werden muss, um beispielsweise die Aufzeichnungskopfdichte zu erhöhen, dennoch möglich sicherzustellen, dass jede Druckerzeugungskammer eine ausreichend große Tintenkapazität aufweist.
Unter neuerlicher Bezugnahme auf 1 und 2 bezeichnet die Bezugszahl 6 eine Membran, welche sich vorzugsweise aus einer Schicht aus Zirconiumdioxid zusammensetzt und eine Dicke von beispielsweise 10 μm aufweist. Daher kann, wenn die Membran 6 einstückig mit dem Abstandhalter 1 gebrannt wird, eine ausreichend hohe Verbindungskraft erzielt werden. wenn sich die Membran, wie auch der Abstandhalter 1, aus einer Schicht aus Zirconiumdioxid zusammensetzt, kann sie elastisch verformt werden, wenn piezoelektrische Vibratoren 7, 8 betätigt werden.
Die Bezugszahlen 7, 8 bezeichnen die oben genannten piezoelektrischen Vibratoren. Die piezoelektrischen Vibratoren 7, 8 werden vorzugsweise durch Sintern einer Grünschicht aus piezoelektrischem Material auf eine Oberfläche von Ansteuerelektroden 9, 10, die auf einer Oberfläche der Membran 6 ausgebildet sind, hergestellt.
In 1–2 ist eine Deckschicht, die mit 12 bezeichnet ist, einstückig an die andere Oberfläche des Abstandhalters 1 angehaftet. Bei diesem Beispiel ist die Deckschicht 12 vorzugsweise aus einer Schicht aus Zirconiumdioxid hergestellt, deren Dicke beispielsweise 150 μm beträgt. Auf der Deckschicht 12 verbinden Durchgangslöcher 13, 14 die Düsenöffnungen 4, 5 der Düsenplatte 28 mit den Druckerzeugungskammern 2, 3. Darüber hinaus verbinden Durchgangslöcher 17, 18 Speicher 15, 16 mit den Druckerzeugungskammern 2, 3.
Die Bezugszahl 19 bezeichnet eine tintenzufuhrkanalbildende Schicht, welche vorzugsweise aus einem Schichtglied, beispielsweise einem Edelstahlblech, welches eine Korrosionsschutzwirkung besitzt, hergestellt ist und eine Dicke von beispielsweise 150 μm oder dergleichen aufweist. Auf der tintenzufuhrkanalbildenden Schicht 19 sind sowohl Durchgangslöcher, die als Speicher 15, 16 dienen, als auch Durchgangslöcher 20, 21, um die Druckerzeugungskammern 2, 3 mit den Düsenöffnungen 4, 5 zu verbinden, ausgebildet.
Die Speicher 15, 16 sind jeweils mit Tintenzufuhröffnungen 22, 23 verbunden, die auf der Deckschicht 12 ausgebildet sind. Daher erhalten die Speicher 15, 16 Tinte aus einem Tintenbehälter, der außerhalb des Aufzeichnungskopfes angeordnet ist, und führen diese über die Durchgangslöcher 17, 18 den Druckerzeugungskammern 2, 3 zu.
Wie oben beschrieben wird, umfasst der Aufzeichnungskopf Glieder 1, 6, 12 und 19. Von diesen Gliedern sind die Glieder 1, 6 und 12 vorzugsweise aus Keramik hergestellt, derart, dass sie durch Brennen zu einem Körper integriert werden können. Das Glied 19 ist vorteilhafterweise aus Metall hergestellt und wird anhand eines geeigneten herkömmlichen Verfahrens mit den Keramikelementen verbunden. Auf diese weise werden diese Glieder zu einer Kopfeinheit 27 integriert.
Wie dargestellt ist, beispielsweise in 3–5, sind Löcher 30, 31, die zum Positionieren verwendet werden, im Wesentlichen auf einer Mittellinie zwischen den Druckerzeugungskammern 2, 3 vorgesehen. Infolge des Vorhandenseins der Positionierlöcher 30, 31, kann, auch wenn sich die gesamte Kopfeinheit beim Vorgang des Brennens zusammenzieht, die Kopfeinheit richtig an einer Referenzposition positioniert werden.
1, 5 und 7 zeigen eine Düsenplatte, die mit Bezugszahl 28 bezeichnet ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform dient die Düsenplatte 28 auch als Befestigungsgrundplatte der Kopfeinheit. Auf der Düsenplatte 28 sind zwei Sätze von Düsenöffnungen 4, 5 und 4', 5' vorgesehen. Ein Zwischenraum zwischen den Düsenöffnungen 4 und 5 ist auf einen konstanten Wert L eingestellt; gleicherweise ist ein Zwischenraum zwischen den Düsenöffnungen 4' und 5' auf einen konstanten wert L eingestellt. Schließlich sind die Düsenöffnungen 4' von den Düsenöffnungen 4 um eine Strecke ΔL in der Abtastrichtung verschoben, und die Düsenöffnungen 5' sind von den Düsenöffnungen 5 um dieselbe Strecke ΔL in der Abtastrichtung verschoben.
In diesem Fall wird die Verschiebungsstrecke ΔL derart bestimmt, dass die Kopfeinheiten 40, 41 einander nicht überlappen, wenn sie wie in 5 dargestellt befestigt sind. Zudem wird die Verschiebungsstrecke ΔL derart eingestellt, dass der Mittenabstand der Düsenöffnungen in der Papiervorschubrichtung selbst in einem Bereich, in dem die Einheiten 40 und 41 einander gegenüberliegen, ein konstanter Wert PO ist. Mit anderen Worten, die Verschiebungsstrecke ΔL wird derart bestimmt, dass der Mittenabstand der Düsenöffnungen 4-1, 5-1 im Besonderen, in Bezug auf die Düsenöffnungen 4'-1, 5'-1, derselbe ist wie der Mittenabstand der Düsenöffnungen in anderen Bereichen. Insbesondere beträgt das Verschiebungsausmaß ΔL vorzugsweise nicht mehr als 80% der Strecke von der Außenwand 1c zur Außenwand 1d.
Bei der Kopfeinheit, die wie oben beschrieben konstruiert ist, sind, wie aus 6 und 7 hervorgeht, die erste Kopfeinheit 40 und die zweite Kopfeinheit 41 relativ zueinander um eine seitliche Strecke ΔL verschoben, so dass ein Zwischenraum P1 zwischen der untersten Düsenöffnung der ersten Kopfeinheit 40 und der obersten Düsenöffnung der zweiten Kopfeinheit 41 derselbe ist wie der Mittenabstand PO für die Sätze von Düsenöffnungen 4, 5 und 4', 5'. Erforderlichenfalls kann ein Spalt ΔG an der Grenze vorgesehen werden, um die gewünschte Gleichheit des Mittenabstands P1 und PO zu ergeben. Die erste und die zweite Kopfeinheit werden dann auf der Düsenplatte 28 befestigt.
In diesem Fall sind die untere Außenwand 1b der ersten Kopfeinheit 40 und die obere Außenwand 1a der zweiten Kopfeinheit 41 jeweils in einem Winkel θ in Bezug auf die Anordnungslinien A-A und B-B geneigt. Zudem sind die erste und die zweite Kopfeinheit in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung leicht versetzt, jedoch dennoch einander benachbart angeordnet. Demzufolge ist es möglich zu bewirken, dass durch eine Verschiebungsstrecke ΔL, die kürzer als die Breite einer gesamten Einheit (40, 41) ist, der Mittenabstand P1 an der Grenze mit dem Mittenabstand PO in der Abtastrichtung zusammenfällt.
Bezugszahlen 42 bis 45 in 7 bezeichnen Zufuhrrohre, um Tinte aus dem Tintenbehälter den Speichern 15, 16 zuzuführen. Wenn Drucksignale zur ersten Kopfeinheit 40 und zur zweiten Kopfeinheit 41 übertragen werden, werden sie in einer zeitlich abgestimmten Beziehung übertragen, so dass das Signal für die letztere Einheit um einen Zeitraum verschoben ist, welcher der Anzahl von Punkten entspricht, die dem Zwischenraum ΔL entspricht. Wenn dies erfolgt ist, kann der Aufzeichnungskopf, der wie oben beschrieben konstruiert ist, Drucken auf dieselbe Weise durchführen wie ein Aufzeichnungskopf, bei dem Düsenöffnungen entlang derselben geraden Linie ausgebildet sind.
Beim oben genannten Beispiel setzt sich der Aufzeichnungskopf aus zwei Kopfeinheiten zusammen. Allerdings können drei oder mehr Kopfeinheiten 50, 50, welche wie die oben beschriebenen konstruiert sind, in einer Spalte angeordnet werden, wie aus 8 hervorgeht. Alternativ dazu kann eine Mehrzahl von Spalten angeordnet werden.
wie aus 8 hervorgeht, kommt es, wenn eine große Anzahl von Kopfeinheiten in einer Spalte mit der Breite ΔL' angeordnet ist, beispielsweise wenn 30 Kopfeinheiten mit einer Verschiebung ΔL (wie in 5 dargestellt) angeordnet sind, welche zwischen den Kopfeinheiten, welche die jeweiligen Spalten bilden, ausgebildet ist, zu einer Verschiebung ΔL' zwischen einem oberen Ende und einem unteren Ende der Spalte aus Kopfeinheiten. Infolge des Vorhergesagten entsteht ein dreieckiger toter Raum.
Bei diesem Beispiel sind auf beiden Seiten der Mittellinie C in Bezug auf die Aufwärts- und die Abwärtsrichtung die Kopfeinheiten 54, 55 auf dieselbe Weise wie oben beschrieben angeordnet. Das heißt, dass sich eine Kopfeinheit in Bezug auf die Mittellinie C abwärts erstreckt und sich die andere Kopfeinheit in Bezug auf die Mittellinie C aufwärts erstreckt. Die Düsenöffnungen 51, 52 sind auf einer Reihe der Düsenöffnungen 53 angeordnet, welche durch die Kopfeinheit 50 in der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungskopfes gebildet wird.
Auf Grund der oben beschriebenen Konstruktion ist es möglich, Farbdrucken in einem breiten Bereich selbst dann wie folgt durchzuführen, wenn der Wagen nur einen Abtastvorgang durchführt. Tinten von verschiedener Farbe, beispielsweise zyan-, magentafarbene und gelbe Tinten, werden jeweils von zwei Reihen von Düsen, die kontinuierlich ausgebildet sind, im Wesentlichen linear ausgestoßen. Auch schwarze Tinte wird von zwei Reihen von Düsenöffnungen ausgestoßen, welche auf der rechten und der linken Seite getrennt sind.
Infolge der oben genannten Konstruktion ist es, wie aus 8(b) hervorgeht, möglich, eine große Anzahl von Kopfeinheiten in einer Reihe anzuordnen, ohne die Anzahl von Düsenöffnungsreihen zu ändern. Darüber hinaus wird der tote Raum effektiv genutzt und die Breite des Aufzeichnungskopfes nicht vergrößert. In diesem Zusammenhang ist es sogar bei jenem Aufzeichnungskopf, bei dem eine Düsenöffnungsreihe in der Breitenrichtung in zwei geteilt ist, wenn die Druckzeit eingestellt wird, möglich, Punkte entsprechend der Druckposition der kontinuierlich ausgebildeten Düsenöffnungsreihe zu bilden.
Beim oben genannten Beispiel ist der Aufzeichnungskopf wie folgt konstruiert. Eine Oberfläche der Betätigungseinheit 1, das heißt, eine Oberfläche, die jener Oberfläche entgegengesetzt ist, auf welcher die Membran 6 befestigt ist, ist offen, und diese Oberfläche wird durch eine flussdurchgangsbildende Platte 12 abgeschlossen. Wenn die Betätigungseinheit 1 und die Flussdurchgangseinheit 12 auf diese Weise zu einem Körper zusammengefügt und auf der düsenbildenden Grundplatte 28 auf eine vorgegebene weise angeordnet wurden, ist der Aufzeichnungskopf komplett.
Allerdings ist es auch möglich, einen Aufzeichnungskopf folgendermaßen zu konstruieren, Wie aus 9 und 10 hervorgeht, ist eine Oberfläche des Abstandhalters 1 durch die Membran 6 abgeschlossen, welche piezoelektrische Vibratoren 7, 8 aufweist. Die andere Oberfläche des Abstandhalters 1 ist durch das Deckglied 60 abgeschlossen, welches Tintenzufuhröffnungen 61, 62 und Düsenkommunikationslöcher 63, 64 aufweist, um auf diese Weise die Betätigungseinheit 65 zu bilden. Diese Betätigungseinheit 65 ist in der gemeinsamen Flussdurchgangseinheit 85 befestigt, welche auch als Befestigungsgrundplatte dient. Gemäß der oben beschriebenen Konstruktion ist es möglich, dieselbe Wirkung und denselben Nutzen, welche durch die vorhergehende Ausführungsform erzielt werden, vorzusehen.
Wie aus 11 hervorgeht, ist eine Mehrzahl von Stufen von Düsenöffnungsreihen, in diesem Beispiel zwei Stufen von Düsenöffnungsreihen, vorgesehen. Jede Stufe von Düsenöffnungsreihen setzt sich aus zwei Reihen von Düsenöffnungen 70, 71, 70', 71' zusammen, die mit den Betätigungseinheiten 65, 65' kommunizieren. Eine Mehrzahl von Sätzen von Düsenöffnungsreihen 70, 71, 70', 71', in diesem Beispiel 3 Sätze von Düsenöffnungsreihen 70, 71, 70', 71', ist in der Papierbreitenrichtung vorgesehen. Wie zuvor mit Bezugnahme auf 5 erläutert wurde, wird eine Beziehung zwischen den Düsenöffnungsreihen 70, 71 und den Düsenöffnungsreihen 70', 71', die in der Papiervorschubrichtung angeordnet sind, folgendermaßen bestimmt. Im Grenzbereich, wo die obere und die untere Düsenöffnungsreihe einander gegenüberliegen, sind eine Kopfeinheit und die andere Kopfeinheit in Bezug zueinander verschoben, so dass ein Zwischenraum zwischen der untersten Düsenöffnung der Düsenöffnungsreihen 70, 71 und der obersten Düsenöffnung der Düsenöffnungsreihen 70', 71' gleich dem Mittenabstand für jeden Satz von Düsenöffnungen ist. Daraus ergibt sich die Düsenplatte 72.
Ruf einer speicherbildenden Grundplatte 73, die mit der Düsenplatte 72 zusammenwirkt, sind Speicher 74, 74' und Düsenkommunikationslöcher 75, 76, 75', 76' zum Zuführen von Tinte entsprechend den Betätigungseinheiten 65, 65' vorgesehen. Ein Deckglied 77 verschließt die andere Oberfläche der speicherbildenden Grundplatte 73 und ist auf dieselbe Weise mit Düsenkommunikationslöchern 78, 79, 78', 79' und Tintenzufuhröffnungen 80, 81, 80', 81' versehen. Wenn sie laminiert wurden, ergibt sich somit die Flussdurchgangseinheit 85.
Die Betätigungseinheiten 65, 65' sind gemäß den Düsenkommunikationslöchern 75, 76, 75', 76' und den Tintenzufuhröffnungen 80, 81, 80', 81' der Flussdurchgangseinheit 85 und den Tintenzufuhröffnungen 86, 86', die mit den Speichern 74, 74' kommunizieren, angeordnet. Wenn die Flussdurchgangseinheit 85 und die Einheiten 65, 65' mittels Fenstern 87 einstückig in der Halterung 88 befestigt worden sind, ergibt sich daraus der Aufzeichnungskopf. In diesem Zusammenhang sind die Bezugszahlen 89, 90, 89', 90' Ausnehmungsabschnitte, die an den Speichern 74, 74' gegenüberliegenden Orten ausgebildet sind, für den Zweck des Ausbildens dünner Abschnitte, so dass den Speichern 74, 74' eine Nachgiebigkeit verliehen wird.
Beim oben angeführten Beispiel sind in der Kopfeinheit zwei Düsenöffnungsreihen vorgesehen. Allerdings kann die vorliegende Erfindung auf eine Kopfeinheit angewandt werden, bei der nur eine einzige Reihe oder drei oder mehr Düsenöffnungsreihen vorgesehen sind.
Beim oben angeführtem Beispiel umfasst das Druckerzeugungsmittel einen piezoelektrischen Vibrator, der Durchbiegungsvibrationen ausführt. Allerdings sollte festgehalten werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das oben genannte Druckerzeugungsmittel beschränkt ist und verschiedene andere Arten von Druckerzeugungsmitteln angewandt werden können.
Bei der in 12 dargestellten Variante setzt sich die Membran 6 zum Verschließen der Druckerzeugungskammer 2 aus einer piezoelektrischen Vibrationsschicht 101 zusammen, die einstückig ausgebildet ist, und die gemeinsame Elektrode 100 ist auf der unteren Oberfläche der piezoelektrischen Vibrationsschicht 101 über den gesamten Bereich oder zumindest in Bereichen, die der Druckerzeugungskammer 2 gegenüberliegen, ausgebildet. Die einzelnen Elektroden 102 sind jeweils in der jeweiligen Druckkammer 2 entgegengesetzten Bereichen auf der oberen Oberfläche der Schicht 101 ausgebildet. Daraufhin werden Ansteuersignale selektiv an die gemeinsame Elektrode 100 und die einzelnen Elektroden 102 auf der piezoelektrischen Schicht 101, welche den verschiedenen Druckerzeugungskammern 2 zugewandt ist, angelegt, um Tintentropfen durch die resultierende Durchbiegungsverlagerung auszustoßen.
Die oben genannte piezoelektrische Vibrationsschicht 101 kann ohne weiteres anhand eines Verfahrens, das sich zum Formen von piezoelektrischem Material zu einer Filmschicht eignet, hergestellt werden. Beispiele für anwendbare Verfahren werden unten beschrieben. Beispielsweise wird piezoelektrisches Material gebrannt, um eine Schicht herzustellen. Alternativ dazu kann piezoelektrisches Material auf eine Oberfläche aus leitfähigem Material, beispielsweise aus Blech, gespritzt werden, um als gemeinsame Elektrode 100 verwendet zu werden. Gemäß einer weiteren Alternative kann piezoelektrisches Material anhand eines hydrothermalen Verfahrens auf einer Oberfläche aus leitfähigem Material angeordnet werden.
Darüber hinaus ist es möglich, die folgende Konstruktion zu verwenden. Wie aus 13 hervorgeht, ist die Membran 6 als gemeinsame Elektrode 103 ausgebildet, die aus einem Blech hergestellt ist, welches sowohl Leitfähigkeit als auch Elastizität aufweist. Auf der Seite der Druckerzeugungskammer 2 dieser gemeinsamen Elektrode 103 sind ein piezoelektrischer Vibrator 104 und eine einzelne Elektrode 105, die der jeweiligen Druckerzeugungskammer 2 entsprechen, angebracht. Erforderlichenfalls kann eine Schicht aus Material, das elastisch verformt werden kann, beispielsweise eine Schicht aus Zirconiumdioxid, auf eine Oberfläche der gemeinsamen Elektrode 103 auflaminiert werden.
Noch eine andere mögliche Konstruktion ist in 14 dargestellt. Wie dort gezeigt wird, ist ein Stromwärmeerzeugungselement 107 auf einer Oberfläche der Membran 6 vorgesehen, um den Abstandhalter 1 auf der Seite der Druckerzeugungskammer 2 abzuschließen. Alternativ dazu kann das Element 107 auf einer Oberfläche eines anderen Glieds vorgesehen werden, um die Druckerzeugungskammer 2 auf der Seite der Druckerzeugungskammer zu begrenzen. Erforderlichenfalls kann eine Tintenschutzschicht 108 auf dem Stromwärmeerzeugungselement 107 ausgebildet werden. Wenn das Stromwärmeerzeugungselement 107 durch Anlegen eines Ansteuersignals erwärmt wird, wird die Tinte, die in der Druckerzeugungskammer aufgenommen wird, verdampft, um Druck zu erzeugen.
Es ist auch möglich, folgende Konstruktion anzuwenden. Wie in 15 dargestellt ist, sind piezoelektrische Vibratoren 110, 110, die einen Längsvibrationsmodus aufweisen, an der Grundplatte 111 befestigt, so dass Vorderenden von piezoelektrischen Vibratoren die Membran 6 berühren. Infolge der oben genannten Konstruktion, dehnen sich die Druckerzeugungskammern 2, 3, wenn die piezoelektrischen Vibratoren 110, 110 linear verlagert werden, entsprechend aus und ziehen sich entsprechend zusammen.
Wie oben erläutert wurde, ist gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Druckerzeugungskammern, in denen Tinte durch Druckerzeugungsmittel mit Druck beaufschlagt wird, in einer Spalte angeordnet. Die einzelnen Druckerzeugungskammern sind in einem Winkel θ in Bezug auf die Anordnungsrichtung der Druckkammern geneigt. Ferner ist eine Endoberfläche der Kopfeinheit in der Anordnungsrichtung der Druckkammern in demselben Winkel θ in Bezug auf die Anordnungsrichtung der Druckkammern geneigt. Um einen Aufzeichnungskopf bereitzustellen, wird eine Mehrzahl von Kopfeinheiten auf einer Grundplatte befestigt, derart, dass sie entlang der Neigung verschoben sind. Infolgedessen kann der Mittenabstand zwischen der letzten Druckerzeugungskammer auf einer Einheit und der ersten Druckerzeugungskammer auf der benachbarten Einheit in der Anordnungsrichtung derart gewählt werden, dass er gleich dem Mittenabstand zwischen den Druckerzeugungskammern auf den einzelnen Einheiten ist. Demzufolge kann durch Bewegen der Kopfeinheit seitlich entlang der Außenwand der benachbarten Kopfeinheit eine Mittenabstandsstrecke in der Anordnungsrichtung der Druckerzeugungskammer eingestellt werden, um diese Gleichheit zu erreichen. Infolgedessen ist es möglich, eine Mehrzahl von Kopfeinheiten anzuordnen, ohne die Breite des Aufzeichnungskopfes über Gebühr zu vergrößern.
Da die Druckerzeugungskammern in Bezug auf eine Richtung, die senkrecht zur Anordnungslinie der Düsenöffnungen verläuft, geneigt sind, kann die Länge der Druckerzeugungskammern in Bezug auf vergleichbare Druckerzeugungskammern, die auf einer Linie angeordnet sind, welche senkrecht zur Anordnungslinie der Düsenöffnungen verläuft, vergrößert werden. Daher ist es möglich, die Dichte der Druckkammeranordnung zu erhöhen, ohne das Volumen einzelner Kammern zu reduzieren.

Claims

Tintenstrahlkopfeinheit (27, 40, 41), umfassend: eine Mehrzahl von Druckerzeugungsmitteln (7, 8) und eine Mehrzahl von Druckerzeugungskammern zum Beaufschlagen von Tinte mit Druck durch Betätigung der Druckerzeugungsmittel (7, 8), wobei die Kopfeinheit (27, 40, 41) die Mehrzahl von Druckerzeugungskammern auf nimmt; eine Düsenplatte (72), welche Düsenöffnungen umfasst, die in einer Reihe angeordnet sind; eine Flussdurchgangseinheit (85), umfassend eine Grundplatte (73), auf welcher die Kopfeinheit (27) angeordnet ist; und Behälter (74, 74'), welche auf der Grundplatte (73) vorgesehen sind, zum Zuführen von Tinte zu den Druckerzeugungskammern, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (74, 74') auf einer ersten Seite der Reihe bzw. auf einer zweiten Seite der Reihe angeordnet sind und dass die Behälter in Bezug auf die Reihe einander entgegengesetzt angeordnet sind.
Tintenstrahlkopfeinheit gemäß Anspruch 1, wobei auf der Grundplatte (73) weiterhin Düsenkommunikationslöcher (75, 76, 75', 76') vorgesehen sind.
Tintenstrahlkopfeinheit gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Behälter U-förmig sind.
Tintenstrahlkopfeinheit gemäß Anspruch 3, wobei die Behälter derart angeordnet sind, dass die Arme jedes U die Düsenkommunikationslöcher (75, 76, 75', 76') umgeben.
Tintenstrahlkopfeinheit gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Druckerzeugungskammern entlang einer Anordnungsrichtung der Druckerzeugungskammern angeordnet sind, wobei die Richtung entlang der Reihe verläuft, und wobei jede Druckerzeugungskammer in einem Winkel θ in Bezug auf die Anordnungsrichtung geneigt ist, wobei der Winkel θ einen anderen Wert als 90° aufweist.
Tintenstrahlkopfeinheit gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, wobei Außenkanten (1a, 1b) der Kopfeinheit (40, 41) in der Anordnungsrichtung im Winkel θ in Bezug auf die Anordnungsrichtung geneigt sind und dadurch eine Neigung für die Kopfeinheit (40, 41) vorsehen.
Tintenstrahlkopfeinheit gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Druckerzeugungskammern in jeder Kopfeinheit in mindestens zwei Spalten angeordnet sind, wobei jede Spalte in der Anordnungsrichtung fluchtend ausgerichtet ist.
Tintenstrahlkopfeinheit gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Druckerzeugungsmittel einen piezoelektrischen Vibrator (7, 8) umfasst, der in der Lage ist, eine Durchbiegungsvibration zu bewirken.
Tintenstrahlkopfeinheit gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Druckerzeugungsmittel einen piezoelektrischen Vibrator (110) umfasst, der in der Lage ist, eine Längsvibration zu bewirken.
Tintenstrahlkopfeinheit gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Druckerzeugungsmittel elektrische Widerstände (107) umfasst, die jeweils in den Druckerzeugungskammern aufgenommen werden.
Tintenstrahlkopfeinheit gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, wobei Düsenöffnungen (4, 5) auf der Grundplatte (73) ausgebildet sind.
Tintenstrahlkopfeinheit gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein Loch (30, 31), das zum Positionieren verwendet wird, auf einer Mittellinie der Kopfeinheit (40, 41), welche zwischen ausgewählten der Druckerzeugungskammern verläuft, ausgebildet ist.
Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp, umfassend eine Mehrzahl von Kopfeinheiten gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 12.
Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp gemäß Anspruch 13, wobei die Kopfeinheiten (40, 41) auf der Grundplatte (73) angeordnet sind, derart, dass jede Kopfeinheit (40, 41) die Neigung einer benachbarten der Kopfeinheiten (40, 41) entlang aus einer Position, die mit der benachbarten Kopfeinheit (40, 41) fluchtend ausgerichtet ist, weg verschoben ist.
Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei ein Ausmaß an Verschiebung (ΔL) zwischen jeder Kopfeinheit (40) und der benachbarten Kopfeinheit (41) derart eingestellt ist, dass ein Mittenabstand (P1) zwischen ersten entgegengesetzten der Druckerzeugungskammern, welche einander über die Außenkanten (1a, 1b) der Kopfeinheit (40) und der benachbarten Kopfeinheit (41) entgegengesetzt angeordnet sind, gleich einem Mittenabstand (PO) zwischen zweiten entgegengesetzten der Druckerzeugungskammern, die auf der Kopfeinheit (40) einander entgegengesetzt angeordnet sind, ist.
Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp gemäß einem beliebigen der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Mittenabstand (PO) zwischen zweiten entgegengesetzten der Druckerzeugungskammern, die auf der Kopfeinheit (40) einander entgegengesetzt angeordnet sind, gleich einem Mittenabstand zwischen dritten entgegengesetzten der Druckerzeugungskammern auf der benachbarten Kopfeinheit (41) ist.
Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp gemäß einem beliebigen der Ansprüche 13 bis 16, wobei: die Anordnung der Kopfeinheiten (40, 41) auf der Grundplatte eine erste Spalte (54) der Kopfeinheiten und eine zweite Spalte (55) der Kopfeinheiten umfasst, welche sich parallel zur ersten Spalte erstrecken; und eine erste (51) und eine zweite (52) Spalte von Düsenöffnungen, welche der ersten bzw. der zweiten Spalte von Kopfeinheiten entsprechen, in der Grundplatte (28) ausgebildet sind.
Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp gemäß einem beliebigen der Ansprüche 13 bis 17, wobei das Ausmaß an Verschiebung (ΔL) kleiner als eine Breite jeder Kopfeinheit ist, wobei die Breite in einer Richtung senkrecht zur Anordnungsrichtung gemessen wird.
Tintenstrahldrucker, umfassend einen Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp gemäß einem beliebigen der Ansprüche 13 bis 18.