DE19512715A1

DE19512715A1 - Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, eine Düsenplatte für den in dieses Gerät eingebauten Aufzeichnungskopf, und Verfahren zur Herstellung einer solchen Düsenplatte

Info

Publication number: DE19512715A1
Application number: DE1995112715
Authority: DE
Inventors: Akira Nakazawa; Michinori Kutami; Fumio Yamagishi; Hiroki Kitagawa; Motomichi Shibano
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1995-04-10
Publication date: 1995-10-19
Also published as: JPH07329304A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1) Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tinten strahlaufzeichnungsgerät mit einer Düsenplatte für einen in ein solches Tintenstrahlaufzeichnungsgerät eingebauten Tin tenstrahlaufzeichnungskopf und ein Verfahren zur Herstel lung einer solchen Düsenplatte.

2) Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Als Repräsentant eines Arbeitsplatz-Aufzeich nungsgerätes vom Nichtaufschlagtyp wird ein Tintenstrahl aufzeichnungsgerät begünstigt, da es in einer relativ einfachen Weise hergestellt werden kann und da es in einfacher Weise angepaßt werden kann, um ein Farbaufzeich nungsgerät zu erhalten.

Ein Aufzeichnungskopf eines Tintenstrahlaufzeich nungsgerätes ist mit einer Vielzahl von Druckkammern und Betätigungsvorrichtungen, wie beispielsweise Piezoelemen ten, Heizwiderstandselementen oder ähnlichem ausgestattet, die jeweils diesem zugeordnet sind. Der Aufzeichnungskopf ist auch mit einer Düsenplatte versehen, die teilweise die Druckkammern festlegt und die eine Vielzahl von Öffnungen besitzt, die in bezug auf die Druckkammern entsprechend angeordnet sind. Die Druckkammern stehen mit einem Tinten versorgungstank in Strömungsverbindung und werden mit Tinte gefüllt. Aus den Öffnungen der Düsenplatte werden Tinten tropfen ausgestoßen, indem die Betätigungsvorrichtungen selektiv angetrieben werden und es wird damit eine Punktaufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium, wie bei spielsweise einem Papierblatt unter Verwendung der ausge stoßenen Tintentropfen vorgenommen.

Die Düsenplatte sollte eine ausreichende mecha nische Festigkeit besitzen, damit sie stabil gegenüber Impulsen ist, die durch das Antreiben der Betätigungsvor richtungen erzeugt werden. Da ferner ein Bedarf dafür besteht, die Punktaufzeichnung mit einer höheren Auflösung durchzuführen, sollte eine große Zahl von Öffnungen in der Düsenplatte in einem engen Teilungsabstand ausgebildet werden.

Im allgemeinen sind als ein repräsentatives Verfahren zur Herstellung einer Düsenplatte ein Arbeitsver fahren unter Verwendung eines Laserstrahls, ein Preßform verfahren und ein Elektroformverfahren unter Verwendung einer Elektroplattierung gut bekannt. Das Laserstrahlform verfahren ist kostspielig, da eine Öffnung eine nach der anderen in einem relativ dicken Metallplattenrohling ausge bildet werden muß und da es eine lange Zeit erfordert, um die Öffnungen in dem Metallplattenrohling auszubilden. Obwohl bei dem Druckformverfahren eine große Zahl von Öffnungen auf einmal in einem relativ dicken Metall plattenrohling ausgebildet werden können, verschleißen die Prägestempel der Preßmaschine vorzeitig und sind für Zer störungen aufgrund des großen Preßdruckes, der auf sie ausgeübt wird, empfänglich. Demzufolge ist auch das Druck formungsverfahren kostspielig.

Gemäß dem Elektroformungsverfahren, welches bei spielsweise in dem US-Patent Nr. 4,716,423, der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 4-7155 und in einem Artikel "Orifice Plate Properties" des Hewlett- Packard Journals, August 1988, Seite 30, offenbart ist, ist es möglich, eine Düsenplatte mit niedrigeren Kosten im Ver gleich zu dem Laserstrahlformungsverfahren und dem Druck formungsverfahren herzustellen. Nichtsdestoweniger ist eine Düsenplatte, die mit Hilfe des herkömmlichen Elektrofor mungsverfahrens hergestellt wurde, inhärent mit Defektstel len behaftet, die aus diesem Verfahren stammen, was im fol genden noch im einzelnen erläutert werden soll. Beispielsweise kann ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einer Düsenplatte, die mit Hilfe des herkömmlichen Elektro formungsverfahrens hergestellt worden ist, nicht stabil auf einer Antriebsfrequenz von mehr als 6 KHz betrieben werden, und die Formungsgenauigkeit der Öffnungen ist nicht zuver lässig, so daß Größe und Geschwindigkeit von Tintentropfen, die von den einzelnen Öffnungen ausgestoßen werden, schwan ken.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlgerät zu schaffen, welches einen Tinten strahlaufzeichnungskopf besitzt, der stabil mit einer An triebsfrequenz von mehr als 6 KHz angetrieben werden kann, und der eine Punktaufzeichnung mit einer hohen Auflösung erreicht.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Düsenplatte zu schaffen, die in einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf eingebaut ist, die so ausge führt ist, daß der Tintenstrahlaufzeichnungskopf stabil bei einer Antriebsfrequenz von mehr als 6 KHz angetrieben wer den kann und eine Punktaufzeichnung mit einer hohen Auflö sung liefert.

Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, um eine solche Dü senplatte für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, wie oben erwähnt wurde, herzustellen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät geschaffen, welches eine Düsenplatte für einen Aufzeichnungskopf enthält, wobei die Düsenplatte als eine Metallplatte ausgeführt ist, die mit Hilfe eines Elektroplattierungsprozesses hergestellt wird, wobei wenigstens eine Öffnung in der Metallplatte ausgebildet ist und die Öffnung einen Öffnungsabschnitt enthält, mit einer Beziehung zwischen einem Durchmesser "a" des Öffnungsabschnitts und einer Länge "h" des Öffnungsab schnitts, welche eine Forderung erfüllt, die durch die fol gende Formel (a) definiert ist, wobei ein Winkel "θ", der zwischen einer Innenwandoberfläche des Öffnungsabschnitts und einer Frontfläche der Düsenplatte festgelegt ist, eine Forderung erfüllt, welche durch die folgende Formel (b) de finiert ist:

h/a 1 (a)

60 Θ98 (Grad) (b).

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Er findung wird eine Düsenplatte für einen Tintenstrahlauf zeichnungskopf geschaffen, die als eine Metallplatte ausge führt ist und mit Hilfe eines Elektroplattierungsprozesses erhalten wird, wobei wenigstens eine Öffnung in der Metall platte ausgebildet ist und die Öffnung einen Öffnungsab schnitt enthält, wobei eine Beziehung zwischen einem Durch messer "a" des Öffnungsabschnitts und einer Länge "h" des Öffnungsabschnitts eine Forderung erfüllt, welche durch die folgende Formel (a) definiert ist, und wobei ein Winkel "Θ", der zwischen einer Innenwandfläche des Öffnungsab schnitts und einer Frontfläche der Düsenplatte festgelegt ist, eine Forderung erfüllt, welche durch die folgende Formel (b) definiert ist:

h/a 1 (a)

60 Θ 98 (Grad) (b).

Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Düsen platte für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf geschaffen, welches die folgenden Schritte umfaßt: Aufbringen einer ersten photoempfindlichen Schicht auf einer ersten Seiten fläche eines lichtabschirmenden Metallbleches, indem wenig stens eine Öffnung ausgebildet ist, wobei die Öffnung einen Durchmesser besitzt, der demjenigen einer herzustellenden Öffnung entspricht; Auflenken von Lichtstrahlen auf eine zweite Seitenfläche des lichtabschirmenden Metallbleches, um einen Abschnitt der ersten photoempfindlichen Schicht mit den Lichtstrahlen, die durch die Öffnung hindurchgelan gen zu belichten; Entfernen des verbleibenden Abschnitts der ersten photoempfindlichen Schicht, ausgenommen dem be lichteten Abschnitt derselben, von dem lichtabschirmenden Metallblech, um lediglich den belichteten Abschnitt dersel ben zurückzulassen; Ausbilden und Wachsen lassen einer er sten Metallschicht auf der ersten Seitenfläche des lichtab schirmenden Metallbleches mit Hilfe eines Elektroplattie rungsprozesses; und Entfernen des belichteten Abschnitts von der ersten Metallschicht.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nun folgenden Beschreibung mit Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:

Fig. 1 ein Flußdiagramm ist, um ein herkömmliches Elektroformungsverfahren zur Herstellung einer Düsenplatte für einen Tintenstrahldruckkopf zu erläutern;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht ist, die die Düsenplatte zeigt, welche mit Hilfe des Elektroformungs verfahrens hergestellt wurde, welches in Fig. 1 gezeigt ist;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstel lung ist, die einen Farb-Tintenstrahldrucker zeigt, bei welchem die vorliegende Erfindung verkörpert ist;

Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung ist, welche einen Tintenstrahldruckkopf nach der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht ist, und zwar gesehen entlang einer Linie V-V der Fig. 4;

Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung ist gemäß einer Linie VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung einer Öffnung einer Düsenplatte ist, die in Fig. 6 gezeigt ist;

Fig. 8 ein Flußdiagramm ist, um ein Elektrofor mungsverfahren zur Herstellung einer Düsenplatte nach der vorliegenden Erfindung zu erläutern;

Fig. 9 ein Flußdiagramm ist, um ein anderes Elektroformungsverfahren zur Herstellung einer Düsenplatte nach der vorliegenden Erfindung zu erläutern;

Fig. 10 ein Flußdiagramm ist, um noch ein weiteres Elektroformungsverfahren zur Herstellung einer Düsenplatte nach der vorliegenden Erfindung zu erläutern;

Fig. 11 ein Flußdiagramm ist, um eine Abwandlung des Elektroformungsverfahrens der Fig. 9 zu erläutern;

Fig. 12 eine schematische Darstellung ist, um eine andere Abwandlung des Elektroformungsverfahrens der Fig. 9 zu erläutern; und

Fig. 13 ein Flußdiagramm ist, um eine Abwandlung des Elektroformungsverfahrens der Fig. 10 zu erläutern.

BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Gemäß Fig. 1 ist ein herkömmliches Elektrofor mungsverfahren zur Herstellung einer Düsenplatte schema tisch anhand eines Beispiels gezeigt und es sind vier Schritte 1 bis 4 des Verfahrens jeweils in dieser Zeichnung veranschaulicht. Bei dem Schritt 1 ist mit einem Bezugszei chen 10 ein plattenförmiges Substrat 10 angegeben, welches aus irgendeinem geeigneten Metall, wie beispielsweise rost freiem Stahl, bestehen kann und es sind positive (positive type) Photowiderstandsmuster 12 auf dem Substrat 10 in einer photolithographischen Weise ausgebildet. Es sei her vorgehoben, daß in Fig. 1, obwohl nur ein Photowiderstands muster gezeigt ist, eine Vielzahl von Photowiderstandsmu stern 12 auf dem Substrat 10 mit einem gegebenen Teilungs abstand angeordnet sind. Jedes der Photowiderstandsmuster 12 besitzt in Draufsicht eine kreisförmige Gestalt und das Zentrum desselben stimmt im wesentlichen mit einer zentra len Achse einer auszubildenden Öffnung überein. Bei diesem Beispiel hat das Photowiderstandsmuster 12 einen Durchmes ser von ca. 169 µm und eine Dicke von ca. 0,5 µm. Das Sub strat 10 mit den Photowiderstandsmustern 12 wird in eine Nickel-Plattierungslösung eingetaucht und es wird eine Nickel-Plattierungsschicht 14 mit Hilfe eines Elektroplat tierungsprozesses auf der Seite des Substrats ausgebildet, auf welcher die Photowiderstandsmuster 12 plaziert sind, wie dies beim Schritt 2 gezeigt ist. Die Nickel-Plattie rungsschicht 14 wird weiter wachsen gelassen, indem der Elektroplattierungsprozeß in solcher Weise fortgesetzt wird, daß diese das Photowiderstandsmuster 12 überhängt, wie dies beim Schritt 3 gezeigt ist. Wenn die Nickel- Plattierungsschicht 14 das Photowiderstandsmuster 12 bis zu einem gegebenen Ausmaß überragt, wird der Elektroplattier ungsprozeß angehalten. Dann wird, wie beim Schritt 4 gezeigt ist, die Nickel-Plattierungsschicht 14 als eine Düsenplatte 18 erhalten, die eine Vielzahl von Öffnungen 16 enthält, indem das Substrat 10 und die Photowiderstandsmu ster 12 davon entfernt werden.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Düsen platte 18, die beim Schritt 4 der Fig. 1 erhalten wird. Wie aus dieser Darstellung hervorgeht, ist die Öffnung 16 durch eine konvex gekrümmte Fläche des überragenden Abschnitts der Nickel-Plattierungsschicht 14 (Schritt 3 der Fig. 1) festgelegt. Der Überhangabschnitt besitzt ein bogenförmiges Profil, welches durch einen Radius R definiert ist und wobei ein Zentrum C desselben an einer Stelle eines umfangsmäßigen oberen Rande s oder Kante des Photowider standsmusters 12 gelegen ist. Die nach dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren hergestellte Düsenplatte besitzt eine Dicke von ca. 60 µm, die im wesentlichen gleich ist (t + R). Das "t" entspricht der Dicke des Photowiderstandsmu sters 12. Da bei diesem Beispiel "t" gleich ist 0,5 µm, wie oben angegeben, beträgt "R" ca. 59,5 µm. Auch hat die Öffnung 16 einen minimalen Durchmesser "a" von ca. 50 µm. Es sei darauf hingewiesen, daß in Fig. 2 ein Maß "e" einem Durchmesser (ca. 169 µm) des Photowiderstandsmusters 12 entspricht.

Ein Tintenstrahldruckkopf mit darin eingebauter Düsenplatte 18 wurde tatsächlich hergestellt und wurde an getrieben, um Tintentropfen aus den Öffnungen 16 desselben auszustoßen. Es sei hervorgehoben, daß die Düsenplatte 18 an dem Tintenstrahldruckkopf derart befestigt ist, daß ein Tintentropfen von dem Loch mit dem minimalen Durchmesser der Öffnungen 16 ausgestoßen wird. Bei diesem Test wurden die folgenden Fehler festgestellt:

(1) Erstens konnte der Tintenstrahldruckkopf nicht stabil bei einer Antriebsfrequenz von mehr als 6 KHz angetrieben werden. Speziell konnten alle Tintentropfen, die wiederholt aus der in Betracht stehenden Öffnung 16 ausgestoßen wurden, nicht in einer gegebenen Richtung flie gen. Einige der fliegenden Tintentropfen wichen nämlich von der gegebenen Richtung bei der Antriebsfrequenz von mehr als 6 KHz ab. Auch haben bei der Antriebsfrequenz von mehr als 6 KHz einige der Öffnungen 16 Luft absorbiert, um Luft blasen darin zu erzeugen und es konnte kein Tintentropfen aus diesen Öffnungen 16 ausgestoßen werden. Es kann ange nommen werden, daß die Abweichung der fliegenden Tinten tropfen von einer gegebenen Richtung und die Absorption von Luft in der Öffnung aus der Tatsache folgen, daß die Öff nungen 16 durch die konvex gekrümmte Fläche definiert sind.
(2) Die Formungsgenauigkeit der Öffnungen 16, die gemäß dem Verfahren nach Fig. 1 hergestellt wurden, liegt bei ±5 µm und es sind somit eine Größe und eine Geschwin digkeit der Tintentropfen, die aus den einzelnen Öffnungen ausgestoßen werden, veränderlich.
(3) Im allgemeinen sollten die Öffnungen 16, die einen Öffnungsdurchmesser von ca. 50 µm haben, in der Dü senplatte 18 in einem engen Teilungsabstand von ca. 70 bis ca. 280 µm ausgebildet werden, so daß ein Punktbilddrucken mit einer hohen Auflösung durchgeführt werden kann. Wenn die Düsenplatte 18 nach dem Verfahren der Fig. 1 herge stellt wird, um diesen Anforderungen zu genügen, kann sie eine Dicke von nicht mehr als ca. 120 µm haben. Wenn nämlich die Düsenplatte 18 so hergestellt würde, daß das Punktbilddrucken mit einer hohen Auflösung durchgeführt werden kann, kann sie keine ausreichende mechanische Festigkeit haben, um widerstandsfähig gegenüber Impulsen zu sein, die durch den Tintenstrahldruckkopfes erzeugt werden.

Fig. 3 zeigt schematisch ein Tintenstrahlauf zeichnungsgerät, welches als ein Farb-Tintendrucker ausge führt ist und bei dem die vorliegende Erfindung verkörpert ist. Der Tintenstrahldrucker enthält eine Schreibwalze 20, die drehbar in einem Gehäuse desselben angeordnet ist. Wäh rend einer Druckoperation wird die Schreibwalze 20 inter mittierend durch einen geeigneten Antriebsmotor 22 gedreht und es wird somit ein Papierblatt P intermittierend mit einer gegebenen Förderteilung in einer Richtung gefördert, die durch einen Pfeil A in Fig. 3 angegeben ist. Auch ent hält der Tintenstrahldrucker eine Führungsstange 24, die sicher in dem Druckergehäuse untergebracht ist und über der Schreibwalze 20 und parallel zu dieser positioniert ist, wobei ein Wagen 26 verschiebbar auf der Führungsstange 24 montiert ist. Der Wagen 26 ist an einen Endlos- Antriebs riemen 28 angeschlossen, der durch einen geeigneten An triebsmotor 30 angetrieben ist, so daß der Wagen 26 in bei den Richtungen entlang der Schreibwalze 20 bewegt werden kann.

Ein Tintenstrahldruckkopf 32 für Schwarz und ein Tintenstrahldruckkopf 24 für Farbe sind an dem Wagen 26 montiert und jeder der Druckköpfe 32 und 34 besitzt eine Düsenplatte, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausge führt ist, wie im folgenden im einzelnen erläutert wird. Die Düsenplatte besitzt eine Vielzahl von Öffnungen, die in dieser ausgebildet sind und in einem gegebenen Teilungsab stand angeordnet sind. Der Tintenstrahldruckkopf 32 für Schwarz ist mit einem Schwarz-Tintentank 26 ausgestattet, der abnehmbar an diesem befestigt ist, und der Farb-Tin tenstrahldruckkopf 34 ist mit drei Farb-Tintentanks 38, 40 und 42 ausgestattet, die abnehmbar an diesem befestigt sind. Der Tintentank 36 für schwarz enthält eine schwarze Tinte und die jeweiligen Farb-Tintentanks 38, 40 und 42 enthalten eine gelbe Tinte, eine cyanfarbene Tinte und eine magentafarbene Tinte. Wenn der Wagen 26 entlang der Schreibwalze 20 bewegt wird, werden die Druckköpfe 32 und 34 auf der Grundlage der Bilddaten getrieben, die von einem Wortprozessor, einem Personalcomputer oder ähnlichem, er halten werden, und es wird somit ein Punktdruckvorgang auf dem Papierblatt durchgeführt.

Immer wenn die Druckoperation angehalten wird, wird der Wagen 26 in eine Ausgangsposition zurückgeführt, in welcher ein Düseninstandhaltungsmechanismus 44 vorgese hen ist. Der Düseninstandhaltungsmechanismus 44 enthält be wegbare Saugkappen (nicht gezeigt) und eine Saugpumpe (nicht gezeigt), die an die Saugkappen angeschlossen ist. Wenn die Druckköpfe 32 und 34 in die Ausgangsposition ge bracht sind, werden die Saugkappen zu den Düsenplatten der Druckköpfe 32 und 34 bewegt und es wird dann die Saugpumpe angetrieben, so daß die Öffnungen der Düsenplatten über die Saugkappen ausgesaugt werden, wodurch eine mögliche Ver stopfung der Öffnungen verhindert werden kann.

Fig. 4 zeigt einen Tintenstrahldruckkopf nach der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels, welcher in einem Tintenstrahldrucker, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, eingebaut sein kann. Der Tintenstrahldruckkopf enthält ein Halterungsteil 64, welches als kastenförmiger Rahmen ausge führt ist, und eine Druckplatte 66, die an einer Frontflä che des Halterungsteiles 64 angeordnet ist und aus einem geeigneten Metall hergestellt ist, wobei ein plattenförmi ges Kissenelement 68 an einer Frontfläche der Druckplatte 66 vorgesehen ist und aus einem nachgiebigen Material, wie beispielsweise Silikongummi, hergestellt ist, ferner eine Druckkammerplatte 70 an einer Frontfläche des plattenförmi gen Kissenelements 68 angeordnet ist und aus einem steifen Material, wie beispielsweise einem geeigneten Metall, einem Keramikmaterial oder ähnlichem, hergestellt ist und wobei eine Düsenplatte 74 an einer Frontfläche der Druckkammer platte 70 vorgesehen ist und in dieser eine Vielzahl von Öffnungen 72 ausgebildet sind. Das plattenförmige Kissen element 68 dient auch als eine Klebemittelschicht zum Aneinanderbinden der Druckplatte 66 und der Druckkammer platte 70. Es kann nämlich das plattenförmige Kissenelement 68 dadurch erhalten werden, indem man die Frontfläche der Druckplatte 66 mit einem Klebemittel auf Silikongummibasis beschichtet und indem man die Druckkammerplatte 70 auf die aufgeschichtete Klebemittelschicht aufbringt. Die Öffnungen 72 sind so angeordnet, daß vier Spalten gebildet werden, wie in Fig. 4 gezeigt ist.

Das Halterungsteil 64 besitzt vier obere Füh rungsnuten 64a, die in einer Innenwandfläche einer oberen Wand desselben ausgebildet sind, und enthält vier untere Führungsnuten 64b, die an einer Innenwandfläche einer Bo denwand desselben ausgebildet sind, wobei die oberen und die unteren Führungsnuten 64a und 64b jeweils zueinander genau zusammenpassen. Die vier Paare von zusammenpassenden oberen und unteren Führungsnuten 64a und 64b nehmen jeweils vier Piezo-Betätigungsanordnungen 76 auf und halten diese in Lage, von denen jede einen Stapel von plattenförmigen Piezoelementen 76a enthält. Jede der Piezo-Betätigungsan ordnungen 76 ist mit einem flexiblen flachen Kabel 76b aus gestattet, welches daran angeschlossen ist, um selektiv Treiberimpulse an die plattenförmigen Piezoelemente 76a, die darin enthalten sind, anzulegen.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, besitzt die Druck platte 66 eine Vielzahl von rechteckförmigen Druckelementen 66a, die darin ausgebildet sind. Insbesondere ist jedes der Druckelemente 66a durch gestaltete Schlitze 66b, die in der Druckplatte 66 ausgebildet sind, definiert und ist mit der Druckplatte 66 über Gelenkabschnitte 66c verbunden, die ebenfalls durch gestaltete Schlitze 66b festgelegt sind. Die Druckelemente 66a sind entsprechend hinsichtlich der Anordnung der Öffnungen 72 angeordnet. Die Druckkammerplat te 70 besitzt eine Vielzahl von darin ausgebildeten Öffnun gen 70a und diese Öffnungen 70a sind auch entsprechend in bezug auf die Anordnung der Öffnungen 72 angeordnet. Wie am besten in Fig. 6 zu sehen ist, wird dann, wenn der Tinten strahldruckkopf hergestellt wird, jede der Öffnungen 70a durch ein entsprechendes Druckelement 66a und die Düsen platte 74 verschlossen, um dadurch dazwischen eine Druck kammer 70a′ festzulegen.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, besitzt die Druckkam merplatte 70 einen Umfangsschlitz 70b, der in der Frontflä che derselben ausgebildet ist, und der umfangsmäßig verlau fende Schlitz 70b steht mit einem durchgehenden Loch 70c in Strömungsverbindung, welches in einer Ecke der Druckkammer platte 70 ausgebildet ist. Obwohl dies in Fig. 4 nicht ge zeigt ist, um eine komplexe Darstellung zu vermeiden, sind eine Vielzahl von verzweigten Schlitzen 70d (Fig. 6) in der Frontfläche der Druckkammerplatte 70 ausgebildet, um die Druckkammern 70a′ mit dem umfangsmäßig verlaufenden Schlitz 70b in Strömungsverbindung zu bringen. Die Druckplatte 66 besitzt ein durchgehendes Loch 66d, welches in einer Ecke derselben ausgebildet ist, die der Ecke der Druckkammer platte 70 entspricht, in welcher das Loch 70c ausgebildet ist. In ähnlicher Weise besitzt das Kissenelement 68 eine durchgehende Bohrung 68a, die in einer entsprechenden Ecke desselben ausgebildet ist. Wenn der Tintenstrahldruckkopf hergestellt wird, definieren die Löcher 66d, 66a und 70c einen Tintenkanal, der eine Fortsetzung eines Tintenkanals 64c bildet, welcher in dem Halterungsteil 64 ausgebildet ist. Der Tintenkanal 66c steht in Strömungsverbindung mit einem Tinteneinlaßport 64d, der in dem Halterungsteil 64 vorgesehen ist. Der Tinteneinlaßport 64d ist mit einem Tintentank (nicht gezeigt) verbunden und es werden somit die Druckkammern 70a′ mit der aus dem Tintentank zugeführ ten Tinte gefüllt.

Wie aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, ist jede der Öffnungen 72 einer entsprechenden Druckkammer 70a′ zugeord net, wobei diese in einer Strömungsverbindung mit derselben steht und jedes der plattenförmigen Piezoelemente 76b ist ebenfalls einem entsprechenden Druckelement 66a so zugeord net, daß es gegen dasselbe anstößt. Wenn das plattenförmige Piezoelement 76b durch einen Treiberimpuls angetrieben wird, wird das entsprechende Druckelement 66a einem Impuls ausgesetzt, wie durch einen Pfeil R in Fig. 6 angezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Druckwelle in einem Kör per der Tinte erzeugt, die in der Druckkammer 70a′ gehalten wird, und es wird daher ein Tintentropfen "D" aus der Öff nung 72 ausgestoßen.

Fig. 7 ist eine vergrößerte Darstellung der Öff nung 72 der Düsenplatte 74, die in Fig. 6 gezeigt ist. Die Öffnung 72 enthält einen Öffnungsabschnitt 72a und einen vergrößerten hinteren Abschnitt 72b. In Fig. 7 ist mit "a" ein Auslaßdurchmesser des Öffnungsabschnitts 72a angegeben; mit "b" ist ein Einlaßdurchmesser des Öffnungsabschnitts 72a angegeben; mit "h" ist eine Länge des Öffnungsab schnitts 72a angegeben; mit "d" ist ein Durchmesser des vergrößerten hinteren Abschnitts 72b angegeben; und "Θ" gibt einen Winkel an, der zwischen einer Innenwandfläche des Öffnungsabschnitts 72a (genauer gesagt einer Generatrix davon) und einer Frontfläche der Düsenplatte 74 festgelegt ist. Gemäß einer in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform wird die Düsenplatte 74 so hergestellt, daß die Öffnung 72 die Anforderungen erfüllt, die durch die folgenden Formeln (a), (b< und (c) definiert sind:

h/a 1 (a)

Θ = 90 ± 2 (Grad) (b)

a<d (c).

Es sei darauf hingewiesen, daß bei dieser Ausführungsform der Auslaßdurchmesser "a" des Öffnungsabschnitts 72a im we sentlichen gleich ist dem Einlaßdurchmesser "b" desselben.

Wenn die Herstellung der Düsenplatte 74 so durch geführt wird, daß die Öffnung 72 die in den Formeln (a), (b) und (c) definierten Anforderungen erfüllt, kann der Tintenstrahldruckkopf selbst bei einer hohen Treiberfre quenz im Bereich von ca. 6 bis 10 KHz betrieben werden und es kann somit ein Punktdruckvorgang mit einer höheren Auf lösung realisiert werden. Es können nämlich alle die Tin tentropfen, die wiederholt von der Öffnung 72 ausgestoßen werden, im wesentlichen in eine gegebene Richtung fliegen.

Gemäß Fig. 8 ist ein Elektroformungsverfahren zur Herstellung der Düsenplatte 74, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, schematisch dargestellt und es sind fünf Schritte 1 bis 5 des Verfahrens in dieser Zeichnung als repräsentativ veranschaulicht.

Bei dem Schritt 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 78 ein Blech, welches aus einem geeigneten Metall, wie bei spielsweise Nickel, hergestellt ist und eine Dicke von ca. 50 µm hat. Kreisförmige Öffnungen 78a sind in dem Nickel blech 78 ausgebildet und haben einen Durchmesser, der dem jenigen des Öffnungsabschnitts 72a der Öffnung 72 ent spricht. Ein positiver Photowiderstandsfilm mit einer ge wünschten Dicke wird als eine Photowiderstandsschicht 80 auf eine Seitenfläche des Nickelbleches 78 aufgetragen. Die andere Seitenfläche des Nickelbleches 78 und die inneren Umfangsrandflächen der Öffnungen 78a werden einer Behand lung mit einer nicht leitenden Beschichtung unterzogen. Beispielsweise können die Oberflächen mit einem geeigneten Polymer, einem geeigneten Oxid oder ähnlichem beschichtet werden. Die Photowiderstandsschicht 80 wird mit parallel verlaufenden Ultraviolettstrahlen 82 in solcher Weise bestrahlt, daß das Nickelblech 78 als Photomaske dient. Es wird nämlich lediglich die zylinderförmig gestaltete Masse des Photowiderstandes, die jeder Öffnung 78a entspricht, mit den parallelen Ultraviolettstrahlen 82 belichtet.

Wenn danach ein nicht belichteter Abschnitt der Photowiderstandsschicht 80 durch einen Entwicklungsprozeß entfernt wird, bleiben die belichteten Abschnitte, d. h. die zylinderförmigen Abschnitte 80′ auf dem Nickelblech 78 zu rück, wie dies beim Schritt 2 gezeigt ist. Es wird dann das Nickelblech 78 mit den zylinderförmigen Abschnitten 80′ in eine Nickel-Plattierungslösung eingetaucht und es wird eine Nickel-Plattierungsschicht 84 ausgebildet und mit Hilfe eines Elektroplattierungsprozesses auf der leitfähigen Oberfläche des Nickelbleches 78 so lange wachsen gelassen, bis die Dicke der Nickel-Plattierungsschicht 84 die Höhe des zylinderförmigen Abschnitts 80′ erreicht.

Nachfolgend wird eine positive, dünne Photowider standsschicht mit einer gewünschten Dicke als Photowider standsschicht 86 auf die Nickel-Plattierungsschicht 84 aufgebracht, wie dies beim Schritt 3 gezeigt ist. Es wird dann eine Photomaske 88 mit darin ausgebildeten kreis förmigen Öffnungen 88a auf die Photowiderstandsschicht 86 aufgebracht und wird dort so in Lage gebracht, daß die Öffnungen 88a jeweils mit den zylinderförmigen Abschnitten 80′ ausgerichtet sind. Jede der Öffnungen 88a besitzt einen Durchmesser, der demjenigen des vergrößerten hinteren Ab schnitts 72b der Öffnung 72 entspricht. Die Photowider standsschicht 86 wird mit parallelen Ultraviolettstrahlen 90 über die Photomaske 88 bestrahlt. Es wird nämlich lediglich eine zylinderförmig gestaltete Masse des Photowiderstandes, die jeder Öffnung 88a entspricht, durch die parallelen Ultraviolettstrahlen 90 belichtet.

Wenn danach ein nicht belichteter Abschnitt der Photowiderstandsschicht 86 durch einen Entwicklungsprozeß entfernt wird, bleiben die belichteten Abschnitte, d. h. die zylinderförmigen Abschnitte 88′ auf den zylinderförmigen Abschnitten 80′ jeweils zurück, wie bei dem Schritt 4 ge zeigt ist. Es wird dann die Nickel-Plattierungsschicht 84 mit Hilfe eines Elektroplattierungsprozesses weiter wachsen gelassen, bis die Dicke der Nickel-Plattierungsschicht 84 die Höhe des zylinderförmigen Abschnitts 88′ erreicht.

Es wird dann, wie dies beim Schritt 5 angezeigt ist, die Nickel-Plattierungsschicht 84 als eine Düsenplatte 74 erhalten, wie diese in Fig. 7 gezeigt ist, indem die zy linderförmigen Abschnitte 80′ und 88′ von der Nickel-Plat tierungsschicht 84 entfernt werden. Die Formungsgenauigkeit der Öffnungen 72, die gemäß dem Verfahren nach Fig. 8 hergestellt wurden, war wie folgt:

3σ = ± 2 µm (σ: Standardabweichung).

Gemäß Fig. 9 ist ein anderes Elektroformungsver fahren zur Herstellung der Düsenplatte 74, die in Fig. 7 gezeigt ist, schematisch veranschaulicht und es sind sieben Schritte 1 bis 7 dieses Verfahrens in dieser Zeichnung als repräsentativ wiedergegeben.

Bei dem Schritt 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 92 ein transparentes Substrat, welches aus Glas, Polykarbonat, Polystyren, Polyester, Acrylharz oder ähnlichem hergestellt sein kann. Eine transparente leitfähige Schicht 94, wie beispielsweise eine ITO(Indium-Zinn-Oxid)-Schicht, eine Indium-Oxid-Schicht, eine Zinn-Oxid-Schicht oder ähnliches mit einer Dicke von 1000 Å ist auf dem Substrat 92 mit Hil fe eines Vakuumsprühprozesses ausgebildet. Die transparente leitfähige Schicht 94 ist mit einem positiven Photowider standsmaterial schleuderbeschichtet, um darauf eine Photo widerstandsschicht 96 auszubilden, die eine Dicke von ca. 1 bis ca. 3 µm hat. Auf die Photowiderstandsschicht 96 wird eine Photomaske 98 aufgebracht und hat in ihr ausgebildete kreisförmige Öffnungen 98a. Jede der Öffnungen 98a hat einen Durchmesser, der demjenigen des Öffnungsabschnitts 72a der Öffnung 72 entspricht, die in Fig. 7 gezeigt ist. Die Photowiderstandsschicht 96 wird mit parallelen Ultra violettstrahlen 100 über die Photomaske 98 bestrahlt. Es wird nämlich lediglich eine scheibenförmig gestaltete Masse des Photowiderstandes, die jeder Öffnung 98a entspricht, mit den parallelen Ultraviolettstrahlen 100 belichtet.

Wenn danach ein nicht belichteter Abschnitt der Photowiderstandsschicht 96 mit Hilfe eines Entwicklungs prozesses entfernt wird, bleiben die belichteten Abschnit te, d. h. die scheibenförmigen Abschnitte 96′ auf der transparenten leitfähigen Schicht 94 zurück, wie dies beim Schritt 2 gezeigt ist. Es wird dann die Nickel-Plattie rungsschicht 102 mit Hilfe eines Elektroplattierungsprozes ses ausgebildet und wachsen gelassen, bis die Dicke der Nickel-Plattierungsschicht 102 gleich ca. 2 µm geworden ist, was der Dicke des scheibenförmig gestalteten Ab schnitts 96′ entspricht.

Anschließend wird eine dünne positive Photowider standsschicht mit einer Dicke von ca. 50 µm als Photowider standsschicht 104 auf die Nickel-Plattierungsschicht 102 aufgebracht, wie dies beim Schritt 3 gezeigt ist. Es wird dann die Photowiderstandsschicht 104 mit parallelen Ultra violettstrahlen 106 auf solche Weise bestrahlt, daß die Nickel-Plattierungsschicht 102 als Photomaske dient. Es wird nämlich lediglich die zylinderförmig gestaltete Masse des Photowiderstandes, die dem scheibenförmig gestalteten Abschnitt 96′ entspricht, durch die parallelen Ultravio lettstrahlen 106 belichtet.

Wenn danach ein nicht belichteter Abschnitt der Photowiderstandsschicht 104 mit Hilfe eines Entwicklungs prozesses entfernt wird, verbleiben die belichteten Ab schnitte, d. h. die zylinderförmigen Abschnitte 104′, auf dem scheibenförmig gestalteten Abschnitt 96′ zurück, wie dies beim Schritt 4 gezeigt ist. Es wird dann die Nickel- Plattierungsschicht 102 mit Hilfe eines Elektroplattie rungsprozesses weiter wachsen gelassen, bis die Dicke der Nickel-Plattierungsschicht 102 die Höhe des zylinder förmigen Abschnitts 104′ erreicht hat.

Anschließend wird eine positive dünne Photowider standsschicht mit einer Dicke von ca. 50 µm als Photowider standsschicht 108 auf die Nickel-Plattierungsschicht 102 aufgetragen, wie dies beim Schritt 5 gezeigt ist. Es wird dann eine Photomaske 110 mit darin ausgebildeten kreis förmigen Öffnungen 110a auf die Photowiderstandsschicht 108 aufgebracht und wird darauf in solcher Weise in Lage ge bracht, daß die Öffnungen 110a jeweils mit den zylinder förmigen Abschnitten 104′ ausgerichtet sind. Jede der Öff nungen 110a besitzt einen Durchmesser, der demjenigen des vergrößerten rückwärtigen Abschnitts 72b der Öffnung 72 entspricht, die in Fig. 7 gezeigt ist. Die Photowider standsschicht 108 wird mit parallelen Ultraviolettstrahlen 112 über die Photomaske 110 bestrahlt. Es wird dabei le diglich eine zylinderförmig gestaltete Masse des Photowi derstandes, die jeder Öffnung 110a entspricht, mit den parallelen Ultraviolettstrahlen 112 belichtet.

Wenn danach ein nicht belichteter Abschnitt der Photowiderstandsschicht 108 mit Hilfe eines Entwicklungs prozesses entfernt wird, bleiben die belichteten Abschnit te, d. h. die zylinderförmigen Abschnitte 108′ jeweils auf den zylinderförmigen Abschnitten 104′ zurück, wie dies beim Schritt 6 gezeigt ist. Es wird dann die Nickel-Plattie rungsschicht 102 mit Hilfe eines Elektroplattierungspro zesses weiter wachsen gelassen, bis die Dicke der Nickel- Plattierungsschicht 102 die Höhe des zylinderförmigen Ab schnitts 108′ erreicht.

Es wird dann, wie beim Schritt 7 angezeigt ist, die Nickel-Plattierungsschicht 102 als eine Düsenplatte 74, die in Fig. 7 gezeigt ist, dadurch erhalten, indem der scheibenförmige Abschnitt 96′ und die zylinderförmigen Ab schnitte 104′ und 118′ von der Nickel-Plattierungsschicht 102 entfernt werden und in dem die Nickel-Platterierungs schicht 102 von der transparenten leitfähigen Schicht 94 getrennt wird. Die Formungsgenauigkeit des Durchmessers "a" der Öffnungen 72, die gemäß dem Verfahren nach Fig. 9 hergestellt wurden, war wie folgt:

3σ = ± 1,2 µm (σ: Standardabweichung).

Auch waren die Beziehungen unter den oben erwähnten Abmaß- Parametern der Öffnungen 72 wie folgt:

h/a = 1,45

Θ = 92,2 Grad

a/d = 0,028.

Bei dem Verfahren nach Fig. 9 können, nachdem die transparente leitfähige Schicht 64 auf dem transparenten Substrat 92 ausgebildet ist, kreisförmige Öffnungen, die dem scheibenförmigen Abschnitt 96′ entsprechen, in der transparenten leitfähigen Schicht 94 mit Hilfe eines Ätz prozesses ausgebildet werden. In diesem Fall kann die Elek troplattierungsschicht 102 auf der transparenten leitfähi gen Schicht 94 ohne Verwendung des scheibenförmigen Ab schnitts 96′ ausgebildet werden.

In Fig. 10 ist ein noch anderes Elektroformungs verfahren zur Herstellung der Düsenplatte 74, die in Fig. 7 gezeigt ist, schematisch gezeigt und es sind in dieser Zeichnung neun Schritte 1 bis 9 als repräsentativ veran schaulicht.

Bei dem Schritt 1 ist mit einem Bezugszeichen 114 ein transparentes Substrat, wie beispielsweise ein Glas substrat, angezeigt, wobei auf dem Substrat 114 eine trans parente Harzschicht 116, wie beispielsweise eine transpa rente Polykarbonatschicht mit einer Dicke von ca. 1 µm, ausgebildet ist. Eine Nickelschicht 118 mit einer Dicke von 1000 A ist auf der transparenten Harzschicht 116 mit Hilfe eines Vakuumaufsprühprozesses ausgebildet. Es wird dann die Nickelschicht 18 mit einem positiven Photowiderstandsmate rial schleuderbeschichtet, um eine Photowiderstandsschicht 120 mit einer geeigneten Dicke auszubilden. Auf die Photo widerstandsschicht 120 wird eine Photomaske 122 aufgebracht und diese ist aus einem geeigneten transparenten Material hergestellt, besitzt jedoch kreisförmige lichtundurchlässi ge Zonen 122a. Jede der kreisförmigen lichtundurchlässigen Zonen 122a hat einen Durchmesser, der demjenigen des Öff nungsabschnitts 72a der Öffnung 72 entspricht, die in Fig. 7 gezeigt ist. Die Photowiderstandsschicht 120 wird mit parallelen Ultraviolettstrahlen 124 bestrahlt. Dabei kann lediglich eine scheibenförmig gestaltete Zone der Photowi derstandsschicht 120, welche jeder lichtundurchlässigen Zone 122a entspricht, durch die parallelen Ultraviolett strahlen 124 nicht belichtet werden.

Danach werden lediglich nicht belichtete kreis förmige Abschnitte der Photowiderstandsschicht 120, die den kreisförmigen lichtundurchlässigen Zonen 122a entsprechen, mit Hilfe eines Entwicklungsprozesses entfernt und es wer den somit kreisförmige Zonen der Nickelschicht 118, die den lichtundurchlässigen Zonen 122a entsprechen, freigelegt. Es werden dann die Nickelmaterialien von den freigelegten kreisförmigen Zonen der Nickelschicht 118 mit Hilfe eines Ätzprozesses entfernt, so daß kreisförmige Öffnungen 118′ in der Nickelschicht 118 ausgebildet werden, wie beim Schritt 2 gezeigt ist. Jede der kreisförmigen Öffnungen 118′ hat einen Durchmesser, der demjenigen des Öffnungsab schnitts 72a der Öffnung 72 entspricht, die in Fig. 7 ge zeigt ist.

Anschließend wird der belichtete Abschnitt der Photowiderstandsschicht 120 von der Nickelschicht 118 ent fernt und es wird dann eine positive dünne Photowider standsschicht mit einer Dicke von ca. 50 µm als Photowider standsschicht 126 auf die Nickelschicht 118 aufgebracht, wie dies beim Schritt 3 gezeigt ist. Es wird dann die Pho towiderstandsschicht 126 mit parallelen Ultraviolettstrah len 128 in solcher Weise bestrahlt, daß die Nickelschicht 118 als Photomaske dient. Dabei wird lediglich eine zylin derförmig gestaltete Masse des Photowiderstandes, die jeder kreisförmigen Öffnung 118′ entspricht, durch die parallelen Ultraviolettstrahlen 128 belichtet.

Wenn danach ein nicht belichteter Abschnitt der Photowiderstandsschicht 126 mit Hilfe eines Entwicklungs verfahrens entfernt wird, verbleiben die belichteten Ab schnitte, d. h. die zylinderförmigen Abschnitte 126′, auf den Zonen der kreisförmigen Öffnungen 118′ jeweils zurück, was beim Schritt 4 gezeigt ist. Es wird dann die Nickel- Plattierungsschicht 130 mit Hilfe eines Elektroplattie rungsprozesses ausgebildet und wachsen gelassen, bis die Dicke der Nickelplattierungsschicht 130 die Höhe des zylin derförmigen Abschnitts 126′ erreicht.

Nachfolgend wird eine positive dünne Photowider standsschicht mit einer Dicke von ca. 50 µm als die Photo widerstandsschicht 132 auf die Nickel-Plattierungsschicht 130 aufgebracht, wie dies beim Schritt 5 gezeigt ist. Es wird dann die Photowiderstandsschicht 132 mit parallelen Ultraviolettstrahlen 134 in solcher Weise bestrahlt, daß die Nickelschicht 118 als Photomaske dient. Dabei wird le diglich eine zylinderförmig gestaltete Masse des Photowi derstands, die jedem zylinderförmigen Abschnitt 126′ ent spricht, durch die parallelen Ultraviolettstrahlen 134 belichtet.

Wenn danach ein nicht belichteter Abschnitt der Photowiderstandsschicht 132 mit Hilfe eines Entwicklungs verfahrens entfernt wird, bleiben die belichteten Ab schnitte, d. h. die zylinderförmigen Abschnitte 132′ jeweils auf den zylinderförmigen Abschnitten 126′ zurück, wie dies beim Schritt 6 gezeigt ist. Es wird dann die Nickel-Plat tierungsschicht 130 mit Hilfe eines Elektroplattierungspro zesses weiter wachsen gelassen, bis die Dicke der Nickel- Plattierungsschicht 130 die Höhe des zylinderförmigen Ab schnitts 132′ erreicht.

Nachfolgend wird eine positive dünne Photowider standsschicht mit einer Dicke von ca. 100 µm als Photowi derstandsschicht 136 auf die Nickel-Plattierungsschicht 130 aufgebracht, wie bei dem Schritt 7 gezeigt ist. Es wird dann eine Photomaske 138 mit darin ausgebildeten kreis förmigen Öffnungen 138a auf der Photowiderstandsschicht 136 ausgebildet und wird darauf so plaziert, daß die Öffnungen 138a jeweils mit den zylinderförmigen Abschnitten 132′ aus gerichtet sind. Jede der Öffnungen 138a besitzt einen Durchmesser, der demjenigen des erweiterten rückwärtigen Abschnitts 72b der Öffnung 72 entspricht, die in Fig. 7 ge zeigt ist. Die Photowiderstandsschicht 136 wird mit paral lelen Ultraviolettstrahlen 140 über die Photomaske 138 be strahlt. Dabei wird lediglich eine zylinderförmig gestalte te Masse des Photowiderstandes, die jeder Öffnung 138a ent spricht, durch die parallelen Ultraviolettstrahlen 140 be lichtet.

Wenn danach ein nicht belichteter Abschnitt der Photowiderstandsschicht 136 mit Hilfe eines Entwicklungs prozesses entfernt wird, bleiben die belichteten Abschnit te, d. h. die zylinderförmigen Abschnitte 136′, jeweils auf den zylinderförmigen Abschnitten 132′ zurück, wie dies beim Schritt 8 veranschaulicht ist. Es wird dann die Nickel- Plattierungsschicht 130 mit Hilfe eines Elektroplattie rungsprozesses weiter wachsen gelassen, bis die Dicke der Nickel-Plattierungsschicht 130 die Höhe des zylinderförmi gen Abschnitts 136′ erreicht.

Dann wird, wie beim Schritt 9 dargestellt ist, die Nickel-Plattierungsschicht 130 als eine Düsenplatte 74 erhalten, die in Fig. 7 gezeigt ist, indem die zylinder förmigen Abschnitte 126′, 132′ und 136′ von der Nickel- Plattierungsschicht 130 entfernt werden und indem die Nickel-Plattierungsschicht 130 von der transparenten Harz schicht 116 abgetrennt wird. Die Formungsgenauigkeit des Durchmessers "a" der Öffnungen 72, die gemäß dem Verfahren nach Fig. 10 hergestellt wurden, war wie folgt:

3σ = ± 1,2 µm (σ: Standardabweichung).

Auch waren die Beziehungen zwischen den oben erwähnten Ab maß-Parametern der Öffnungen 72 wie folgt:

h/a = 2,5

Θ = 93,5 Grad

a/d = 0,028.

Fig. 11 zeigt eine Abwandlung des Elektrofor mungsverfahrens der Fig. 9. Bei dem Schritt 3 des abgewan delten Verfahrens werden die parallelen Ultraviolettstrah len 106 über eine lichtstreuende Platte 142 auf die Photo widerstandsschicht 104 aufgelenkt. Es wird nämlich die Pho towiderstandsschicht 104 mit den gestreuten Ultraviolett strahlen 106 bestrahlt.

Es sind daher die belichteten Abschnitte 104′′ der Photowiderstandsschicht 104 kegelstumpfförmig gestaltet, wie dies beim Schritt 4 des abgewandelten Verfahrens ge zeigt ist, und es ist dadurch der Öffnungsabschnitt 72a der Öffnung 72, der bei dem Schritt 7 des abgewandelten Verfah rens erzeugt wurde, durch eine kegelstumpfförmige Wandflä che definiert. Die lichtstreuende Platte 142 kann aus einer Quarzplatte bestehen, von der eine Seitenfläche sandgebla sen ist (Sand Nr. 200). Wenn diese streuende Platte 142 im Abstand von dem Glassubstrat 92 gemäß einem Abstand von 1,2 mm angeordnet wurde, betrug der Verjüngungswinkel "Θ" der Innenwandfläche der Öffnung 72 ca. 75 Grad. Der Verjün gungswinkel "Θ" ist durch Verändern des Abstandes zwischen dem Glassubstrat 92 und der streuenden Platte 142 und/oder durch Verändern des Streuungsgrades der streuenden Platte 142 einstellbar. Wenn der Verjüngungswinkel "Θ" mehr als 60 Grad beträgt, kann der Tintenstrahldruckkopf bei einer hohen Antriebsfrequenz im Bereich von ca. 6 bis 10 KHz stabil angetrieben werden.

Der Verjüngungswinkel "Θ" der Öffnung 72 kann durch Drehen des Substrats 92 um eine Drehachse erhalten werden, die parallel zu den parallelen Ultraviolettstrahlen verläuft, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Da nämlich das Sub strat 92 um einen Winkel "Θ" gegenüber der Drehachse ge neigt ist, sind die belichteten Abschnitte der Photowider standsschicht 104 kegelstumpfförmig gestaltet. Andererseits kann die Lichtquelle der parallelen Ultraviolettstrahlen gedreht werden, um den Verjüngungswinkel "Θ" der Öffnung 72 zu erhalten.

Fig. 13 zeigt eine Abwandlung des Elektrofor mungsverfahrens der Fig. 10. Bei dem Schritt 3 des abge wandelten Verfahrens werden parallele Ultraviolettstrahlen 128 über eine lichtstreuende Platte 142 auf die Photowider standsschicht 126 gelenkt. Es wird nämlich die Photowider standsschicht 128 mit gestreuten Ultraviolettstrahlen 128 bestrahlt. Demzufolge sind die belichteten Abschnitte 126′′ der Photowiderstandsschicht 126 kegelstumpfförmig gestal tet, wie dies bei dem Schritt 4 des abgewandelten Verfah rens gezeigt ist. Auch werden bei dem Schritt 5 des abge wandelten Verfahrens die parallelen Ultraviolettstrahlen 134 über die lichtstreuende Platte 142 auf die Photowider standsschicht 132 gelenkt. Es wird nämlich die Photowider standsschicht 132 mit den gestreuten Ultraviolettstrahlen 134 bestrahlt. Demzufolge sind die belichteten Abschnitte 132′′ der Photowiderstandsschicht 132 kegelstumpfförmig ge staltet, wie dies bei dem Schritt 6 des abgewandelten Ver fahrens gezeigt ist. Es ist somit der Öffnungsabschnitt 72a der Öffnung 72, der bei dem Schritt 9 des abgewandelten Verfahrens hergestellt wird, durch eine kegelstumpfförmige Wandfläche definiert.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei der vorliegen den Erfindung die Düsenplatte 74 aus anderen Metallmateria lien als Nickel hergestellt werden kann.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Innen wandfläche der Öffnung der Düsenplatte durch eine lineare Generatrix definiert ist und da ein Winkel, der zwischen der linearen Generatrix und der Frontfläche der Düsenplatte festgelegt ist, mehr als ca. 60 Grad beträgt und weniger als ca. 98 Grad beträgt, kann der Tintenstrahldruckkopf selbst bei einer hohen Treiberfrequenz im Bereich von ca. 6 bis ca. 10 KHz stabil getrieben werden und es kann somit ein Punktdrucken mit einer hohen Auflösung realisiert wer den.

Schließlich ist es für den Fachmann auf dem vor liegenden Gebiet offensichtlich, daß die vorangegangene Beschreibung lediglich eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft und daß verschiedene Änderungen und Ab wandlungen bei der vorliegenden Erfindung vorgenommen wer den können, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Erfin dung zu verlassen.

Claims

1. Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einer Düsen platte für einen Aufzeichnungskopf desselben, wobei die Dü senplatte als Metallplatte ausgebildet ist und mit Hilfe eines Elektroplattierungsprozesses erhalten wird, wenig stens eine Öffnung in der Metallplatte ausgebildet ist, wo bei diese Öffnungen einen Öffnungsabschnitt aufweist, bei dem eine Beziehung zwischen einem Durchmesser "a" des Öff nungsabschnitts und einer Länge "h" des Öffnungsabschnitts eine durch die folgende Formel (a) definierte Forderung er füllt und ein Winkel "Θ", der zwischen einer Innenwandflä che des Öffnungsabschnitts und einer Frontfläche der Düsen platte definiert ist, eine Forderung erfüllt, die durch die folgende Formel (b) definiert ist: h/a 1 (a)60 Θ 98 (Grad) (b).

2. Düsenplatte für einen Tintenstrahlaufzeichnungs kopf, die als Metallplatte ausgeführt ist und mit Hilfe eines Elektroplattierungsprozesses erhalten wird, wobei wenigstens eine Öffnung in der Metallplatte ausgebildet ist und diese Öffnung einen Öffnungsabschnitt aufweist, bei dem eine Beziehung zwischen einem Durchmesser "a" des Öffnungs abschnitts und einer Länge "h" des Öffnungsabschnitts eine Forderung erfüllt, die durch die folgende Formel (a) definiert ist, und ein Winkel "Θ", der zwischen einer Innenwandfläche des Öffnungsabschnitts und einer Front fläche der Düsenplatte definiert ist, eine Forderung erfüllt, die durch die folgende Formel (b) definiert ist: h/a 1 (a)60 Θ 98 (Grad) (b).

3. Düsenplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Öffnung ferner eigen erweiterten rückwärtigen Abschnitt aufweist, der hinter dem Öffnungsabschnitt angeordnet ist und einen Durchmesser "d" hat, der größer ist als der Durchmesser "a" des Öffnungsabschnitts.

4. Düsenplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Öffnungsabschnitt der Öffnung durch eine kegelstumpfförmige Fläche definiert ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer Düsenplatte für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, mit den folgenden Schritten:
Auftragen einer ersten photoempfindlichen Schicht auf eine erste Seitenfläche eines lichtabschirmenden Me tallbleches, in welchem wenigstens eine Öffnung ausgebildet ist, wobei die Öffnung einen Durchmesser hat, der demjeni gen einer herzustellenden Öffnung entspricht,
Lenken von Lichtstrahlen auf eine zweite Seiten fläche des lichtabschirmenden Metallbleches, um einen Ab schnitt der ersten photoempfindlichen Schicht mit den Lichtstrahlen zu belichten, die durch die Öffnung hindurch gelangen,
Entfernen des verbleibenden Abschnitts der ersten photoempfindlichen Schicht, ausgenommen dem belichteten Ab schnitt derselben, von dem lichtabschirmenden Metallblech, um lediglich den belichteten Abschnitt darauf zurückzulas sen,
Ausbilden und Wachsenlassen einer ersten Metall schicht auf der ersten Seitenfläche des lichtabschirmenden Metallbleches mit Hilfe eines Elektroplattierungsprozesses, und
Entfernen des belichteten Abschnitts von der er sten Metallschicht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die erste photoempfindliche Schicht als eine dünne photoempfindliche Schicht (Film) auf die erste Seitenfläche des lichtabschirmenden Metallbleches aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die weiteren folgenden Schritte:
Auftragen einer zweiten photoempfindlichen Schicht auf die erste Metallschicht,
Richten von Lichtstrahlen auf die zweite Seiten fläche des lichtabschirmenden Metallbleches, um einen Ab schnitt der zweiten photoempfindlichen Schicht mit den Lichtstrahlen zu belichten, die durch die Öffnung hindurch gelangen,
Entfernen des verbleibenden Abschnitts der zwei ten photoempfindlichen Schicht, ausgenommen dem belichteten Abschnitt auf derselben, von der ersten Metallschicht, um lediglich den belichteten Abschnitt darauf zurückzulassen, und
Ausbilden und Wachsenlassen einer zweiten Metall schicht auf der ersten Metallschicht mit Hilfe eines Elek troplattierungsprozesses,
wobei die belichteten Abschnitte der ersten und der zweiten photoempfindlichen Schicht gleichzeitig von der ersten und der zweiten Metallschicht entfernt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß die zweite photoempfindliche Schicht als eine dün ne photoempfindliche Schicht (Film) auf die erste Metall schicht aufgebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß eine Grenzfläche zwischen dem belichteten Ab schnitt und dem verbleibenden Abschnitt der ersten photo empfindlichen Schicht einen Winkel "Θ" zu dem lichtab schirmenden Metallblech definiert, wobei der Winkel "Θ" nicht mehr als 60 Grad und weniger als 98 Grad hat.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß eine Grenzfläche zwischen dem belichteten Ab schnitt und dem verbleibenden Abschnitt der zweiten photo empfindlichen Schicht einen Winkel "Θ" zu dem lichtab schirmenden Metallblech hin definiert, wobei der Winkel "Θ" nicht mehr als 60 Grad und weniger als 98 Grad hat.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß die Lichtstrahlen gestreut werden, wenn der Ab schnitt der ersten photoempfindlichen Schicht belichtet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß die Lichtstrahlen gestreut werden, wenn der Ab schnitt der zweiten photoempfindlichen Schicht belichtet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß die Lichtstrahlen parallel zueinander verlaufen und daß das lichtabschirmende Metallblech relativ zu den parallelen Lichtstrahlen gedreht wird, wenn der Abschnitt der ersten photoempfindlichen Schicht belichtet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß die Lichtstrahlen zueinander parallel verlaufen und daß das lichtabschirmende Metallblech relativ zu den parallelen Lichtstrahlen gedreht wird, wenn der Abschnitt der zweiten photoempfindlichen Schicht belichtet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß das lichtabschirmende Metallblech vorher auf ein transparentes Substrat plaziert wird und daß das lichtab schirmende Metallblech mit der ersten Metallschicht von dem transparenten Substrat getrennt wird, nachdem der belichte te Abschnitt der ersten photoempfindlichen Schicht von der ersten Metallschicht entfernt worden ist.

16. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß das lichtabschirmende Metallblech zuerst auf ein transparentes Substrat plaziert wird und daß das lichtab schirmende Metallblech mit der ersten Metallschicht und der zweiten Schicht von dem transparenten Substrat getrennt wird, nachdem die belichteten Abschnitte der ersten und der zweiten photoempfindlichen Schicht von der ersten und der zweiten Metallschicht entfernt worden sind.

17. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch die weiteren folgenden Schritte:
Ausbilden einer transparenten leitfähigen Schicht auf einer Seitenfläche des transparenten Substrats,
Ausbilden einer photoempfindlichen Schicht auf der transparenten leitfähigen Schicht,
Zurücklassen von wenigstens einem Abschnitt der photoempfindlichen Schicht auf der transparenten leitfähi gen Schicht mit Hilfe eines Photolithographieprozesses, wo bei dieser Abschnitt einen Durchmesser hat, der demjenigen einer herzustellenden Öffnung entspricht,
Ausbilden des lichtabschirmenden Metallbleches auf der transparenten leitfähigen Schicht, auf welcher der Abschnitt plaziert ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, daß die transparente leitfähige Schicht aus einem Ele ment hergestellt wird, welches aus einer Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Indiumoxid, Zinnoxid und einer Ver bindung, die aus Indiumoxid und Zinnoxid zusammengesetzt ist.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, daß das transparente Substrat aus einem Element herge stellt wird, welches aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus Glas, Polycarbonat, Polystyren, Polyester und Acrylharz besteht.

20. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die weiteren folgenden Schritte:
Ausbilden einer transparenten leitfähigen Schicht auf einer Seitenfläche des transparenten Substrats,
Ausbilden einer photoempfindlichen Schicht auf der transparenten leitfähigen Schicht,
Zurücklassen von wenigstens einem Abschnitt der photoempfindlichen Schicht auf der transparenten leitfähi gen Schicht mit Hilfe eines Photolithographieprozesses, wo bei dieser Abschnitt einen Durchmesser hat, der demjenigen einer herzustellenden Öffnung entspricht,
Ausbilden des lichtabschirmenden Metallbleches auf der transparenten leitfähigen Schicht, auf welcher der Abschnitt plaziert ist.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich net, daß die transparente leitfähige Schicht aus einem Ele ment hergestellt wird, welches aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus Indiumoxid, Zinnoxid und einer Verbindung besteht, welche aus Indiumoxid und Zinnoxid zusammengesetzt ist.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich net, daß das transparente Substrat aus einem Element herge stellt wird, welches aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus Glas, Polycarbonat, Polystyren, Polyester und Acrylharz besteht.

23. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch die weiteren folgenden Schritte:
Ausbilden einer Metallschicht auf einer Seiten fläche des transparenten Substrats, und
Ausbilden von wenigstens einer Öffnung in der Me tallschicht, um dadurch das lichtabschirmende Metallblech herzustellen, wobei die Öffnung einen Durchmesser hat, wel cher demjenigen einer herzustellenden Öffnung entspricht.

24. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch die weiteren folgenden Schritte:
Ausbilden einer Metallschicht auf einer Seiten fläche des transparenten Substrats, und
Ausbilden von wenigstens einer Öffnung in der Me tallschicht, um dadurch das lichtabschirmende Metallblech herzustellen, wobei die Öffnung einen Durchmesser hat, wel cher demjenigen einer herzustellenden Öffnung entspricht.