DE19511408A1 - Tintenstrahlaufzeichnungskopf - Google Patents

Description

Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf, welcher so ausgestaltet ist, daß er eine eine Oberfläche einer druckerzeugenden Kammer in einer Verschieberichtung eines piezoelektrischen Vibrationselements bildende elastische Platte verformen kann, so daß ein Tintentropfen aus einer mit der druckerzeugenden Kammer in Verbindung stehenden Düse ausgestoßen wird, kann beispielsweise bei einer geringen Spannung oder mit einer hohen Dichte betrieben werden.

Um jedoch einen Tintentropfen ausstoßen zu können, ist es notwendig, daß ein piezoelektrisches Vibrationselement ein Volumen einer druckerzeugenden Kammer verändert. Daher muß eine Fließwegeinheit, welche aus diesen druckerzeugenden Kammern aufgebaut ist, eine möglichst geringe Steifigkeit aufweisen. Daraus ergibt sich, daß, wenn ein piezoelektrisches Vibrationselement zum Zeitpunkt des Ausstoßens eines Tintentropfens verschoben wird, die gesamte Fließwegeinheit unnötig deformiert wird; insbesondere treten in den Bereichen starke Spannungen auf, in denen die Fließwegeinheit an einem Kopfrahmen befestigt ist, welcher ein Element ist, um die Fließwegeinheit mit dem piezoelektrischen Vibrationselement zu verbinden.

Daher können, wenn die Fließwegeinheit gebildet wird, indem eine Düsenplatte, ein Zwischenstück und die elastische Platte miteinander verbunden werden, die verbundenen Schichten wieder voneinander getrennt werden oder Risse ausbilden, was ein Problem darstellt.

Wenn das piezoelektrische Vibrationselement weiterhin bei einer hohen Temperatur mit einer Vibrationsplatte verbunden wird, gibt es einen Unterschied zwischen der Temperatur zum Zeitpunkt der Herstellung des Aufzeichnungskopfs und der Temperatur zum Zeitpunkt der Benutzung des Aufzeichnungskopfs, was wiederum dazu führt, daß die Fließwegeinheit die ganze Zeit wegen des thermischen Ausdehnungsunterschieds zwischen dem Kopfrahmen und dem piezoelektrischen Vibrationselement gegen das piezoelektrische Vibrationselement gedrückt wird. Dies führt dazu, daß nicht nur der Tintenausstoß ungleichmäßig wird, sondern auch dazu, daß die miteinander verbundenen Oberflächen sich voneinander lösen.

Weiterhin verursacht die Deformation der Fließwegeinheit Unregelmäßigkeiten in Richtung der Düsenöffnung zum Zeitpunkt des Ausstoßens von Tintentropfen an beiden Enden der Düsenöffnungsreihe und in deren Mitte oder Unregelmäßigkeiten in der auf die druckerzeugende Kammer ausgeübten Kraft, was wiederum zu Fluktuationen in bezug auf die Bereiche auf ein Aufzeichnungsmedium führt, auf welche Tintentropfen fallen, wie auch in bezug auf die Menge der ausgestoßenen Tinte, was ein weiteres Problem darstellt.

Zur Beseitigung dieser Probleme wird beispielsweise der in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 4-361045 beschriebene Tintenstrahlaufzeichnungskopf vorgeschlagen. Dieser Tintenstrahlaufzeichnungskopf ist dadurch gekennzeichnet, daß er nicht nur scheinbar druckerzeugende Kammern aufweist, welche an beiden Endabschnitten der Düsenöffnungsreihe nicht am Drucken beteiligt sind, sondern daß auch piezoelektrische Vibrationselemente dafür angeordnet sind, so daß das Drucken nur mit druckerzeugenden Kammern bewirkt wird, die mittig in bezug auf diese scheinbar druckerzeugenden Kammern angeordnet sind.

Gemäß dieses Beispiels kann die Stärke der Deformation eines Bereichs, in welchem gedruckt wird, einheitlich gestaltet werden, um eine Beeinträchtigung der Druckqualität zu verhindern. Jedoch müssen in einem entsprechenden Aufzeichnungskopf die scheinbar druckerzeugenden Kammern und die piezoelektrischen Vibrationselemente dafür angeordnet werden, was wiederum zur Größe des Aufzeichnungskopfs insgesamt beiträgt und den Wirkungsgrad in dem Maß mindert, in dem die Zahl der Teile erhöht wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zur Verfügung zu stellen, welcher die vorgenannten Probleme nicht aufweist. Diese Aufgabe löst die Erfindung durch den Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 1, 4 und 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Aspekte und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, wie er in Aufzeichnungsvorrichtungen, beispielsweise Druckern, verwendet wird, um ein Tintenbild auf einem Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einem Aufzeichnungspapier, durch Ausspritzen von Tintentropfen zu erzeugen.

Die Erfindung wurde im Hinblick auf die vorgenannten Schwierigkeiten gemacht. Demgemäß wird gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf zur Verfügung gestellt, welcher eine gleichbleibende Druckqualität gewährleistet und dies nicht nur hinsichtlich auftretender Belastungen, wenn die piezoelektrischen Vibrationselemente angetrieben werden, sondern auch wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, ohne daß der Aufbau dabei kompliziert wird, und welcher auch im Hinblick auf große Änderungen der Umgebungstemperatur seine Zuverlässigkeit beibehält.

Die Erfindung schlägt daher einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf vor, welcher folgende Elemente aufweist: eine Fließwegeinheit, die aus einem Zwischenstück, einer Düsenplatte und einer elastischen Platte gebildet ist, wobei das Zwischenstück eine Mehrzahl von druckerzeugenden Kammern in einer einzigen Ebene in Form einer Reihe enthält, wobei die Düsenplatte Düsen aufweist, welche mit den druckerzeugenden Kammern in Verbindung stehen und auf eine Oberfläche des Zwischenstücks laminiert sind, und die elastische Platte auf die andere Oberfläche des Zwischenstücks laminiert ist; ein piezoelektrisches Vibrationselement zum wahlweisen Verändern des Volumens der druckerzeugenden Kammer während des Anstoßens an die elastische Platte; und ein Kopfrahmen zur Befestigung der piezoelektrischen Vibrationselemente an der Fließwegeinheit. In diesem Tintenstrahlaufzeichnungskopf wird eine Bindebreite L des Kopfrahmens in bezug auf die Fließwegeinheit in einer Richtung senkrecht zur Reihe der druckerzeugenden Kammern auf einen Wert

0,5b L 5a

eingestellt, wobei der Abstand zwischen dem befestigten Ende und einem Ende des piezoelektrischen Vibrationselements, welches dem Kopfrahmen am nächsten liegt, a ist, und ein Spalt zwischen den befestigten Enden des Kopfrahmens, zwischen denen das piezoelektrische Vibrationselement liegt, b ist.

Dem Kopfrahmen wird solch eine Steifigkeit verliehen, um eine Deformation der Fließwegeinheit zu unterdrücken, welche notwendig ist, um die Druckqualität sowie die Funktion des Absorbierens von internen Spannungen der Fließwegeinheit, welche durch Änderungen der Umgebungstemperatur bewirkt werden, aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 2 einen auseinandergezogenen Perspektivschnitt einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3(a) eine Schnittansicht entlang der Linie A/A von Fig. 1;

Fig. 3(b) eine Schnittansicht entlang der Linie B/B in Fig. 1:

Fig. 4 ein Diagramm, welches zeigt, wie eine Fließwegeinheit mit einem Kopfrahmen verbunden ist;

Fig. 5 eine Schnittansicht, welche zeigt, wie die Fließwegeinheit während des Ausstoßens eines Tintentropfens deformiert wird, wenn ein erfindungsgemäßer Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet wird;

Fig. 6(a) bis (c) Diagramme, welche zeigen, wie die Fließwegeinheiten zum Zeitpunkt des Ausstoßens von Tintentropfen in herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungsköpfen deformiert werden;

Fig. 7 ein Diagramm, welches zeigt, wie die Fließwegeinheit in einer Richtung einer Düsenöffnungsreihe zum Zeitpunkt des Ausstoßens eines Tintentropfens deformiert wird, wenn eine erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird;

Fig. 8 ein Diagramm, welches die Stärke der Deformation von Düsenplatten eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs gemäß der Erfindung und eines herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungskopfs pro Düsenposition zeigt;

Fig. 9 ein Diagramm, welches die Lageverschiebung eines auf einem Aufzeichnungsmedium gebildeten Punkts zeigt, welche verursacht wird durch die Deformation einer Düsenplatte in einem herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungskopf;

Fig. 10(a) bis (c) Diagramme, welche weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen zeigen;

Fig. 11 ein Diagramm, welches eine andere Struktur eines Bindebereichs zwischen der Fließwegeinheit und dem Kopfrahmen zeigt; und

Fig. 12 ein Diagramm, welches eine weitere Ausführungsform des Bindebereichs zwischen der Fließwegeinheit und dem Kopfrahmen zeigt.

Verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungskopf. In den Fig. 1 und 2 bezeichnen die Bezugsziffern 2, 2, . . . piezoelektrische Vibrationselemente, welche sich in Längsrichtung ausdehnen und zusammenziehen (in vertikaler Richtung, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt). Der obere Teil des piezoelektrischen Vibrationselements ist dabei der aktive Bereich, d. h. der Bereich, welcher sich ausdehnt und zusammenzieht. Der untere Teil ist ein nichtaktiver Bereich. Der aktive Bereich ist an Fixierplatten 3 befestigt, welche aus einem hochsteifen Material, beispielsweise Stahl oder Keramik, hergestellt sind. Die so aufgebauten piezoelektrischen Vibrationselemente sind in einer Vibrationselementeinheit gruppiert.

Die Fixierplatten 3 sind in einer ein piezoelektrisches Vibrationselement aufnehmenden Kammer 14 eines Kopfrahmens 5 angeordnet, wobei das vordere Ende jedes piezoelektrischen Vibrationselements 2 gegen einen inselartigen Vorsprung 4a einer später beschriebenen elastischen Platte 4 stößt, und die Fixierplatten sind an dem Kopfrahmen 5 mit einem Epoxidharz-Haftmittel befestigt.

Das Bezugszeichen 6 beschreibt ein Zwischenstück, welches druckerzeugende Kammern 7, eine gemeinsame Tintenkammer 8 und Tintenzufuhreinlässe 9 bildet. Das Zwischenstück 6 weist Rillenabschnitte und durchgehende Öffnungen auf, welche durch Entfernen überflüssiger Abschnitte ausgebildet werden, indem ein Material, wie eine Harzzusammensetzung, welche mittels Bestrahlung mit einem aktiven Energiestrahl aushärtet, Glas oder Silicium, einem Ätzprozeß unter Verwendung eines vorbestimmten Maskenmusters oder ähnlichem unterzogen wird, oder die gewünschten Rillenabschnitte oder durchgehenden Öffnungen werden durch Spritzgießen unter Verwendung von Harz oder ähnlichem gebildet.

Auf einer Oberfläche des Zwischenstücks 6 ist eine elastische Platte 4 angeordnet, und auf der anderen Oberfläche ist eine Düsenplatte 11 gebunden, um die Vorrichtung wasserdicht zu machen. In der Düsenplatte 11 sind Düsenöffnungen 10 angeordnet, wobei jede Düsenöffnung einen Durchmesser zwischen 30 und 70 µm aufweist. Diese drei Elemente bilden die Fließwegeinheit 12.

Die Fließwegeinheit 12 ist so ausgebildet, daß die Seite mit der elastischen Platte 4 an einer öffnungsseitigen Endoberfläche des Kopfrahmens 5 durch ein Haftmittel befestigt ist, so daß Verschiebungen jedes piezoelektrischen Vibrationselements 2, d. h. die Ausdehnung und das Zusammenziehen derselben, aufgenommen werden kann.

Die Fig. 3(a) und (b) zeigen Schnittstrukturen, die entlang einer Linie A-A bzw. einer Linie B-B in Fig. 1 aufgenommen sind.

Die Struktur der Düsenöffnungen in Richtung der Anordnung werden zuerst im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 3(a) beschrieben.

In Fig. 3(a) bezeichnen die Bezugsziffern 13, 13 Hohlräume. Jeder Hohlraum ist so angeordnet, daß ein Teil desselben jedem der beiden Enden der druckerzeugenden Kammern 7, 7 gegenüberliegt, d. h. daß der als ein Unterstützungspunkt der Fließwegeinheit 12 dienende Kopfrahmen 5 und ein Teil davon sich in Richtung auf die Kammer 14 zur Aufnahme der piezoelektrischen Vibrationselemente 2 erstrecken.

Die Hohlräume 13, 13 sind durch Anordnung von durchgehenden Öffnungen ausgebildet, ähnlich den druckerzeugenden Kammern 7, 7, . . . in dem Zwischenstück 6. Die Hohlräume 13, 13 sind so gestaltet, daß sie die Steifigkeit der befestigten Abschnitte in der Nähe des Kopfrahmens 5 vermindern, d. h. die Steifigkeit der Fließwegeinheit 12 in der Nähe der äußeren druckerzeugenden Kammern 7′, 7′ auf die Steifigkeit derjenigen im Mittelabschnitt.

Die Hohlräume 13, 13 sind ebenso verfügbar als Scheintintenfließwege, um zum Zeitpunkt der Abgabe von Tinte die Eliminierung von Blasen zu unterstützen, indem die Tintenzuführeinlässe oder Düsenöffnungen, welche mit der gemeinsamen Tintenkammer 8 in Verbindung stehen, dazu gebracht werden, miteinander in Verbindung zu stehen, in ähnlicher Weise wie die druckerzeugenden Kammern 7, 7′ wenn dies notwendig ist.

Weiterhin kann die Breite des Hohlraums 13 aus den folgenden Gründen vorzugsweise auf das 1/2- bis 3fache der Dicke des Zwischenstücks 6 eingestellt werden. Bei einer zu großen Breite, welche die Befestigungssteifigkeit zwischen der Fließwegeinheit 12 und dem Kopfrahmen 5 vermindert, eine zuverlässige Befestigung dazwischen wird verhindert, wobei eine zu geringe Breite, welche die Steifigkeit in der Nähe der Befestigungsabschnitte sehr stark erhöht, eine einheitliche Deformation der Fließwegeinheit 12 beim Ausstoßen von Tinte verhindert.

Andererseits sind in einer Richtung senkrecht zur Richtung, in welcher die Düsenöffnungen 10, 10, 10 angeordnet sind, d. h. in Längsrichtung der druckerzeugenden Kammern 7, die piezoelektrischen Vibrationselemente 2 in vorbestimmten Abständen von dem Kopfrahmen 5 mit Abständen angeordnet, welche durch die Kammer 14 zur Aufnahme des piezoelektrischen Vibrationselements, welche dazwischen ausgebildet ist, wie in Fig. 3 (a) gezeigt ist, ausgebildet sind.

Dies bedeutet, daß die Breite L, entlang welcher der Kopfrahmen 5 mit der Fließwegeinheit 12 verbunden ist, der Beziehung

0,5b L 5a

genügt, wobei a der Abstand zwischen der gegenüberliegenden Oberfläche des piezoelektrischen Vibrationselements 2 und dem Kopfrahmen 5 ist, d. h. der Abstand vom Bindeende der Fließwegeinheit 12 zu dem piezoelektrischen Vibrationselement 2, welches dem Kopfrahmen 5 nächstgelegen ist; und b eine solche Breite der Kammer 14 zur Aufnahme des piezoelektrischen Vibrationselements ist, um das piezoelektrische Vibrationselement 2 dazwischen zu lagern, d. h. der Abstand zwischen den Bindeenden des Kopfrahmens 5, zwischen denen das piezoelektrische Vibrationselement 2 liegt.

Als nächstes wird der Grund dafür beschrieben, warum die Beziehung 0,5b L 5a als Bindeabschnitt der Fließwegeinheit 12 ausgewählt wird.

Die piezoelektrischen Vibrationselemente 2, 2, 2 sind mittels eines Epoxidharzhaftmittels mit der Fließwegeinheit 12 verbunden, welches erlaubt, eine relativ hohe Haftfestigkeit zu erreichen. Um die Bindezeit abzukürzen, werden diese Elemente üblicherweise auf 40 bis 60°C erwärmt.

Wenn daher der vollständig zusammengesetzte Aufzeichnungskopf einer Temperatur von -20°C ausgesetzt wird, wird der Kopfrahmen 5, wie in Fig. 6 (a) gezeigt, zusammengezogen, wodurch bewirkt wird, daß das piezoelektrische Vibrationselement 2 den inselartigen Vorsprung 4a der elastischen Platte 4 wegen der Materialunterschiede zwischen dem Kopfrahmen 5 und dem piezoelektrischen Vibrationselement 2 nach oben drückt. Der lineare Ausdehnungskoeffizient des Kopfrahmens 5 beträgt dabei 2 · 10^-5 (1/°C), während der lineare Ausdehnungskoeffizient des piezoelektrischen Vibrationselements 2 6 · 10^-6 (1/°C) beträgt, d. h. der Unterschied beträgt mehr als eine Größenordnung.

Da die Bindebreite L erfindungsgemäß in dem vorstehend genannten Bereich eingestellt wird, wirkt die Steifigkeit der Fließwegeinheit 12 wirksam auf den Kopfrahmen 5 ein. Dies bedeutet, daß die Steifigkeit der Fließwegeinheit 12 den Bindeabschnitt des Kopfrahmens 5 in Richtung auf die Fließwegeinheit 12 zieht, so daß ein Teil eines Unterschieds in der Stärke der Deformation, welche im Unterschied in dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Kopfrahmen 5 und dem piezoelektrischen Vibrationselement 2 liegt, durch die Expansion des Kopfrahmens 5 absorbiert werden kann.

Da der Schnittbereich der Bindeoberfläche des Kopfrahmens 5 klein ist, kann der Kopfrahmen 5 sich in diesem Bereich leicht ausdehnen, was wiederum wirksam eine Verwindung der Fließwegeinheit 12 verhindert, wobei eine Verwindung dazu führt, daß sich die Bindeoberfläche zwischen dem Zwischenstück 6 und der die Fließwegeinheit 12 bildenden elastischen Platte 4 voneinander löst.

Im Gegensatz dazu ergibt sich bei einem Aufzeichnungskopf mit einer Bindebreite L zwischen dem Kopfrahmen und der Fließwegeinheit von < 5a im Kopfrahmen 5 eine zu geringe Expansion, um die Spannung der Fließwegeinheit 12 aufzunehmen. Dies führt dazu, daß der Unterschied der Stärke der Deformation, welche auf den Unterschied im thermischen Expansionskoeffizienten zwischen dem Kopfrahmen 5 und dem piezoelektrischen Vibrationselement 2 zurückgeht, direkt in eine Verwindung der Fließwegeinheit 12 überführt wird und die Verwindung eine Kraft erzeugt, welche die elastische Platte 4 vom Zwischenstück 6 abtrennt, wobei beide Elemente die Fließwegeinheit 12 bilden, wie in Fig. 6 (a) gezeigt ist, wodurch eine Abtrennung 40 in einem Abschnitt erzeugt wird, wo das Zwischenstück 6 mit der elastischen Platte 4 verbunden ist, wobei der Abschnitt in der Nähe des Tintenzuführeinlasses 9 liegt, dessen Bindebereich in der Fließwegeinheit 12 besonders klein ist.

Wenn andererseits der Abstand a von der inneren Oberfläche des Kopfrahmens 5 zur Seitenfläche des piezoelektrischen Vibrationselements 2 gering ist, wird das Zwischenstück 6 von der elastischen Platte 4 in ähnlicher Weise wie im vorbeschriebenen Fall abgetrennt, oder es bildet sich ein Riß 41 im Zwischenstück 6, wenn das Zwischenstück 6 aus einem Material wie beispielsweise einem photosensitiven Harz oder ähnlichem hergestellt ist, dessen Sprödigkeit bei geringen Temperaturen erhöht ist, und wenn das Zwischenstück 6 Temperaturen ausgesetzt wird, welche von den Bindetemperaturen sehr verschieden sind, da auf den Abschnitt der Fließwegeinheit 12 ausgeübte Scherbeanspruchungen und Schubbeanspruchungen über die Entfernung a erhöht werden (Fig. 6(b)), obwohl das Ausmaß der Deformierung, welches auf den Unterschied in den thermischen Expansionskoeffizienten zurückgeht, unverändert bleibt.

Um diese Bedingungen zu untersuchen, wurden insgesamt 50 Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe hergestellt, wobei jeder Tintenstrahlaufzeichnungskopf die Bindebreite L zwischen dem Kopfrahmen 5 und der Fließwegeinheit 12 aufwies und der Abstand a zwischen dem Bindeende und der Seitenfläche eines dem Kopfrahmen 5 nächstgelegenen piezoelektrischen Vibrationselements 2 auf verschiedene Werte eingestellt wurde. Die 50 Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe wurden bei -20°C, der kritischen Betriebstemperatur, gelagert, nachdem die Temperatur von einer Bindetemperatur von 50°C reduziert wurde, um das Auftreten von Ablösungen oder Sprüngen an der Grenzfläche innerhalb der Fließwegeinheit 12 zu untersuchen. Das Ergebnis der Untersuchungen ist in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Das Ergebnis zeigt, daß, wenn das Verhältnis L/a 5 oder kleiner ist, Sprünge in der Zwischenschicht 6 und die Ablösung innerhalb der Fließwegeinheit verhindert werden können.

Wenn andererseits die Bindebreite L vermindert wird, um den Wert L/a zu vermindern (Fig. 6(c)), dann wird die Steifigkeit der Bindeoberfläche zwischen dem Kopfrahmen 5 und der Fließwegeinheit 12 vermindert, was wiederum die Funktion der Verhinderung der Deformation der Fließwegeinheit 12 bei der Tintenausstoßzeit vermindert, welche notwendig für den Kopfrahmen 5 ist, wodurch eine Kreuzkoppelung erfolgt, was bedeutet, daß ein Tintentropfen von einer Düsenöffnung 2 ausgestoßen wird, an welche kein Drucksignal ergangen ist, oder eine sog. "Fehlzündung" verursacht wird, was bedeutet, daß kein Tintentropfen ausgestoßen wird, auch wenn ein Drucksignal anliegt.

Um diese Bedingung zu untersuchen, wurden auf ähnliche Weise insgesamt 50 Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe hergestellt, wobei bei jedem Tintenstrahlaufzeichnungskopf der Abstand b zwischen den Bindeenden des Kopfrahmens 5, zwischen denen das piezoelektrische Element 2 liegt, auf einen Wert von 1,1 mm eingestellt wird, während die Bindebreite L zwischen dem Kopfrahmen 5 und der Fließwegeinheit 12 auf verschiedene Werte eingestellt wird. Das Auftreten von fehlerhaften Tintentropfenausstoßvorgängen wurde untersucht. Das Ergebnis ist in der Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2

Aus Tabelle 2 ergibt sich, daß dem Kopfrahmen 5 eine solche Steifigkeit verliehen wird, um die Deformation der Fließwegeinheit 12 zum Zeitpunkt des Ausstoßens eines Tintentropfens aufzunehmen, ohne daß ein fehlerhafter Tintentropfenausstoßvorgang verursacht wird, wenn das Verhältnis L/b wenigstens 0,5 oder mehr beträgt.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Bindebreite L zwischen dem Kopfrahmen 5 und der Fließwegeinheit 12, der Abstand a vom Bindeende des Kopfrahmens 5 zu dem dem Kopfrahmen 5 nächstgelegenen piezoelektrischen Vibrationselement, und der Spalt b zwischen den Bindeenden des Kopfrahmens 5, zwischen denen das piezoelektrische Vibrationselement liegt, günstigerweise so eingestellt wird, daß die folgende Beziehung besteht:

0,5b L 5a

Durch diese Anordnung wird bewirkt, daß der Kopfrahmen 5 eine solche Steifigkeit aufweist, daß kein fehlerhafter Tintentropfenausstoß erfolgt und daß dieser die Deformation der Fließwegeinheit 12 zum Zeitpunkt des Tintentropfenausstoßes aufnimmt, welche durch die Änderung der Umgebungstemperatur verursacht wird. Daher wird die Druckqualität nicht beeinträchtigt, und ein auf Temperaturänderungen zurückgehendes Auftreten von Ablösungen und Sprüngen in der Fließwegeinheit kann verhindert werden.

Bei dieser Ausführung wird, wenn an alle piezoelektrischen Vibrationselemente 2, 2, 2, . . . der Düsenöffnungsreihe Drucksignale angelegt werden, um Verschiebungen Na (etwa 0,5 bis 3 µm) an die entsprechenden piezoelektrischen Elemente 2 zu geben, die Tinte in den entsprechenden druckerzeugenden Kammern 7 auf etwa 1 bis 3 · 10⁵ Pascal unter Druck gesetzt, und Tintentropfen werden aus den Düsenöffnungen 10, 10, 10, . . . ausgestoßen.

Die ausdehnenden Verschiebungen Na der piezoelektrischen Vibrationselemente 2, 2, 2 . . . wirken als Kraft, um die Fließwegeinheit 12 als Ganzes zu deformieren. Das Vorhandensein der Hohlräume 13 in der Nähe des Bindebereichs zwischen der Fließwegeinheit 12 und dem Kopfrahmen 5 verursacht jedoch, daß sich die Hohlräume 13 biegen, und dies verursacht einen Bereich, wo die Düsenöffnungen 10, 10, 10 . . . ausgebildet werden, um sich einheitlich als Ganzes, wie in Fig. 7 gezeigt, zu biegen.

Beispiel: Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit 16 druckerzeugenden Kammern 7 wurde unter den folgenden Bedingungen hergestellt. Die Düsenplatte 11 ist aus einer 80 µm dicken rostfreien Stahlplatte hergestellt; das Zwischenstück 6 ist aus einem etwa 200 µm dicken photosensitiven Harz hergestellt; die elastische Platte 4 ist aus einer 20 µm dicken Nickelfolie hergestellt; der Kopfrahmen 5 ist aus einem flüssigen Kristallpolymer hergestellt; die Länge der druckerzeugenden Kammer 7 beträgt etwa 1,2 mm; die Breite davon etwa 200 µm; und die Breite des Hohlraums 13 beträgt etwa 300 µm.

Wenn das piezoelektrische Vibrationselement so angetrieben wird, daß die Verschiebung Na etwa 0,6 µm beträgt, kann ein gewünschter Tintentropfen erhalten werden.

Das Ausmaß der Verformung der Oberfläche der Düsenplatte 11 wurde unter Verwendung einer Laserdopplerverschiebungseinrichtung gemessen, während ein Tintentropfen ausgestoßen wurde. Das Ausmaß der Deformation Nm im Mittelabschnitt betrug etwa 0,14 µm, und das Ausmaß der Deformation Ne in den Düsenöffnungen 10, 10′, 10′ an den beiden Endabschnitten betrug etwa 0,1 µm, was durch die durchgezogene Linie in Fig. 8 angezeigt wird. Der Unterschied zwischen der Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit der Düsenöffnungen im Mittelabschnitt und der an beiden Endabschnitten betrug etwa 7%.

Wenn weiterhin auf einem Aufzeichnungsmedium eine horizontale Linie ausgedruckt wird, gibt es Unterschiede von etwa 5 bis 10 µm in der Breite der Linie, welche durch Tintentropfen im Endabschnitt und im Mittelabschnitt entsteht.

Im Gegensatz dazu wies ein herkömmlicher Tintenstrahlaufzeichnungskopf ohne Hohlräume 13 ein Ausmaß an Deformation Nm von etwa 0,1 µm im Mittelbereich der Düsenplatte und ein Ausmaß an Deformation Ne von etwa 0,05 µm an beiden Endabschnitten auf. Dies heißt, daß der Unterschied zwischen diesen Ausmaßen etwa das Doppelte von dem der vorliegenden Erfindung beträgt, was durch die unterbrochene Linie in Fig. 8 gezeigt wird. Der Unterschied zwischen der Tintenausstoßgeschwindigkeit im Mittelabschnitt und der Geschwindigkeit an den beiden Endbereichen beträgt etwa 17%. Daraus resultiert, daß Tropfen, die durch die entsprechenden Düsenöffnungen gebildet werden, eine Kurvenform aufweisen, wie dies in Fig. 9 des herkömmlichen Beispiels gezeigt ist. Wenn auf einem Aufzeichnungsmedium eine horizontale Linie gedruckt wird, gibt es Unterschiede von etwa 15 bis 30 µm in der Breite der Linie, die von Tintentropfen in Endbereichen und im Mittelabschnitt produziert wird.

Wie vorstehend beschrieben wurde, ist aufgezeigt worden, daß die Tinte innerhalb der druckerzeugenden Kammern 7 mit dem im wesentlichen gleichen Druck zusammengedrückt werden kann, daß daher bei erfindungsgemäßem Vorgehen die Geschwindigkeit aus jeder Düsenöffnung 10 ausgestoßenen Tintentropfen und das Volumen der Tintentropfen gleichbleibend sind. Folglich kann man gemäß der Erfindung zuverlässig Tropfen in Abhängigkeit von der Art der Anordnung der Düsenöffnungen formen.

Es bleibt anzumerken, daß die Positionsverschiebung eines auf einem Aufzeichnungsmedium gebildeten Tropfens durch den Unterschied der Ausstoßgeschwindigkeit des Tintentropfens bewirkt wird. Um daher ein Bild zu erhalten, dessen Auflösung beispielsweise 360 beträgt, ist das Ausmaß der Positionsverschiebung D eines Tropfens gegeben als

D = Vh · ΔG · |1/Vm1 - 1/Vm2|

wenn davon ausgegangen wird, daß die Wiederholungsfrequenz des Tintentropfenausstoßvorgangs auf einen Wert von etwa 7,2 kHz gesetzt wird; die Kopfbewegungsgeschwindigkeit Vh auf einen Wert von etwa 9,5 m/s eingestellt wird; die obere und die untere Grenze der Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit auf den Wert Vm1 bzw. Vm2 eingestellt werden; und der Spalt ΔG zwischen der Düsenöffnung 10 und dem Aufzeichnungsmedium 1,5 mm beträgt.

Es ist wünschenswert, daß die Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit Vm zwischen etwa 5 und 10 m/s eingestellt wird, um einen stabilen Ausstoßvorgang sicherzustellen.

Wenn daher die untere Grenze der Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit Vm1 auf 5 m/s eingestellt wird, beträgt die obere Grenze der Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit etwa 6,2 m/s.

Wenn die Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit Vm1 auf 7 m/s eingestellt wird, beträgt die Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit Vm2 etwa 9,6 m/s. Daher muß die Fluktuationsrate der Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit auf etwa 25 bis 35% oder weniger begrenzt werden.

Da jedoch Variationen in der Tintentropfenausstoßrichtung, der Genauigkeit der Tintentropfenbildung und weitere Variationen in der Transportgeschwindigkeit und Richtung des Aufzeichnungsmediums und ähnliches in der Praxis auftreten, sollte die Fluktuationsrate in der Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit innerhalb etwa 15% oder weniger und unter Berücksichtigung dieser variationsverursachenden Faktoren insbesondere innerhalb 10% oder weniger begrenzt werden.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Bedingungen muß, um die Positionsverschiebungen der durch die druckerzeugenden Kammern 7′, 7′ an beiden Endbereichen der Düsenöffnungsreihen und der druckerzeugenden Kammern 7, 7 . . . im Mittelabschnitt zu vermindern, die Differenz in der Deformation |Nm - Ne| zwischen dem Ausmaß der Verformung Ne der Düsenplatte 11 an den Endabschnitten der Düsenöffnungsreihe und dem Ausmaß der Verformung Nm in der Nähe des Mittelabschnitts der Düsenöffnungsreihen innerhalb eines kleinen Werts begrenzt werden.

Dies bedeutet, da ein Tintentropfen durch das Ausmaß der Verschiebung Na des piezoelektrischen Vibrationselements 2 ausgestoßen wird, daß das Ausmaß der Verformung Nm kleiner sein muß als Na, da der Druck der Tinte nicht erhöht wird und die Tintentropfenausstoßgeschwindigkeit außerordentlich gering wird, obwohl ein Tintentropfen kaum noch ausgestoßen werden kann, wodurch der Tintentropfenausstoßvorgang unstabil wird.

Weiterhin führt ein Unterschied in der Größe der Verschiebung Na des piezoelektrischen Vibrationselements 2 zu einem Unterschied in der Ausstoßgeschwindigkeit und im Volumen eines Tintentropfens. Das heißt: Je größer die Verschiebung Na des piezoelektrischen Vibrationselements 2 ist, desto höher und größer wird die Ausstoßgeschwindigkeit und das Volumen eines Tintentropfens.

Weiterhin beeinflußt, wie oben beschrieben wurde, das Ausmaß der Verformung der Düsenplatte 11 einen Unterschied in der Geschwindigkeit und im Volumen eines ausgestoßenen Tintentropfens.

Unter Berücksichtigung des Vorstehenden wurden verschiedene Untersuchungen angestellt. Aus den Ergebnissen dieser Untersuchungen ist ersichtlich, daß es außerordentlich effektiv ist, den Unterschied im Ausmaß der Verformung |Nm - Ne| zwischen dem Ausmaß der Verformung Ne der Düsenplatte 11 an den Endabschnitten und dem Ausmaß der Verformung Nm in der Nähe des Mittelabschnitts der Düsenöffnungsreihe auf 10% der Verschiebung Na des piezoelektrischen Vibrationselements 2 einzustellen, um Veränderungen in der Ausstoßgeschwindigkeit und im Volumen des Tintentropfens zu unterdrücken.

Um dies zu erreichen, war es wirkungsvoll, in der Nähe der Fixierungspunkte der Fließwegeinheit 12 in bezug auf den Kopfrahmen 5, wie vorstehend beschrieben, die Hohlräume 13 auszubilden, so daß zwischen den Fixierungspunkten und dem Düsenöffnungsreihenbereich Bereiche ausgebildet werden konnten, welche auffälliger für eine Deformation sind als die Fixierungspunkte.

Die Fig. 10(a) bis 10(c) zeigen andere Ausführungsformen. Fig. 10(a) ist ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf, welcher Schlitze 20, 20 in der Nähe der Fixierungsbereiche der Düsenplatte 11 in bezug auf den Kopfrahmen 5 aufweist, wobei die Schlitze 20, 20 durch Preßformen, Ätzen oder ähnliche Verfahren hergestellt wurden und die Schlitze als durchgehende Öffnungen dienen. Fig. 10(b) zeigt einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der durch Ausnehmungen 21, welche dünne Wandabschnitte bilden, gekennzeichnet ist.

Die Schlitze 20 und die Ausnehmungen 21 sind an der Grenze der Fließwegeinheit 12 in bezug auf den Kopfrahmen 5 angeordnet, wo sich Spannungen am meisten konzentrieren, wenn sich die piezoelektrischen Vibrationselemente 2, 2, 2 ausdehnen; ein Teil davon ist an der Kammer 14 zur Aufnahme der piezoelektrischen Vibrationselemente angeordnet; und ein Teil davon ist so angeordnet, daß diese dem Kopfrahmen 5 gegenüberliegen. Die Breite des Schlitzes oder der Ausnehmung liegt zwischen etwa 50 und 300 µm. Das Vorhandensein der Schlitze 20 und der Ausnehmungen 21 bewirkt, daß diese Abschnitte bei der Expansion der piezoelektrischen Vibrationselemente stark deformiert werden. Daher wird der düsenöffnungsbildende Bereich, welcher in bezug auf diese Abschnitte einwärts angeordnet wird, einheitlich gebogen, wodurch der Unterschied im Ausmaß der Deformierung des Endabschnitts und des Mittelbereichs |Nm - Ne| verringert wird.

Weiterhin zeigt die in Fig. 10 (c) abgebildete Ausführungsform dünne Wandabschnitte 22, wobei jeder derselben eine solche Breite aufweist, daß er sich über die Kammer 14 zur Aufnahme der piezoelektrischen Vibrationselemente und des Kopfrahmens 5 an der Grenze der elastischen Platte 4 in bezug auf den Kopfrahmen 5 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform werden auch die dünnen Wandabschnitte 22 stark deformiert, wodurch wiederum ermöglicht wird, daß das Ausmaß der Verformung des Düsenöffnungsreihenbereichs ähnlich einheitlich gestaltet wird. Während die dünnen Wandabschnitte 22 auf einer Seite gegenüber des Kopfrahmens 5 angeordnet sind, ist es klar, daß ähnliche Effekte erzielt werden können, indem die dünnen Wandabschnitte 22 in dem Zwischenstück 6 angeordnet werden.

Es ist weiterhin klar, daß, während in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Hohlräume 13, die Schlitze 20, die Ausnehmungen 21 und die dünnen Wandabschnitte 22 einzeln ausgebildet sind, eine Kombination von Hohlräumen mit Schlitzen, den Ausnehmungen, und/oder den dünnen Wandabschnitten noch bessere Effekte zeigen kann.

Fig. 11 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform. Diese Ausführungsform zeigt einen in Richtung der Anordnung der druckerzeugenden Kammer, in einem Kopfrahmen 5a verlaufenden Kanal 25 auf der Tintenzufuhreinlaßseite 9, so daß sich ein Bereich 26 in einem Bereich des Kopfrahmens 5 ausbildet, welcher auf Seiten der Kammer 14 zur Aufnahme des piezoelektrischen Vibrationselements einer Zwischenflächentrennung und ähnlichem zugänglich ist, wobei der Bereich 26 so ausgebildet ist, daß dieser selektiv durch den Unterschied im thermischen Ausdehnungskoeffizienten verursachte Verwindungen aufnehmen kann, während die Bindebreite L zwischen der Fließwegeinheit 12 und dem Kopfrahmen 5, der Abstand a zwischen der gegenüberliegenden Oberfläche des piezoelektrischen Vibrationselements 2 und der des Kopfrahmens 5, und die Breite b der Kammer 14 zur Aufnahme des piezoelektrischen Vibrationselements, so eingestellt werden, daß eine Beziehung

0,5b L 5a

aufgestellt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Kopfrahmen 5 bis zu einem solchen Ausmaß verformt werden, daß die auf Temperaturunterschiede zurückgehende Deformation der Fließwegeinheit 12 durch den mittels dem Kanal 25 definierten Bereich 26 so weit wie möglich unterdrückt werden kann, wohingegen der Kopfrahmen 5 in seiner Gesamtheit eine ausreichende Steifigkeit zeigt. Die Deformation der Fließwegeinheit kann daher in einem Ausmaß verhindert werden, daß ein zufriedenstellender Tintentropfenausstoß beibehalten wird, während eine Beschädigung der Fließwegeinheit 12 durch Veränderung der Umgebungstemperatur verhindert wird.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die Bindebreite Lb des Kopfrahmens 5b auf der Düsenöffnungsseite 10 in bezug auf die Fließwegeinheit 12 größer als die Breite La des Kopfrahmens 5a auf der Tintenzuführeinlaßseite 9, während die Bindebreite L der Fließwegeinheit 12 in bezug auf den Kopfrahmen 5, der Abstand a zwischen gegenüberliegenden Oberflächen des piezoelektrischen Vibrationselements 2 und des Kopfrahmens 5 und die Breite b der Kammer 14 zur Aufnahme des piezoelektrischen Vibrationselements in Richtung auf ein dazwischen liegendes piezoelektrisches Vibrationselement so eingestellt wird, daß die Beziehung

0,5b L 5a

aufgestellt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Steifigkeit des Kopfrahmens 5a auf der Tintenzuführeinlaßseite 9 verhältnismäßig verringert, was wiederum die Ausbildung von Rissen in dem Zwischenstück 6 und das Abtrennen des Zwischenstücks 6 von der elastischen Platte 4 wegen Änderungen der Umgebungstemperatur wirksamer verhindert.

Da weiterhin die Steifigkeit des Kopfrahmens 5b auf der Düsenöffnungsseite 10 weitestgehend die Steuerung der Deformation der Fließwegeinheit 12 zum Zeitpunkt des Ausstoßens eines Tintentropfens beeinflußt, ist es wirkungsvoller, die Bindebreite Lb des Kopfrahmens 5b auf der Düsenöffnungsseite relativ zu erhöhen, um die Druckqualität zu verbessern.

Wie vorstehend näher erläutert wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Bindebreite L des Kopfrahmens in bezug auf die Fließwegeinheit in der Richtung orthogonal zu den Reihen der druckerzeugenden Kammern auf 0,5b L 5a eingestellt, wobei der Abstand zwischen dem Bindeende und dem dem Kopfrahmen 5 nächstgelegenen Ende des piezoelektrischen Vibrationselements 2 a ist und der Spalt zwischen den Bindeenden des Kopfrahmens, zwischen denen das piezoelektrische Vibrationselement 2 liegt, b ist. Daher kann der Kopfrahmen interne Spannungen in der Fließwegeinheit, welche durch Änderungen der Umgebungstemperatur bewirkt werden, absorbieren, während er eine solche Steifigkeit beibehält, daß eine für die Aufrechterhaltung der Druckqualität notwendige Deformation unterdrückt wird, was wiederum dazu beiträgt, daß verhindert wird, daß das Zwischenstück zerbricht oder das Zwischenstück von der elastischen Platte abgelöst wird, während die Druckqualität aufrechterhalten wird.

Claims (8)

1. Tintenstrahlaufzeichnungkopf, gekennzeichnet durch eine durch ein Zwischenstück (6), eine Düsenplatte (11) und eine elastische Platte (4) gebildete Fließwegeinheit (12), wobei das Zwischenstück (6) eine Mehrzahl von druckerzeugenden Kammern (7) in einer einzigen Ebene in Form einer Reihe aufweist, wobei die Düsenplatte (11) Düsen aufweist, die mit den druckerzeugenden Kammern (7) in Verbindung stehen, und auf eine Oberfläche des Zwischenstücks (6) laminiert ist, und wobei die elastische Platte (4) auf die andere Oberfläche des Zwischenstücks (6) laminiert ist;
einem piezoelektrischen Vibrationselement (2) zur wahlweisen Änderung des Volumens der druckerzeugenden Kammer (7) während gegen die elastische Platte (4) gestoßen wird; und
einem Kopfrahmen (5) zur Befestigung des piezoelektrischen Vibrationselements (2) an der Fließwegeinheit (12),
wobei eine Bindebreite L des Kopfrahmens (5) in bezug auf die Fließwegeinheit (12) in einer Richtung senkrecht zur Reihe der druckerzeugenden Kammern (7) auf einen Wert 0,5 b L 5 ªeingestellt wird, wobei ª den Abstand von dem gebundenen Ende zu einem Ende eines piezoelektrischen Vibrationselements (2), welches nächst dem Kopfrahmen (5) liegt, bedeutet und b einen Spalt zwischen den gebundenen Enden des Kopfrahmens (5) bedeutet, zwischen denen das piezoelektrische Vibrationselement (2) liegt.

2. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel mit der Reihe der druckerzeugenden Kammern (7) in der gebundenen Oberfläche des Kopfrahmens (5) in bezug auf die Fließwegeinheit (12) eine Rille ausgebildet ist.

3. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bindebreite Lb des Kopfrahmens (5) auf einer Düsenöffnungsseite in bezug auf die Fließwegeinheit (12) größer ausgebildet ist als eine Bindebreite La des Kopfrahmens (5) auf einer Tintenzuführeinlaßseite in bezug auf die Fließwegeinheit (12), wobei die Tintenzuführeinlaßseite mit der druckerzeugenden Kammer (7) in Verbindung steht.

4. Tintenstrahlaufzeichnungskopf, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine Fließwegeinheit (12), die aus einem Zwischenstück (6), einer Düsenplatte (11) und einer elastischen Platte (4) gebildet ist, wobei das Zwischenstück (6) eine Vielzahl von druckerzeugenden Kammern (7) in einer einzigen Ebene in Form einer Reihe aufweist, die Düsenplatte (11) Düsen aufweist, die mit den druckerzeugenden Kammern (7) in Verbindung stehen und auf eine Oberfläche des Zwischenstücks (6) laminiert ist, und die elastische Platte (4) auf die andere Seite des Zwischenstücks (6) laminiert ist;
einem piezoelektrischen Vibrationselement (2) zum wahlweisen Verändern des Volumens der druckerzeugenden Kammern (7), während gegen die elastische Platte (4) gestoßen wird; und
einem Kopfrahmen (5) zur Befestigung des piezoelektrischen Vibrationselements (2) an der Fließwegeinheit (12),
wobei die Steifigkeit der Fließwegeinheit (12) in Bereichen um die befestigten Abschnitte zwischen der Fließwegeinheit (12) und dem Kopfrahmen (5) in bezug zu Bereichen der Fließwegeinheit (12) in einem Bereich, in welchem Düsen ausgebildet sind, relativ vermindert ist und die Bereiche auf beiden Seiten der Fließwegeinheit (12) in einer Düsenöffnungseinrichtung angeordnet sind.

5. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entweder Schlitze (20) oder Ausnehmungen (21) in Bereichen der Düsenplatte (11) ausgebildet sind und diese Bereiche um befestigte Abschnitte zwischen dem Kopfrahmen (5) und der Fließwegeinheit (12) in Düsenöffnungsreihenrichtung angeordnet sind.

6. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dünne Wandabschnitte (22) in Bereichen der elastischen Platte (4) ausgebildet sind und diese Bereiche um befestigte Abschnitte zwischen dem Kopfrahmen (5) und der Fließwegeinheit (12) in der Düsenöffnungsreihenrichtung angeordnet sind.

7. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Bereichen des Zwischenstücks (6) dünne Wandabschnitte (22) ausgebildet sind und die Bereiche um befestigte Abschnitte zwischen dem Kopfrahmen (5) und der Fließwegeinheit (12) in der Düsenöffnungsreihenrichtung angeordnet sind.

8. Tintenstrahlaufzeichnungskopf, insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine Fließwegeinheit (12), die aus einem Zwischenstück (6), einer Düsenplatte (11) und einer elastischen Platte (4) gebildet ist, wobei das Zwischenstück (6) eine Mehrzahl von druckerzeugenden Kammern (7) in einer Ebene in Form einer Reihe aufweist, die Düsenplatte (11) Düsen aufweist, welche mit den druckerzeugenden Kammern (7) in Verbindung stehen und auf eine Oberfläche des Zwischenstücks (6) laminiert ist, und wobei die elastische Platte (4) auf die andere Seite des Zwischenstücks (6) laminiert ist;
einem piezoelektrischen Vibrationselement (2) zum wahlweisen Ändern des Volumens der druckerzeugenden Kammer (7), während gegen die elastische Platte (4) gestoßen wird; und
einem Kopfrahmen (5) zur Befestigung des piezoelektrischen Vibrationselements (2) in der Fließwegeinheit (12),
wobei eine Deformation Ne einer Vibrationsplatte in einem Bereich, welcher einer druckerzeugenden Kammer (7) am äußersten Ende der Düsenöffnungsreihe gegenübersteht, eine Deformation Nm der Vibrationsplatte in einem Bereich, welcher einer druckerzeugenden Kammer (7) in der Mitte der Düsenöffnungsreihe gegenübersteht, und eine Verschiebung Na des piezoelektrischen Vibrationselements (2) eingestellt werden auf |Nm - Ne| ≦ 0,1 × Na.