DE3725500A1 - Piezoelektrischer tintendruckkopf und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Piezoelektrischer tintendruckkopf und verfahren zu seiner herstellung

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DE3725500A1
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Jutta Mohaupt
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Description

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Tintendruck­ kopf mit einer Düsenfront mit mindestens einer Düse, minde­ stens einem tinteführenden Kanal, der in die Düse mündet und mindestens einem piezoelektrischen Antriebselement, das so auf die Tinte in einem Kanal einwirkt, daß es bei piezoelek­ trischer Einschnürung einen tropfenförmigen Ausstoß von Tinte bewirkt und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Ein Tintendruckkopf mit tinteführenden Kanälen, auf die piezoelektrische Antriebselemente einwirken, ist aus der deutschen Patentschrift 25 43 451 bekannt. Dabei wird jeweils ein Abschnitt der Kanäle von einem piezoelektrischen Antriebs­ element zylindrisch umfaßt. Bei diesem Tintendruckkopf ist die Länge der von den Antriebselementen nicht umfaßten, zwischen den Austrittsöffnungen der Tintenkanäle und den Antriebsele­ menten liegenden Abschnitte der Tintenkanäle so bemessen, daß die Tintenkanäle mit den piezoelektrischen Antriebselementen von der Abdrucksstelle her strahlenförmig knickfrei wegfluch­ tend verlaufend anordbar sind. Dieser Tintendruckkopf hat also im Bereich der piezoelektrischen Antriebselemente wesentlich größere Abmessungen als es dem Druckraster entspricht. Für einen modularen Aufbau einer Schreibeinrichtung mit mehreren Tintendruckköpfen ist dieser Tintendruckkopf daher weniger geeignet. Eine vollständige Druckzeile kann nur realisiert werden, wenn der Tintendruckkopf in Zeilenrichtung bewegt wird. Damit ist aber die Druckgeschwindigkeit und die Auflösung begrenzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen piezoelektrischen Tinten­ druckkopf anzugeben, der sehr kleine Abmessungen aufweist und Druckpunkte mit sehr hoher Druckpunktdichte liefert, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben.
Die Aufgabe wird bei einem piezoelektrischen Tintendruck­ kopf der eingangs genannten Art gelöst durch folgende kenn­ zeichnende Merkmale
  • a) das Antriebselement weist auf
    • a1) ein Piezokeramikteil, in dem ein Kanal geschaffen ist,
    • a2) eine erste Elektrode, die auf dem Piezokeramikteil ange­ ordnet ist,
    • a3) eine zweite Elektrode, die isoliert zur ersten Elektrode auf dem Piezokeramikteil angeordnet ist,
  • b) die Düsenfront ist direkt mit dem Piezokeramikteilen ver­ bunden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform mit mehreren Antriebselementen ist dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) die Kanäle parallel zueinander verlaufen,
  • b) die Antriebselemente einzelnen ansteuerbar sind,
  • c) die Antriebselemente eine gemeinsame erste Elektrode be­ sitzen,
  • d) die Piezokeramikteile mindestens auf der Länge der elek­ trisch kontaktierten Bereiche voneinander separiert sind und
  • e) jeder Kanal in eine Düse mündet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines piezo­ elektrischen Tindendruckkopfes ist dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) ein Piezokeramikstreifen mit mindestens einem darin ent­ haltenen Kanal hergestellt wird,
  • b) die erste Elektrode auf den Piezokeramikstreifen aufge­ bracht wird,
  • c) die zweiten Elektroden auf der der ersten Elektrode gegen­ überliegenden Oberfläche des Piezokeramikstreifens aufgebracht werden, so daß sie jeweils mittig über den Kanälen liegen, parallel zu diesen verlaufen und einander nicht berühren,
  • d) die Antriebselemente durch Zerteilen des Piezokeramik­ streifens zwischen den zweiten Elektroden mindestens auf der Länge der elektrisch kontaktierten Bereiche voneinander separiert werden,
  • e) die Piezokeramikteile polarisiert werden und
  • f) auf der Frontseite des Piezokeramikstreifens die mit den Kanälen verbundene Düsenfront hergestellt wird.
Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
In der deutschen Patentanmeldung P 36 19 871.4 ist ein Ver­ fahren zur Herstellung piezokeramischen Materials mit vorgeb­ barer akustischer Impedanz, das innere Hohlräume besitzt, be­ schrieben. Die Hohlräume werden fotolithographisch erzeugt, wobei ein Zwischenstadium des Verfahrens die Herstellung eines Stapels aus Piezokeramikrohfolien ist.
Dieses Verfahren kann vorteilhaft dazu eingesetzt werden, kanalförmige Hohlräume in Piezokeramikfolienstreifen zu er­ zeugen, die als Tintenkanäle dienen.
In der deutschen Patentanmeldung P 37 18 323 ist ein Ver­ fahren beschrieben, mit dem die Bearbeitung von Keramikwerk­ stoffen ohne das Entstehen von Damageschichten möglich ist. Dabei wird eine Laserstrahlung mit einer (Luft) Wellenlänge kleiner als etwa 350 nm verwendet, die Beaufschlagung mit Laserstrahlung nur impulsweise durchgeführt und die Impuls­ dauer, die Pulswiederholungsrate und die Pulsenergie derart aufeinander abgestimmt bemessen, daß in dem bearbeiteten Werkstoff ein wesentlicher Wärmestau vermieden wird. Vor­ teilhaft ist der Einsatz eines Excimerlasers.
Dieses Laserverfahren kann beim Verfahren zur Herstellung des piezoelektrischen Tintendruckkopfes zum Erzeugen der Düsen, der Gräben und zum Zerteilen der Piezokeramikstreifen verwendet werden, wobei keine störenden Damageschichten an den Rändern der bearbeiteten Bereiche entstehen. Damit kann die Ausbeute bei der Herstellung und die Funktionsgenauigkeit der piezo­ elektrischen Tintendruckköpfe erhöht werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels mit den Fig. 1 bis 4 weiter erläutert.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen piezoelektrischen Tintendruckkopf.
Fig. 2 zeigt schematisch den Tintendruckkopf in Draufsicht.
Fig. 3 zeigt schematisch den Verlauf der Herstellung des piezoelektrischen Tintendruckkopfes anhand aufeinanderfol­ gender Verfahrensschritte mit den Bezugszeichen 301 bis 304, 301 a, 301 b, 304 a, 305 a und 304 b bis 307 b. Bei den Ver­ fahrensschritten, deren Bezugszeichen mit a oder b versehen sind, ist der piezoelektrische Tintendruckkopf in Draufsicht gezeigt.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Vorrichtung, die zur Herstel­ lung von Piezokeramikfolienstreifen mit kanalförmigen Hohl­ räumen verwendet werden kann.
Fig. 5 zeigt eine Folie, die zur Herstellung von Piezo­ keramikstreifen mit kanalförmigen Hohlräumen verwendet wer­ den kann.
Fig. 1:
Auf einer Trägerschicht 6 befinden sich mehrere parallel ne­ beneinanderliegende Antriebselemente 1. Jedes Antriebsele­ ment 1 besteht aus einem Piezokeramikteil 2, einer zweiten Elektrode 4 und einem Teil einer gemeinsamen ersten Elektrode 3. Auf den zweiten Elektroden 4 befinden sich elektrische An­ schlußstreifen 8. Die Piezokeramikteile 2 besitzen Kanäle 5 mit rechteckigem Querschnitt. Die Trägerschicht 6 kann aus Kunststoff oder Metall bestehen. Der piezoelektrische Tinten­ druckkopf kann auf der Seite der Antriebselemente 1 mit Kunst­ stoff 7 vergossen sein.
Fig. 2:
An der Stirnseite des piezoelektrischen Tintendruckkopfes befindet sich die Düsenfront 21 mit Düsen 22. Die Düsenfront 21 ist direkt mit den Piezokeramikteilen 2 verbunden und jeder Kanal 5 mündet in eine Düse 22. Die Piezokeramikteile 2 be­ rühren sich auf der Länge der elektrisch kontaktierten Be­ reiche nicht. Die Düsenfront 21 kann aus Metall oder Piezo­ keramik bestehen. Die Düsen 22 sind zur Tröpfenchenausbildung beim Betrieb des piezoelektrischen Tintendruckkopfes wichtig. Auf der der Düsenfront 21 gegenüberliegenden Seite des piezo­ elektrischen Tintendruckkopfes ist die elektrische Anschluß­ streifenleitung 9 angeordnet, deren elektrische Anschlußstrei­ fen 8 zu den zweiten Elektroden 4 einen elektrischen Kontakt herstellen.
Fig. 3:
Verfahrensschritt 301
Auf einem ca. 80 bis 150 mm dicken Streifen einer Piezokeramikrohfolie 41 mit einer Trägerfolie 42 werden mehrere parallele balkenförmige Profile 43 aufge­ bracht, aus denen im weiteren Verlauf des Verfahrens die Tintenkanäle 5 entstehen. Das Aufbringen der Profile kann im Siebdruckverfahren erfolgen. Dabei werden Profile 43, die die Form der gewünschten Tintenkanäle 5 aufweisen, aus einer Paste aus organischem Bindemittel mit einem Anteil Kohlenstoff aufgedruckt. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der Profile 43 (nicht in der Figur dargestellt) ist, den Piezo­ keramikrohfolienstreifen 41 mit einer Kunststoffschicht zu versehen und diese mit den bekannten Fotoätztechniken zu strukturieren.
Für das Herstellungsverfahren ist das Erzeugen von Tinten­ kanälen mit rechteckigem, ellipsenförmigem oder langlochför­ migem Querschnitt besonders vorteilhaft, da durch Material­ schwund der Piezokeramik beim Sintern verursachte Ungenauig­ keiten in den Abmessungen bei der Herstellung der Düsenfront 21 durch Justierung der Düsen 22 ausgeglichen werden können.
Verfahrensschritt 301 a
Wenn die Düsenfront 21 aus Piezokeramik hergestellt werden soll, werden die Profile 43 nicht durchgehend auf dem Piezo­ keramikrohfolienstreifen 41 aufgebracht. Der nicht struktu­ rierte Teil des Piezokeramikrohfolienstreifens 41 wird später zur Herstellung der Düsenfront 21 verwendet.
Verfahrensschritt 301 b
Wenn die Düsenfront 21 aus Metall hergestellt werden soll, werden die Profile 43 durchgehend auf den Piezokeramikroh­ folienstreifen 41 aufgebracht. Im weiteren Herstellungsver­ fahren entstehen dann daraus durchgehende Kanäle 5.
Verfahrensschritt 302
Auf den Piezokeramikrohfolienstreifen 41 wird eine Schicht aus Piezokeramikrohmasse 45 so aufgebracht, daß die Profile 43 bedeckt sind und der Raum zwischen den Profilen 43 ausgefüllt ist. Das Aufbringen der Piezokeramikrohmasse 45 kann mit den Gieß- und Ziehverfahren erfolgen, die zur Herstellung von Piezokeramikrohfolie üblicherweise verwendet werden. Eine alternative Möglichkeit zum Beschichten der Profile 43 mit Piezokeramikrohmasse 45 ist das Aufbringen eines weiteren Piezokeramikrohfolienstreifens und anschließendes Verpressen der Piezokeramikrohfolienstreifen, z.B. in einem Durchlauf durch eine beheizte Kalandereinrichtung. Die Beschichtung der Profile 43 mit Piezokeramikrohmasse 45 durch Gieß- und Ziehverfahren ist vorzuziehen, wenn die Abstände der Kanäle 5 voneinander mit sehr geringen Abweichungen hergestellt werden sollen. Die Beschichtung des Piezokeramikrohfolienstreifens 41 mit einem weiteren Piezokeramikrohfolienstreifen unter An­ wendung eines Kalanderprozesses ermöglicht eine engere Toleranz der Dicke, so daß für den fertigen Tintendruckkopf Abwei­ chungen in der Dicke von weniger als 10% möglich werden. Alle verwendeten Piezokeramikrohfolien und Piezokeramikrohmassen sind so gewählt, daß sie nach dem Sintern eine definiert hohe Enddichte, z.B. 99% erreichen.
Verfahrensschritt 303
Der gesamte Aufbau aus Piezokeramikstreifen mit inneren Pro­ filen 43 und Trägerfolie 42 wird gesintert und es entsteht ein Piezokeramikstreifen 46 mit darin enthaltenen Kanälen 5. Auf einer Seite des Piezokeramikstreifens 46 wird die ge­ meinsame erste Elektrode 3 durch Aufsputtern einer Metall­ schicht aufgebracht. Auf der der gemeinsamen Elektrode 3 gegenüberliegenden Seite des Piezokeramikstreifens 46 wird eine metallische Sputterschicht 47 aufgebracht, aus der später die zweiten Elektroden 4 hergestellt werden.
Verfahrensschritt 304
Auf die gemeinsame erste Elektrode 3 wird eine Trägerschicht 6 aufgebracht, z.B. durch Aufkleben einer Kunststoffolie. Durch Laserätzen werden die Piezokeramikteile 2 so voneinander ge­ trennt, daß sie mindestens auf der Länge der elektrisch kontaktierten Bereiche voneinander separiert sind, wobei keilförmige Furchen 48 aus der gesinterten Piezokeramik 46 herausgeschnitten werden. Dabei entstehen auch die zweiten Elektroden 4 aus der Sputterschicht 47. Bei genauer Fokus­ sierung und Positionierung des Laserstrahls kann das voneinan­ der Trennen der Piezokeramikteile 2 in einem Arbeitsgang praktisch durchgehend bis zur ersten Elektrode 3 erfolgen. Weitere Möglichkeiten für das voneinander Trennen der Piezo­ keramikteile 2 ergeben sich, wenn durch Laserätzen keilförmige Trennfugen 48 aus der gesinterten Piezokeramik 46 herausge­ schnitten werden, die nicht bis zur gemeinsamen ersten Elek­ trode 3 reichen. Das vollständige Trennen der Piezokeramikteile 2 voneinander kann dann durch verschiedene Verfahren erfolgen. Bei dem in der Figur dargestellten piezoelektrischen Tinten­ druckkopf werden die keilförmigen Trennfugen 48 mit Kunststoff 7 vergossen und durch definiertes Biegen der gesinterten Piezokeramikteile 2 die keramischen Verbindungsstellen 44 zum Reißen gebracht. Das kann beim Aufkleben einer Trägerschicht 6 erfolgen, wobei beide Teile in eine Vorrichtung (nicht in der Figur dargestellt) eingepreßt werden, die eine leicht konkave Form aufweist. Durch das Auseinanderbrechen der keramischen Verbindungsstellen 44 entstehen feinste Spalte zwischen den Piezokeramikteilen 2. Durch die Trennung der einzelnen Piezo­ keramikteile 2 voneinander ist ein Übersprechen zwischen den einzelnen Antriebselementen 1 unterbunden. Dadurch wird das unerwünschte Nebensprechen, d.h. ein Ausstoß von Tinten­ tröpfchen aus dem Kanal eines nicht angeregten Antriebsele­ ments unterbunden ist. Die keilförmigen Furchen 48 unter­ binden das Auftreten von interferenzbildenden Schallwellen im Tintendruckkopf.
Das Polarisieren der Piezokeramikteile 2 muß so durchge­ führt werden, daß die dabei auftretenden mechanischen Span­ nungen möglichst gering und elastisch sind. Die Polari­ sierungsfeldstärke soll innerhalb der Piezokeramikteile 2 und für alle Piezokeramikteile 2 möglichst gleich groß sein. Zum Polarisieren werden daher die Kanäle 5 mit einer schwach leitfähigen Flüssigkeit, z.B. Tinte, gefüllt und zwischen die zweiten Elektroden 4 und die gemeinsame erste Elektrode 3 wird ein elektrisches Feld mit einer für die Piezokeramik gebräuchlichen Feldstärke angelegt. Das Polari­ sieren wird bei erhöhter Temperatur (100-150°C) durchge­ führt.
Ein weiteres Verfahren für das voneinander Trennen der Piezokeramikteile 2 bietet das Einbringen von keilförmigen langgestreckten Profilen (nicht in der Figur dargestellt) gleichzeitig mit dem Aufbringen der Profile 43. Bei diesem Verfahren entstehen die keilförmigen Furchen 48 dann beim Sintern durch Ausbrennen der Profile.
Verfahrensschritt 304 a
Die zweiten Elektroden 4 liegen mittig über den Kanälen 5 und verlaufen parallel zu diesen.
Verfahrensschritt 305 a
Bei der Herstellung der Düsenfront 21 aus Piezokeramik wer­ den die Düsen 22 durch Laserätzen hergestellt. Dazu wird der Tintendruckkopf an der Frontseite fein geschliffen und poliert. Anschließend werden durch Laserätzen die Düsen 22 so erzeugt, daß sie auf die Kanäle 5 treffen und dabei gleiche Abstände zueinander aufweisen.
Verfahrensschritt 304 b
Die zweiten Elektroden 4 liegen mittig über den Kanälen und verlaufen parallel zu diesen.
Verfahrensschritt 305 b
Zur Herstellung einer Düsenfront 21 aus Metall wird eine wei­ tere metallische Sputterschicht 49 an der Frontseite des Piezokeramikstreifens 46 aufgebracht.
Verfahrensschritt 306 b
Auf die Sputterschicht 49 wird die metallische Düsenfront 21 galvanisch aufgebracht. Die Düsenfront 21 kann z.B. aus Nickel bestehen.
Verfahrensschritt 307 b
Durch Laserätzen werden die Düsen 22 so erzeugt, daß sie mittig auf die Kanäle 5 treffen und dabei gleiche Abstände zuein­ ander aufweisen.
Als Elektrodenmaterial eignen sich besonders Verbindungen mit Chrom-Platin-Gold und Titan-Nickel-Gold. Für die galvanisch abgeschiedenen Schichten ist Nickel besonders geeignet.
Fig. 4:
Die Vorrichtung enthält einen Grundkörper 51, in dem eine Vertiefung 54 hergestellt ist. An den Außenkanten des Grund­ körpers 51 befinden sich regelmäßig angeordnnete Nuten 52 zur Aufnahme von Kunststoffäden 53. Die Nuten 52 sind so ange­ ordnet, daß die Kunststoffäden 53 beim Umwickeln des Grund­ körpers 53 parallel nebeneinander über der Vertiefung 54 lie­ gen. Mit der Vorrichtung kann in einem Gießprozeß eine Piezo­ keramikstreifen hergestellt werden, der nach dem Sintern kanalförmige Hohlräume aufweist.
Die Kunststoffäden 53 können auch in einem Preßverfahren mit Keramikmasse umgeben werden. Da sehr dünne Piezokera­ mikstreifen durch Pressen schwer herstellbar sind, empfiehlt es sich dickere Piezokeramikstreifen herzustellen und diese nach dem Sintern auf die gewünschte Dicke abzuschleifen. Die mit diesem Verfahren hergestellten Piezokeramikstreifen weisen durchgehende Kanäle auf.
Fig. 5:
Zur Herstellung von Piezokeramikstreifen 46 mit kanalförmigen Hohlräumen kann eine Folie aus ausbrennbarem Material 61 ver­ wendet werden, die streifenförmige Durchbrüche 62 aufweist. Die streifenförmigen Durchbrüche 62 sind parallel zueinander ange­ ordnet. Durch einen Gieß- oder Preßprozeß wird die ausbrenn­ bare Folie 61 mit Piezokeramikrohmasse umgeben. Beim Sintern verbrennt die ausbrennbare Folie 61 und es entsteht ein Piezo­ keramikstreifen mit durchgehenden kanalförmigen Hohlräumen. Auch bei diesem Verfahren empfiehlt es sich, durch einen Preß­ prozeß hergestellte Piezokeramikstreifen 46 etwas dicker zu konzipieren und diese nach dem Sintern auf die gewünschte Dicke abzuschleifen.
Die Druckpunktdichte, die mit dem beschriebenen Tintendruck­ kopf erreicht werden kann, beträgt mindestens ca. 12 Punkte pro mm. Der Tintendruckkopf ist für höchste Druckgeschwindig­ keiten geeignet. Das Verfahren gestattet die Herstellung eines Tintendruckkopfes höchster Auflösung, sozusagen in einem Stück, ohne daß aufwendige mechanische Bearbeitungs- und Verbindungs­ verfahren, z.B. Schweißen, notwendig sind. Da die Bauhöhe dieses Tintendruckkopfes sehr gering ist, einschließlich einer möglichen Kunststoffbeschichtung kleiner als 0,2 mm, können mehrere Tintendruckköpfe leicht gestapelt und gemeinsam in ein Gehäuse eingebaut werden. Das Gehäuse kann dabei als Tintenkammer dienen. In dieser Weise können auch Tintendruck­ köpfe für eine ganze Druckzeile aufgebaut werden. Eine Ver­ bindungstechnik für den Zusammenbau einzelner Tinten­ druckköpfe ist das Kleben.
Mit dem beschriebenen Herstellungsverfahren ist es mög­ lich, Tintendruckköpfe mit Breiten von einigen 10 mm herzustellen. Da selbst zusammengesetzte Tintendruckköpfe noch eine sehr geringe Bauhöhe aufweisen, ist eine weitere Stapelung solcher Tintendruckköpfe für Mehrfarbendruck möglich.

Claims (27)

1. Piezoelektrischer Tintendruckkopf mit einer Düsenfront mit mindestens einer Düse, mindestens einem tinteführenden Kanal, der in die Düse mündet und mindestens einen piezo­ elektrischen Antriebselement, das so auf die Tinte in dem Kanal einwirkt, daß es bei piezoelektrischer Einschnürung einen tropfenförmigen Ausstoß an Tinte bewirkt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale
  • a) das Antriebselement (1) weist auf
    • a1) ein Piezokeramikteil (2), in dem ein Kanal (5) ge­ schaffen ist,
    • a2) eine erste Elektrode (3), die auf dem Piezokeramikteil (2) angeordnet ist,
    • a3) eine zweite Elektrode (4), die isoliert zur ersten Elek­ trode (3) auf dem Piezokeramikteil (2) angeordnet ist,
  • b) die Düsenfront (21) ist direkt mit dem Piezokeramikteil (2) verbunden.
2. Piezoelektrischer Tintendruckkopf nach Anspruch 1 mit mehreren Antriebselementen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • a) die Kanäle (5) parallel zueinander verlaufen,
  • b) die Antriebselemente (1) einzeln ansteuerbar sind,
  • c) die Antriebselemente (1) eine gemeinsame erste Elek­ trode (3) besitzen,
  • d) die Piezokeramikteile (2) mindestens auf der Länge der elektrisch kontaktierten Bereiche voneinander separiert sind und
  • e) jeder Kanal (5) in eine Düse (22) mündet.
3. Piezoelektrischer Tintendruckkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezo­ keramikteile (2) eine Materialdichte von größer 98% auf­ weisen.
4. Piezoelektrischer Tintendruckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (5) einen Querschnitt aufweisen, dessen Durchmesser in Richtung der Verbindungslinien zwischen der ersten Elektrode (3) und den zweiten Elektroden (4) kleiner ist, als der Durch­ messer in der dazu senkrechten Richtung.
5. Piezoelektrischer Tintendruckkopf nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenfront (21) aus Metall besteht.
6. Piezoelektrischer Tintendruckkopf nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenfront (21) aus Piezokeramik besteht.
7. Piezoelektrischer Tintendruckkopf nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerschicht (6) aus Metall auf der gemeinsamen ersten Elektrode (3) vorgesehen ist.
8. Piezoelektrischer Tintendruckkopf nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerschicht (6) aus Kunststoff auf der gemein­ samen ersten Elektrode (3) vorgesehen ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Tintendruckkopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) ein Piezokeramikstreifen (46) mit mindestens einem darin enthaltenen Kanal (5) hergestellt wird,
  • b) die erste Elektrode (3) auf den Piezokeramikstreifen (46) aufgebracht wird,
  • c) die zweiten Elektroden (4) auf der der ersten Elektrode (3) gegenüberliegenden Oberfläche des Piezokeramikstreifens (46) aufgebracht werden, so daß sie jeweils mittig über den Kanälen (5) liegen, parallel zu diesen verlaufen und einander nicht berühren,
  • d) die Antriebselemente (1) durch Zerteilen des Piezokeramik­ streifens (46) zwischen den zweiten Elektroden (4) mindestens auf der Länge der elektrisch kontaktierten Bereiche voneinander separiert werden,
  • e) die Piezokeramikteile (2) polarisiert werden und
  • f) auf der Frontseite des Piezokeramikstreifens (46) die mit den Kanälen (5) verbundene Düsenfront (21) hergestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Piezokeramikstreifen (46) mit den darin enthaltenen Kanälen (5) hergestellt wird durch
  • a) Aufbringen von parallelen balkenförmigen Profilen (43) aus ausbrennbarem Material auf eine Piezokeramikrohfolie (41),
  • b) Aufbringen einer Schicht aus Piezokeramikrohmaterial (45) auf die Profile (43), so daß diese bedeckt sind und der Raum zwischen den Profilen (43) aufgefüllt ist und
  • c) Sintern.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufbringen der Profile (43) durch Siebdrucken erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufbringen der Profile (43) erfolgt durch
  • a) Aufbringen einer Schicht aus fotostrukturierbarem Kunst­ stoff und
  • b) Strukturieren des Kunststoffs durch Fotoätztechnik .
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufbringen des Piezokeramikroh­ materials (45) durch Aufgießen erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufbringen des Piezokeramikroh­ materials (45) erfolgt durch
  • a) Aufbringen eines weiteren Piezokeramikrohfolienstrei­ fens und
  • b) Verpressen der beiden Rohfolienstreifen zusammen mit den dazwischen enthaltenen Profilen (43).
15. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Piezokeramikstreifen (46) mit den darin enthaltenen Kanälen (5) hergestellt wird durch
  • a) Gießen einer Piezokeramikrohmasse in eine Vorrichtung, die eine Vertiefung aufweist, über der Fäden (53) aus aus­ brennbarem Material so gespannt sind, daß sie parallel zu­ einander verlaufen und
  • b) Sintern.
16. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Piezokeramikstreifen (46) mit den darin enthaltenen Kanälen (5) hergestellt wird durch
  • a) beidseitiges Beschichten, insbesondere Vergießen, einer ausbrennbaren Folie (61), in der parallele Durchbrüche (62) vorgesehen sind, deren Abstände voneinander den Maßen der Kanäle (5) entsprechen, mit Piezokeramikrohmasse und
  • b) Sintern.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der ersten Elektrode (3) durch Aufsputtern einer Metallschicht erfolgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der zwei­ ten Elektroden (4) und das voneinander Separieren der Antriebs­ elemente (1) dadurch erfolgt, daß
  • a) auf der der ersten Elektrode (3) gegenüberliegenden Ober­ fläche des Piezokeramikstreifen (46) eine metallische Sput­ terschicht (47) aufgebracht wird und
  • b) keilförmige Furchen (48) aus dem Piezokeramikstreifen (46) herausgeschnitten werden, so daß aus der metallischen Sputter­ schicht (47) die zweiten Elektroden (4) und gleichzeitig die Antriebselemente (1) voneinander separiert werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Separieren der Antriebselemente (1) folgende Verfahrensschritte durchge­ führt werden,
  • a) Einbringen keilförmiger langgestreckter Profile zwischen den balkenförmigen Profilen (43) auf den Piezokeramikroh­ folienstreifen (41),
  • b) Aufbringen einer Schicht aus Piezokeramikrohmaterial (45) auf die Profile, so daß diese bedeckt sind und deren Raum zwischen den Profilen aufgefüllt ist,
  • c) Sintern und
  • d) Durchtrennen der keramischen Verbindungsstellen (44) zwi­ schen den Piezokeramikteilen (2).
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß auf die erste Elektrode (3) eine Trägerschicht (6) aus Metall galvanisch aufge­ bracht wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerschicht (6) aus Kunststoff auf die erste Elektrode (3) aufgeklebt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Polarisieren der Piezokeramikteile (2) erfolgt durch
  • a) Auffüllen der Kanäle (5) mit einer schwachleitfähigen Flüssigkeit und
  • b) Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen die zweiten Elektroden (4) und die erste Elektrode (3) bei erhöhter Temperatur.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenfront (21) aus Metall hergestellt wird, nachdem die Antriebselemente (1) durch Zerteilen des Piezokeramikstreifen (46) auf seiner gesamten Länge voneinander getrennt werden, in dem der Piezo­ keramikstreifen (46) auf der Frontseite
  • a) geschliffen und poliert wird,
  • b) eine weitere metallische Sputterschicht (49) aufgebracht wird,
  • c) auf die weitere metallische Sputterschicht (49) die me­ tallische Düsenfront (21) galvanisch aufgebracht wird und
  • d) die Düsen (22) auf die Kanäle (5) stoßend mit gleichen Abstand voneinander erzeugt werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenfront (21) aus Piezokeramik hergestellt wird, nachdem die Antriebs­ elemente (1) durch Zerteilen des Piezokeramikstreifens (46) so voneinander getrennt werden, daß der Piezokeramikstrei­ fen (46) im Frontbereich unzerteilt bleibt, indem
  • a) die Frontseite des Piezokeramikstreifens (46) geschlif­ fen und poliert wird und
  • b) durch Laserätzen die Düse (22) auf die Kanäle (5) stoßend mit gleichen Abstand voneinander erzeugt werden.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung des Piezokeramikstreifens (46) durch Laserätzen mit einem Ver­ fahren durchgeführt wird, das die folgenden Merkmale auf­ weist,
  • a) es wird eine Laserstrahlung mit einer (Luft)-wellenlänge kleiner als etwa 350 nm verwendet,
  • b) die Beaufschlagung mit Laserstrahlung wird nur impuls­ weise durchgeführt und
  • c) die Impulsdauer, die Pulswiederholungsrate und die Puls­ energie wird derart aufeinander abgestimmt bemessen, daß in dem Piezokeramikstreifen (46) ein wesentlicher Wärmestau vermieden wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein Piezokeramikstrei­ fen (46) verwendet wird, der eine Materialdichte von größer 98% aufweist.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen Furchen (48) mit Kunststoff (7) vergossen werden.
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