DE4447817C2 - Tintenstrahldruckkopf - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahldruckkopf nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches. Ein solcher
Tintenstrahldruckkopf formt Zeichen und Grafiken aus Punkten
durch Ausstoßen von Tintentröpfchen auf ein
Aufzeichnungsmedium gemäß Eingabeinformation. Der
Tintenstrahldruckkopf bildet eine Struktur mit Elektroden und
piezoelektrischen Vibrationselementen, die auf der Oberfläche
einer Vibrationsplatte ausgebildet sind. Die Vibrationsplatte
bildet einen Teil von druckerzeugenden Kammern. Die
Elektroden und die piezoelektrischen Vibrationselemente sind
mit den druckerzeugenden Kammern durch Backen einstückig
ausgebildet.
Präzise Bearbeitungs- und Herstellungstechniken, die die
Kosten erhöhen, sind zur Herstellung erforderlich, da ein
Tintenstrahldruckkopf eine derartige Struktur hat, daß ein
Tintentropfen dadurch ausgestoßen wird, daß ein
piezoelektrisches Element dazu gebracht wird, an eine kleine
druckerzeugende Kammer zu stoßen und der Druck der Tinte
innerhalb der druckerzeugenden Kammer durch Auslenkung einer
Vibrationsplatte erhöht wird.
Um das Problem der erhöhten Herstellungskosten zu überwinden,
wurde eine Struktur wie in Fig. 19 dargestellt
vorgeschlagen, bei der dem Umstand Bedeutung beigemessen
wird, daß das piezoelektrische Vibrationselement 92, die
Vibrationsplatte 90, die die druckerzeugende Kammer bildet,
und ein die druckerzeugende Kammer 91 bildendes Element 94
aus Keramik gefertigt werden können. D. h. die
Vibrationsplatte 90, die durch Walzen einer unbehandelten
Platte (green sheet) aus keramischem Material auf eine
vorbestimmte Dicke geformt wird, und das die druckerzeugende
Kammer 91 bildende Element 94 mit der druckerzeugenden Kammer
91, welche vorher durch Stanzen einer unbehandelten Platte,
die auch aus keramischem Material ist, oder durch Behandlung
derselben mit einem Laserstrahl geformt wurde, werden gepreßt
und gebacken. Dann wird durch Backen auf der Vibrationsplatte
90 eine Elektrode 93 und auf dieser das piezoelektrische
Vibrationselement 92 ausgebildet.
Ein derartiger einstückig gebackener Tintenstrahldruckkopf
hat den Vorteil einer einfachen Herstellung, die nur die
Schritte der Beschichtung und des Backens mit einem
pasteähnlichen piezoelektrischen Element 92 mittels einer
Drucktechnik beinhaltet. Da weiterhin das die druckerzeugende
Kammer 91 bildende Element 94 mit der Vibrationsplatte 90
durch Backen integriert wird, können fehlerhafte
Verbindungen, wie sie bei mit Klebemitteln hergestellten
Verbindungen beobachtet werden, eliminiert werden, was in
vorteilhafter Weise die zuverlässige Vermeidung von
Tintenlecks ermöglicht.
Das piezoelektrische Vibrationselement 92 ist ein derart
kleines Teil, daß es jedoch schwierig ist, dieses gleichmäßig
auf die entsprechende Treiberelektrode 93 zu schichten.
Insbesondere Inkonsistenzen in der Verbindung eines jeden
piezoelektrischen Vibrationselementes 92 mit einem Rand 95
der Elektrode 93 führen zu Inkonsistenzen in dem effektiven
Betriebsbereich zwischen den piezoelektrischen
Vibrationselementen 92, die wiederum Inkonsistenzen in der
Tintenaustoßcharakteristik jeder Düsenöffnung bedingen.
Führt man die Schritte des Aufbringens der Elektrode 93 auf
die Oberfläche der Vibrationsplatte 90, die aus Keramik
gefertigt ist, und Aufbringen des piezoelektrischen
Vibrationselementes 92 auf die Oberfläche der Elektrode 93
mittels Backen durch, dann biegt sich im allgemeinen die
Vibrationsplatte 90, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. D. h.,
die Vibrationsplatte 90 biegt sich in Richtung der
druckerzeugenden Kammer 91 in einem zentralen Abschnitt der
druckerzeugenden Kammer 91 aufgrund einer Differenz der
Kontraktionsrate zwischen dem piezoelektrischen
Vibrationselement 92 und der Elektrode 93 zur Zeit des
Backens. Im Resultat kann leicht eine derartige permanente
Deformation auftreten, daß ein Abschnitt 92a (der
kreuzschraffierte Bereich in Fig. 20) des unteren Bereichs
des piezoelektrischen Vibrationselementes 92 in Richtung der
druckerzeugenden Kammer 91 hervorsteht.
Wenn das deformierte piezoelektrische Vibrationselement 92
durch Anlegen eines Ansteuersignals dazu gebracht wird, zum
Ausstoßen von Tinte zu kontrahieren, werden
Kontraktionskräfte in solchen horizontalen Richtungen, wie
durch die Pfeile A1 angezeigt, bis zum Abschnitt 92a des
unteren Bereichs erzeugt, wodurch die bereits gebogene
Vibrationsplatte 90 in die horizontalen Richtungen gezogen
wird. Im Resultat zieht ein Teil der Kontraktionskraft durch
die Vibrationsplatte 90 Wände 94a, 94b des die
druckerzeugende Kammer 91 bildenden Elements 94 in
Richtungen, die durch Pfeile C1, C2 angezeigt sind. Da die
Wände 94a, 94b des die druckerzeugende Kammer 91 bildenden
Elements 94 gemeinsam mit den benachbarten druckerzeugenden
Kammern 91 geteilt werden, wird die Kontraktion einer
einzigen druckerzeugenden Kammer 91 auf andere
druckerzeugende Kammern 91 übertragen, was Übersprechen oder
Auslöschung einer Kraft B1, die zum Ausstoß von Tinte
beiträgt, bewirkt, wenn benachbarte piezoelektrische
Vibrationselemente 92 gleichzeitig angesteuert werden, was
die Effizienz des Tintenausstosses beeinträchtigt.
D. h. die Auslenkung der Vibrationsplatte 90 in dem Falle, in
dem ein einziges piezoelektrisches Element 92 angesteuert
wird, ist anders als in dem Falle, in dem mehrere benachbarte
piezoelektrische Vibrationselemente 92 gleichzeitig
angesteuert werden. Die Differenz ist nahezu das Doppelte.
Dies bewirkt Unterschiede in der Ausstoßgeschwindigkeit der
Tintentropfen und der Menge der ausgestossenen Tinte. Die
Differenz ist nahezu das 1,5 fache.
Im Stand der Technik nach Dokument EP 0 615 294 A1 ist
ebenfalls eine piezoelektrische Vorrichtung beschrieben,
welche folgende Merkmale enthält: eine Vibrationsplatte und
ein eine Druckkammer bildendes Kammerelement aus Keramik,
eine erste Elektrode, die über der Druckkammer an einer
Oberfläche der Vibrationsplatte angebracht ist, ein
piezoelektrisches Vibrationselement, das auf der ersten
Elektrode ausgebildet ist und mit einem Ende eine weitere
Elektrode kontaktiert, wobei der zentrale Bereich des
piezoelektrischen Vibrationselements dicker als sein
peripherischer Bereich ist, und die Vibrationsplatte im
Ruhezustand zu der Druckkammer hin durchgebogen ist.
In einem weiteren Dokument EP 0 723 867 A2 ist eine
Antriebseinheit beschrieben, welche folgende Merkmale
enthält: eine Vibrationsplatte und ein eine Druckkammer
bildendes Kammerelement aus Keramik, eine erste Elektrode,
die über der Druckkammer an einer Oberfläche der
Vibrationsplatte angebracht ist, ein piezoelektrisches
Vibrationselement, das auf der ersten Elektrode ausgebildet
ist und mit einem Ende eine weitere Elektrode kontaktiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Tintenstrahldruckkopf zur Verfügung zu stellen, bei dem
unabhängig von der Anzahl der gleichzeitig betätigten
Vibrationselemente des Kopfes die Ausstoßgeschwindigkeit und
das Volumen der Tropfen untereinander weitgehend gleich
bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Tintenstrahldruckkopf gemäß dem Patentanspruch gelöst.
Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details ergeben
sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen.
Es wird ein Tintenstrahldruckkopf zur Verfügung gestellt, der
mittels Backen herstellbar ist, mit der Fähigkeit, eine
konsistente Durchführung des Tintenausstoßes über die
Düsenöffnungen zu liefern. Dies wird durch zuverlässige
Verbindung der piezoelektrischen Vibrationselemente an die
Elektroden, die auf der Vibrationsplatte angeordnet sind,
erreicht, wobei hierdurch gleichmäßig effektive
Arbeitsbereiche der piezoelektrischen Vibrationselemente
erzielt werden.
Der Tintenstrahldruckkopf ist in der Lage, mittels Steuerung
der Erzeugung von geteilten Kräften, die die Wände einer
druckerzeugenden Kammer verbiegen, Übersprechen zu
verhindern. Weiterhin wird die Effizienz des Tintenausstoßes
unabhängig von der Deformation der Vibrationsplatte zum
Zeitpunkt des Backens, verbessert.
Ein Tintenstrahldruckkopf umfaßt: Eine Vibrationsplatte aus
Keramik; ein eine druckerzeugende Kammer bildendes Element
aus Keramik zur Ausformung einer Vielzahl von
druckerzeugenden Kammern in Reihen; eine Elektrode auf einem
Pol, die auf einer Oberfläche der Vibrationsplatte
ausgebildet ist, so daß sie der druckerzeugenden Kammer
entspricht; und ein piezoelektrisches Vibrationselement,
wobei ein Ende davon die Elektrode und das andere Ende davon
eine Elektrode auf dem anderen Pol kontaktiert; und er stößt
ein Tintentröpfchen von einer Düsenöffnung durch Verbiegen
des piezoelektrischen Vibrationselementes aus. In solch einem
Tintenstrahldruckkopf sind wenigstens die Vibrationsplatte
und das druckerzeugende Kammer bildende Element einstückig
mittels Backen der Keramik gebildet; das piezoelektrische
Vibrationselement ist auf der Oberfläche der Elektrode auf
dem einen Pol, die auf der Oberfläche der Vibrationsplatte
angeordnet ist, durch Backen aufgebracht. In besonders
vorteilhafter Weise ist eine Breite W2 der Elektrode auf dem
einen Pol kleiner als eine Breite W1 der druckerzeugenden
Kammer; und eine Breite W3 des piezoelektrischen
Vibrationselements ist größer als die Breite W2 der Elektrode
auf dem einen Pol und kleiner als die Breite W1 der
druckerzeugenden Kammer.
Da die Breite W3 des auf der Vibrationsplatte angeordneten
piezoelektrischen Vibrationselements größer ist als die
Breite der Elektrode, kann das piezoelektrische
Vibrationselement zuverlässig an die Ränder der Elektrode
gebunden werden. Weiterhin, da die Breite W3 kleiner als die
Breite W1 der druckerzeugenden Kammer ist, ist das
piezoelektrische Vibrationselement frei von Interferenzen von
den nichtkontrahierenden Bereichen.
Die Figuren zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines
erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckkopfes;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Teils des
Tintenstrahldruckkopfes der Fig. 1;
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht der Form der oberen
Oberfläche einer druckerzeugenden Kammer und einen
longitudinalen Schnitt derselben in dem
Tintenstrahldruckkopf der Fig. 1;
Fig. 4 eine perspektivische Teilschnittansicht der Struktur
der druckerzeugenden Kammer der Fig. 3;
Fig. 5 ein Diagramm, das die Struktur einer Steuerelektrode
und eines piezoelektrischen Vibrationselementes,
welches ein Kennzeichen der Erfindung ist, in einem
Schnitt entlang der Linie L-L in Fig. 4 zeigt;
Fig. 6(a) bis (f) Diagramme eines Verfahrens zur
Herstellung einer druckerzeugenden Einheit, wie sie
in dem erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckkopf
verwendet wird;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der Struktur der
Oberfläche der Vibrationsplatte des
Tintenstrahldruckkopfes der Fig. 1;
Fig. 8 und 9 Schnittansichten, die jeweils andere
Ausführungsformen der druckerzeugenden Einheiten
zeigen, wie sie im erfindungsgemäßen
Tintenstrahldruckkopf verwendet werden;
Fig. 10 und 11 zeigen Vergleichsbeispiele für
druckerzeugende Einheiten, die nicht Teil der
Erfindung sind;
Fig. 12 eine Schnittansicht einer druckerzeugenden Einheit,
wie sie in einem erfindungsgemäßen
Tintenstrahldruckkopf verwendet wird;
Fig. 13 ein Diagramm der Kräfte, die zu dem Zeitpunkt erzeugt
werden, in dem das piezolektrische Vibrationselement
in der druckerzeugenden Einheit aus Fig. 12
kontrahiert;
Fig. 14(a) bis (f) Diagramme eines Verfahrens zur
Herstellung einer druckerzeugenden Einheit wie sie in
Fig. 12 dargestellt ist;
Fig. 15 ist eine Schnittansicht, die eine andere
Ausführungsform der druckerzeugenden Einheiten zeigt,
wie sie in einem erfindungsgemäßen
Tintenstrahldruckkopf verwendet werden kann;
Fig. 16 und 17 zeigen Vergleichsbeispiele für
druckerzeugende Einheiten, die nicht Teil der
Erfindung sind;
Fig. 18(a) bis (h) Diagramme eines Verfahrens zur
Herstellung der druckerzeugenden Einheit aus Fig.
17; und
Fig. 19 und 20 Schnittansichten, die jeweils die Beziehung
zwischen der Steuerelektrode und dem
piezoelektrischen Vibrationselement in einer
konventionellen druckerzeugenden Einheit darstellen,
in welcher die Steuerelektrode und das
piezoelektrische Vibrationselement einstückig mittels
Backen hergestellt sind.
Im folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen
im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Tintenstrahldruckkopfes, bei welcher eine Elektrodenstruktur
angewendet ist. Bezugszeichen 3 in Fig. 1 bezeichnet eine
Vibrationsplatte, die aus einem Material gefertigt ist, bei
dem wenigstens die Oberfläche elektrisch isoliert ist, wobei
dieses Material in besonders bevorzugter Weise Keramik ist.
Auf der Oberfläche der Vibrationsplatte 3 sind
Steuerelektroden 20 angeordnet, die später beschrieben
werden. Die Steuerelektroden sind derart angeordnet, daß sie
einer Vielzahl von Reihen druckerzeugender Kammern 5 (zwei
(2) Reihen in diesem Ausführungsbeispiel) entsprechen.
Bezugszeichen 1 bezeichnet ein piezoelektrisches
Vibrationselement aus Keramik mit piezoelektrischen
Eigenschaften. Die piezoelektrischen Vibrationselemente 1
biegen sich in Richtung Vibrationsplatte 3 durch die
Steuerelektroden 20, so daß die hinteren Oberflächen davon in
Kontakt mit den Steuerelektroden 20 kommen.
Bezugszeichen 4 bezeichnet ein druckerzeugende Kammern 5
bildendes Element, welches eine derart dicke Platte ist, daß
sie die druckerzeugenden Kammern 5 bildet, und in besonders
bevorzugter Weise aus einer Keramikplatte mittels Bohren von
Durchgangslöchern gefertigt wird. Bezugszeichen 6 bezeichnet
ein druckerzeugende Kammern 5 bildendes Abdeckelement,
welches dazu dient, die andere Oberfläche der
druckerzeugenden Kammer 5 des druckerzeugende Kammern 5
bildenden Elements 4 abzudichten. An entsprechenden
Positionen bezüglich der Umgebung beider Enden der
druckerzeugenden Kammern 5 befinden sich Zuführöffnungen 6a
und Zuführöffnungen 6b. Die Zuführöffnungen 6a stehen in
Kontakt mit einer gemeinsamen Tintenkammer 12a, die später
beschrieben wird, und die Zuführöffnungen 6b stehen in
Kontakt mit Düsenöffnungen 13a.
Die Vibrationsplatte 3 mit sowohl den piezoelektrischen
Vibrationselementen 1 als auch den Steuerelektroden 20, das
druckerzeugende Kammern 5 bildende Element 4, und das
druckerzeugende Kammern 5 bildende Abdeckelement 6 sind in
einer kleinen Gruppe mit zwei Reihen von Düsenöffnungen 13a
zusammengefaßt, wobei alle diese Elemente vorzugsweise aus
Keramik gefertigt und mittels Backen in eine druckerzeugende
Einheit 50 integriert sind.
Bezugszeichen 11 bezeichnet ein einen
Tintenzuführungsabschnitt bildendes Element. Das den
Tintenzuführungsabschnitt bildende Element 11 umfaßt: einen
Tintenzuführungseinlaß 14, der Tinte in die Tintenkammer 12a
liefert, welcher gemeinsam geteilt wird, während er mit einem
Flußkanal eines nicht dargestellten Tintentanks verbunden
ist; Zuführungsdurchgangsöffnungen 11a, die die
druckerzeugenden Kammern 5 mit der gemeinsamen Tintenkammer
12a verbinden; und Zuführungsdurchgangsöffnungen 11b, die die
druckerzeugenden Kammern 5 mit den Düsenöffnungen 13a
verbinden.
Bezugszeichen 12 bezeichnet ein Reservoir bildendes Element,
das die gemeinsame Tintenkammer 12a ausbildet. In dieser
Ausführungsform ist die gemeinsame Tintenkammer 12a durch
eine Durchgangsöffnung, die im wesentlichen V-förmig ist,
ausgebildet, wobei die Tintenkammer 12a mit den jeweiligen
druckerzeugenden Kammern 5 über die
Zuführungsdurchgangsöffnungen 6a des oben erwähnten,
druckerzeugende Kammern 5 bildenden Abdeckelements 6, und
über die Zuführungsdurchgangsöffnungen 11a des den
Tintenzuführungsabschnitt bildenden Elements 11, verbunden
ist. Zuführungsdurchgangsöffnungen 12b, die die
druckerzeugenden Kammern 5 mit den Düsenöffnungen 13a
verbinden, sind in einem zentralen Abschnitt des Reservoir
bildenden Elements 12 angeordnet.
Bezugszeichen 13 bezeichnet ein düsenformendes Element. Das
düsenformende Element 13 ist mit den druckerzeugenden Kammern
5 über Zuführungsdurchgangsöffnungen 6b, 11b, 12b verbunden
und hat ebenfalls die Funktion, die andere Seite der
gemeinsamen Tintenkammer 12a des Reservoir bildenden Elements
12 abzudichten.
Das Tintenzuführungsabschnitt bildende Element 11 und das
düsenformende Element 13 sind durch Pressbearbeitung oder
Ätzen eines rostfreien Stahlbleches hergestellt. Diese
Elemente können wenigstens aus einem Material gefertigt sein,
das aus folgender Gruppe gewählt ist: andere Metalle,
Keramiken, Glas, Silizium und Kunststoff bzw. Plastik. Das
Verfahren zur Herstellung der jeweiligen Elemente umfaßt:
Pressbearbeitung, Ätzen, Galvanoplastik und Laserstrahlbearbeitung. Besonders bevorzugt wird ein Material für das Tintenzuführungsabschnitt bildende Element 11 und das düsenformende Element 13 ausgewählt, welches ein relativ hohes Elastizitätsmodul (Young's module) aufweist.
Pressbearbeitung, Ätzen, Galvanoplastik und Laserstrahlbearbeitung. Besonders bevorzugt wird ein Material für das Tintenzuführungsabschnitt bildende Element 11 und das düsenformende Element 13 ausgewählt, welches ein relativ hohes Elastizitätsmodul (Young's module) aufweist.
Andererseits kann das Reservoir bildende Element 12 nicht nur
aus den oben genannten Metallen, Keramiken, Glas und Silizium
gefertigt werden, sondern es kann ebenso ein plastik- oder
filmartiges Klebemittel oder pastenartiges Klebemittel
verwendet werden, wie beispielsweise Polyimid, Polyamid,
Polyester, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid und
Polyvinylidenchlorid, da keine so hohe Starrheit für das
Reservoir formende Element 12 benötigt wird. Wenn das
plastik- oder filmartige Klebemittel verwendet wird, dann
wird das Reservoir bildende Element 12 mittels Spritzgießen
oder Pressbearbeitung ausgeformt. Wenn das pasteartige
Klebemittel verwendet wird, dann wird das Reservoir bildende
Element 12 mittels Siebdruck oder Transferdruck ausgeformt.
Das den Tintenzuführungsabschnitt bildende Element 11, das
Reservoir bildende Element 12 und das düsenformende Element
13 sind in einer Flußkanaleinheit 70 ausgebildet, die die
Funktion der Fixierung einer Vielzahl von druckerzeugenden
Einheiten 50 hat.
Ein Verfahren zur Verbindung dieser Elemente in eine
Flußkanaleinheit stellt sich wie folgt dar. Wenn das
Reservoir bildende Element 12 selbst keine Haftfähigkeit
aufweist, dann wird das filmartige Klebemittel oder das
pasteartige Klebemittel verwendet, und das einen
Tintenzuführungsabschnitt bildende Element 11, das
Klebemittel, das Reservoir bildende Element 12, das
Klebemittel und das düsenformende Element 13 werden in dieser
Reihenfolge eines auf dem anderen unter Verwendung einer
nicht dargestellten Positionierungseinspannvorrichtung
übereinandergeschichtet und thermogepreßt oder
zusammengepreßt. Wenn andererseits das Reservoir bildende
Element 12 selbst Haftfähigkeit aufweist, dann werden das
einen Tintenzuführungsabschnitt bildende Element 11, das
Reservoir bildende Element 12 und das düsenformende Element
13 in dieser Reihenfolge übereinandergeschichtet und
gleichfalls thermogepreßt oder zusammengepreßt.
Im Resultat hat in dieser speziellen Ausführungsform eine
einzelne Platte der Flußkanaleinheit 70, wie in Fig. 2
dargestellt, eine Vielzahl von druckerzeugenden Einheiten 50,
nämlich drei druckerzeugende Einheiten 50 die durch das
Klebemittel, eine Thermoablagerungsschicht oder ähnliches
kollektiv mit der Platte verbunden sind, um einen
Tintenstrahldruckkopf zu bilden.
Die derart geformten druckerzeugenden Kammern 5 des
Tintenstrahldruckkopfes sind im wesentlichen rechteckige
schmale Kammern, wie in Fig. 3 dargestellt. Die
Düsenöffnungen 13a stehen in Kontakt mit einem Ende einer
jeden druckerzeugenden Kammer 5 und die gemeinsame
Tintenkammer 12a steht in Kontakt mit dem anderen Ende einer
jeden druckerzeugenden Kammer. Wie in Fig. 4 dargestellt
wird die Vibrationsplatte 3 mit dem piezoelektrischen
Vibrationselement 1, das mittels Biegen vibriert, deformiert,
so daß die Vibrationsplatte 3 in Richtung der
druckerzeugenden Kammer hervorragt, wie durch die Kurve 3'
angedeutet. Im Resultat steigt der Druck der druckerzeugenden
Kammer 5, um ein Tintentröpfchen "d" von der Düsenöffnung 13a
auszustoßen und dadurch einen Punkt auf einem
Aufzeichnungblatt zu bilden. Bei der Rückkehr des
piezoelektrischen Vibrationselementes 1 in den
Ausgangszustand fließt die Tinte von der gemeinsamen
Tintenkammer 12a über die Zuführungsdurchgangsöffnung 11a. Im
Resultat wird in der druckerzeugenden Kammer 5 ein
Tintenstrom in einer derartigen longitudinalen Richtung
erzeugt, wie durch die Pfeile in Fig. 4 angezeigt.
Fig. 5 zeigt im Schnitt eine Struktur eines derart
konstruierten Tintenstrahldruckkopfes in der Umgebung der
druckerzeugenden Kammer 5 in orthogonaler Richtung zum
Tintenstrom innerhalb der druckerzeugenden Kammer 5 gesehen,
bzw. einen Schnitt entlang der Linie L-L in Fig. 4. In Fig.
5 bezeichnet Bezugszeichen 20 die Steuerelektrode, die auf
der Oberfläche der Vibrationsplatte 3 ausgebildet ist. Die
Breite W2 der Steuerelektrode 20 ist etwas kleiner als die
Breite W1 der druckerzeugenden Kammer 5, und die
Steuerelektrode 20 ist mit einer derartigen Länge
ausgebildet, daß ein Ende davon einen Endabschnitt der
Vibrationsplatte 3 der Umgebung der Düsenöffnung 13a der
druckerzeugenden Kammer 5 erreicht und das andere Ende davon
ebenfalls als Verbindungsanschluß mit einer äußeren Elektrode
dient.
Bezugszeichen 1 bezeichnet das piezoelektrische
Vibrationselement, dessen Breite W3 größer ist als die Breite
W2 der Steuerelektrode 20 und kleiner als die Breite W1 der
druckerzeugenden Kammer 5. Mit einer derartigen Länge, daß
das vordere Ende auf der Seite der Düsenöffnungen 13a die
Steuerelektrode 20 bedeckt und das hintere Ende die Umgebung
von dem hinteren Ende der druckerzeugenden Kammer 5 erreicht,
ist das piezoelektrische Vibrationselement 1 auch derart
ausgebildet, daß es den Bereich der Steuerelektrode 20, der
der druckerzeugenden Kammer 5 gegenübersteht, vollständig
bedeckt.
Durch eine derartige Ausformung des piezoelektrischen
Vibrationselementes 1, daß es den Bereich der Steuerelektrode
20, der der druckerzeugenden Kammer 5 gegenübersteht,
bedeckt, kann der Bereich der Steuerelektrode 20, der der
druckerzeugenden Kammer 5 gegenübersteht, vollständig durch
das piezoelektrische Vibrationselement 1 bedeckt werden,
selbst wenn das piezoelektrische Vibrationselement 1 bei
seiner Ausbildung einer leichten Verschiebung ausgesetzt oder
mit inkonsistenter Größe ausgebildet wird. Dies verhindert
einen Kurzschluß mit einer gemeinsamen Elektrode 80 (Fig. 7)
auf dem anderen Pol, welche auf der Oberfläche des
piezoelektrischen Elements 1 ausgebildet ist.
Falls das piezoelektrische Element 1 mittels Beschichten oder
Verbinden mit der unbehandelten Platte (green sheet), welche
vorzugsweise ein piezoelektrisches Material ist, an der
Steuerelektrode 20 ausgebildet wird, und die unbehandelte
Platte (green sheet) zusammen mit der Vibrationsplatte 3 und
der Steuerelektrode 20 gebacken wird, dann bedeckt das
piezoelektrische Element 1 vollständig die Steuerelektrode
20, und der Randbereich 1b ist zuverlässig an die
Steuerelektrode 20 gegen Kontraktion des piezoelektrischen
Vibrationselementes 1 und Verbiegung der Vibrationsplatte 3
während des Backprozesses gebunden. Damit kann nicht nur die
Verschiebung aufgrund Biegung des piezoelektrischen
Vibrationselementes 1 auf die Vibrationsplatte 3 zuverlässig
übertragen werden, sondern auch fatale Schäden wie partielles
Absplittern bzw. Abbröckeln oder ähnliches können infolge der
zuverlässigen Verbindung zwischen dem piezoelektrischen
Vibrationselement 1 und der Vibrationsplatte 3 verhindert
werden.
Der Bereich der Steuerelektrode 20 selbst wird als der
effektive Arbeitsbereich des piezoelektrischen
Vibrationselementes 1 verwendet, da gemäß der Erfindung das
piezoelektrische Vibrationselement 1 derart abgelagert wird,
daß es die Steuerelektrode 20 bedeckt. Im Resultat kann,
mittels Anpassung der Größe der dünnen Steuerelektrode 20 ein
piezoelektrisches Vibrationselement 1, welches einen
optimalen effektiven Arbeitsbereich bezüglich der
druckerzeugenden Kammer 5 aufweist, einfach ausgebildet und
mit hoher Genauigkeit einfach geformt werden. Solch eine
Anpassung ist einfacher zu machen als eine Anpassung der
Größe des piezoelektrischen Vibrationselementes 1, das
vergleichsweise dick ist.
Zusätzlich ist es besonders vorteilhaft, zur Verbesserung der
Verformungseffizienz der Vibrationsplatte 3, d. h. des
Verhältnisses der angelegten elektrischen Energie zum
transportierten Tintenvolumen, das Verhältnis der Breite W2
der Steuerelektrode 20, zur Breite W1 der druckerzeugenden
Kammer 5, W2/W1, auf 0,9 einzustellen. Unter Berücksichtigung
von Fehlern und Variationen im Herstellungsprozeß kann dieses
Verhältnis jedoch auf einen Wert zwischen 0,8 und 0,9 gesetzt
werden.
Insbesondere wird eine Steuerelektrode 20 mit einer Breite W2
von 340 µm und mit einer Dicke von 5 µm, die es erlaubt,
elektrische Leitfähigkeit bezüglich einer druckerzeugenden
Kammer mit einer Breite W1 von 420 µm sicherzustellen,
ausgeformt, und dann wird ein piezoelektrisches
Vibrationselement 1 mit einer Breite W3 von 380 µm und mit
einer Dicke von 30 µm auf der Oberfläche der Steuerelektrode
20 ausgeformt.
Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines derart
konstruierten Tintenstrahldruckkopfes beschrieben.
Fig. 6(a) bis (f) sind Diagramme, die ein Verfahren zur
Herstellung der oben erwähnten Druckerzeugungseinheit 50
zeigen. Die Vibrationsplatte 3, das druckerzeugende Kammern 5
bildende Element 4 und das druckerzeugende Kammern 5 bildende
Abdeckelement 6 sind aus unbehandelten Platten (green sheet)
geformt, wobei jede unbehandelte Platte (green sheet)
vorzugsweise ein keramisches Material, d. h. eine tonartige
Platte ist, und am druckerzeugende Kammern 5 bildenden
Element 4 sind Fenster mittels Stanzen in Bereichen
ausgebildet, die so ausgestaltet sind, daß sie als
druckerzeugende Kammern 5 dienen; und an die unbehandelten
Platten (green sheet) mit diesen halb verfestigten Elementen
wird Druck angelegt, so daß diese Elemente miteinander
integriert werden, wie in Fig. 6(a) gezeigt. Der so
behandelte Körper wird bei Temperaturen im Bereich von 800
bis 1500°C gebacken (Fig. 6(b)). Das keramische Material
ist im allgemeinen im wesentlichen aus einer oder mehrerer
Arten einer Zusammensetzung gefertigt, die aus folgender
Gruppe gewählt ist: Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid,
Magnesiumoxid, Aluminiumnitrid, und Siliziumnitrid.
Wenn die Vibrationsplatte 3, das eine druckerzeugende Kammer
5 bildende Element 4 und das eine druckerzeugende Kammer 5
bildende Abdeckelement 6 integriert wurden, dann wird ein
Muster der Steuerelektrode 20 mit einer optimalen Breite
bezüglich der entsprechenden druckerzeugenden Kammer 5
mittels Beschichten oder Drucken mit einem elektrisch
leitenden Material in einem Bereich entsprechend der
druckerzeugenden Kammer 5 von der Vibrationsplatte 3 derart
ausgeformt, daß das Verhältnis der Breite W2 der
Steuerelektrode 20 zur Breite W1 der druckerzeugenden Kammer
5, W2/W1, auf einen Wert zwischen 0,8 und 0,9 gesetzt ist
(Fig. 6(c)). Das elektrisch leitende Material ist im
wesentlichen aus einer oder mehreren Arten von Legierungen
aus folgender Gruppe gefertigt: Platin, Palladium, Silber-
Palladium, Silber-Platin und Platin-Palladium.
Wenn das Muster der Steuerelektrode 20 sich auf der
Vibrationsplatte 3 halb verfestigt hat, wird der gesamte
Körper bei Temperaturen gebacken, die geeignet sind, das
elektrisch leitende Material zu backen (Fig. 6(d)).
Dann wird das piezoelektrische Vibrationselement 1 auf der
Oberfläche der Steuerelektrode 20 mittels Beschichtung oder
Drucken mit einer unbehandelten Platte (green sheet) aus
piezoelektrischem Material ausgebildet, so daß die Breite W3
des piezoelektrischen Vibrationselementes 1 größer als die
Breite W2 der auf der Vibrationsplatte 3 ausgebildeten
Steuerelektrode 20, und kleiner als die Breite W1 der
druckerzeugenden Kammer 5 ist (Fig. 6(e)). Das
piezoelektrische Material ist im wesentlichen aus
Bleititanatzirconat, Blei Magnesium-Niobat, Blei Nickel-
Niobat, Blei Zink-Niobat, Blei Mangan-Niobat, Blei Antimon-
Stannat oder Blei Titanat gefertigt.
Wenn die unbehandelte Platte (green sheet), welche ein
piezoelektrisches Material und derart geformt ist, daß sie
leicht über die Steuerelektrode 20 überhängt, sich in dieser
Weise halb verfestigt hat, wird der gesamte Körper bei
Temperaturen gebacken, die geeignet sind, das
piezoelektrische Material zu backen (Fig. 6(f)). In diesem
Backprozeß kann sich in einigen Fällen ein zentraler
Abschnitt 1a des piezoelektrischen Vibrationselementes 1
verbiegen, so daß er in Richtung der druckerzeugenden Kammer
5 ragt, wie in Fig. 5 gezeigt, aufgrund der größeren
Kontraktionsrate des piezoelektrischen Elements 1 zur Zeit
des Backens im Verhältnis zu der Kontraktionrate der
Steuerelektrode 20, und aufgrund der größeren Kontraktion der
Abschnitte des piezoelektrischen Vibrationselementes 1, die
über die Steuerelektrode 20 überhängen, im Verhältnis zur
Kontraktion des piezoelektrischen Elements 1 auf der
Steuerelektrode 20.
Dieser Typ eines piezoelektrischen Vibrationselementes 1 ist
jedoch darin vorteilhaft, sich selbst vor partiellem
Abblättern bzw. Absplittern oder vollständigem Abblättern
bzw. Absplittern von der Steuerelektrode zu bewahren, da das
piezoelektrische Vibrationselement 1 mit seinen Randbereichen
1b über die Vibrationsplatte 3 überhängend an die
Steuerelektrode gebunden ist, während es sich über die
Steuerelektrode 20 erstreckt.
Nachdem alle Backprozesse in dieser Weise beendet sind,
werden die piezoelektrischen Vibrationselemente 1 und die
gemeinsame Elektrode 80, die über den piezoelektrischen
Vibrationselementen 1 angeordnet ist, über einen ganzen
Bereich abgelagert, der den druckerzeugenden Kammern 5
gegenüberliegt, wobei eine elektrisch leitende Schicht
mittels einer Schichtbildungsmethode wie selektives
Aufdampfen oder Sputtern mit einer Maske, wie in Fig. 7
gezeigt, aufgebracht wird, wobei ein elektrisch leitendes
Material wie beispielsweise Nickel oder Kupfer verwendet
wird. Die gemeinsame Elektrode 80 ist zusammen mit den
Steuerelektroden 20 über eine Bleielektrode 82 mittels einem
Kabel 85 mit einer externen Vorrichtung verbunden.
Im Resultat kann ein Tintentröpfchen von einer Düsenöffnung
13a durch Verbiegen des piezoelektrischen Vibrationselementes
1 ausgestoßen werden, während ein Steuersignal über die
gemeinsame Elektrode 80 und die auf der druckerzeugenden
Kammer 5, von welcher das Tröpfchen ausgestoßen werden soll,
angeordnete Steuerelektrode 20, angelegt ist.
Die Randbereiche 1b des piezoelektrischen Vibrationselementes
1, d. h. die über die Randbereiche der Steuerelektrode 20
überhängenden Abschnitte, sind in dem oben erwähnten
Ausführungsbeispiel an die Vibrationsplatte 3 gebunden. Wie
in Fig. 8 dargestellt, werden die Ränder A des
piezoelektrischen Vibrationselementes 1 derart gebacken, daß
sie über die Steuerelektrode 20 überhängen, mittels
beispielsweise Präparieren einer etwas festeren,
unbehandelten Platte (green sheet), so daß der effektive
Arbeitsbereich des piezoelektrischen Vibrationselementes 1
auf die Breite der Steuerelektrode 20 selbst limitiert werden
kann, mit der weiterhin aufrechterhaltenen zuverlässigen
Verbindung zwischen dem piezoelektrischen Vibrationselement 1
und der Steuerelektrode 20.
Im Resultat können alle druckerzeugenden Kammern 5 unter
konsistenten Bedingungen angesteuert werden, frei von
Inkonsistenzen in der Vibrationscharakteristik, die durch
Inkonsistenzen in der Größe der piezoelektrischen
Vibrationselemente 1 hervorgerufen werden, wobei besagte
Größe die Tendenz zu Inkonsistenzen in Richtung der Breite
aufweist.
Falls erforderlich, wird eine elektrisch isolierende Schicht
8, welche dünner ist als das piezoelektrische
Vibrationselement 1, in einem Bereich der Vibrationsplatte 3,
in dem kein piezoelektrisches Vibrationselement 1 angeordnet
ist, ausgebildet, wie in Fig. 9 dargestellt, und die
gemeinsame Elektrode 80 wird darauf aufgebracht, so daß nicht
nur die Bildung von Kreuzkopplungen aufgrund Signallecks
durch die Sicherstellung einer elektrischen Isolation
zwischen den benachbarten Steuerelektroden 20 verhindert
werden kann, sondern auch Brüche der gemeinsamen Elektrode 80
an den Enden des piezoelektrischen Vibrationselementes 1
verhindert werden können, indem die Stufe zwischen dem
piezoelektrischen Vibrationselement 1 und der
Vibrationsplatte 3 klein gemacht wird.
Fig. 10 zeigt ein Vergleichsbeispiel, bei welchem die
isolierende Materialschicht 8 und die Steuerelektrode 20 auf
einer einzigen Platte ausgebildet sind, so daß das
isolierende Material 8 die Steuerelektrode 20 umgibt, und die
Oberseiten von beiden, der isolierenden Materialschicht 8 und
der Steuerelektrode 20, miteinander fluchten. Entsprechend
dieser Ausführungsform kann elektrisch bedingtes Übersprechen
durch elektrische Isolierung der Steuerelektrode 20
zuverlässig verhindert und die gemeinsame Elektrode 80 kann
zuverlässiger ausgebildet werden.
Fig. 11 zeigt ein weiteres Vergleichsbeispiel. Ein die
Vibrationsplatte ergebendes, etwas dickeres Keramikmaterial
wird präpariert. Zusätzlich wird eine Aussparung 84 mit einer
Stufe 84a zur Aufnahme der Steuerelektrode 20 und des
piezoelektrischen Vibrationselements 1 an einem zentralen
Abschnitt jeder druckerzeugenden Kammer 5 ausgeformt, so daß
die Steuerelektrode 20 und das piezoelektrische
Vibrationselement 1, das etwas breiter als die
Steuerelektrode 20 ist, im unteren bzw. oberen Bereich der
Aussparung 84 aufgenommen wird, wobei die Oberfläche des
piezoelektrischen Vibrationselementes 1 ebenso hoch ist wie
andere Bereiche der Vibrationsplatte 3 welche an der
Verschiebung nicht teilnehmen. Entsprechend diesem
Ausführungsbeispiel kann nicht nur mechanisch bedingtes
Übersprechen und elektrisch bedingtes Übersprechen aufgrund
Signallecks mittels ausreichender Verstärkung derjenigen
Bereiche, die nicht an der Verformung der druckerzeugenden
Kammer 5 teilnehmen, verhindert werden, sondern auch die
Zuverlässigkeit kann mittels Ausbildung einer stufenlosen
gemeinsamen Elektrode 80 erhöht werden.
Fig. 12 zeigt einen Tintenstrahldruckkopf entsprechend einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform
wurde gestaltet, um in besonders bevorzugter Weise das zweite
Problem, d. h. die Reduktion der Effizienz des
Tintenausstosses, bedingt durch Deformation des
piezoelektrischen Vibrationselementes und der
Vibrationsplatte zum Zeitpunkt des Backens, sowie bedingt
durch Übersprechen zu überwinden. Fig. 12 zeigt das
Ausführungsbeispiel als Schnitt einer Struktur in
orthogonaler Richtung zum Tintenstrom innerhalb der
druckerzeugenden Kammer 5, d. h. entlang der Linie L-L in
Fig. 4.
Bezugszeichen 21 in Fig. 12 bezeichnet eine Steuerelektrode,
die auf einer Oberfläche der Vibrationsplatte 3 ausgebildet
ist. Diese Steuerelektrode 21 ist derart ausgebildet, daß
ihre Breite W2 etwas kleiner ist als die Breite W1 der
druckerzeugenden Kammer 5. Diese Steuerelektrode 21 ist im
Querschnitt bogenförmig, so daß ihr zentraler Abschnitt in
longitudinaler Richtung der druckerzeugenden Kammer 5, d. h.
auf einer Linie, die die Düsenöffnung mit der gemeinsamen
Tintenkammer verbindet, in Richtung der druckerzeugenden
Kammer 5 hervorragt und das Oberteil, das mit dem
piezoelektrischen Vibrationselement 23 in Kontakt steht, im
wesentlichen horizontal ist.
Während die Steuerelektrode 20 in der oben erwähnten
Ausführungsform eine einheitliche Dicke von ungefähr 5 µm
aufweist, wobei nur den elektrischen Eigenschaften Bedeutung
beigemessen wird, ist die Dicke der Steuerelektrode 21
entsprechend diesem Ausführungsbeispiel im zentralen Bereich
bei Werten im Bereich von 15 bis 30 µm, wobei das Verbiegen
zum Zeitpunkt des Backens berücksichtigt wird, obwohl die
Dicke der Randbereiche etwa 5 µm beträgt, so daß die
elektrischen Eigenschaften aufrecht erhalten werden können.
Bezugszeichen 23 bezeichnet das piezoelektrische
Vibrationselement. Die Breite W3 dieses piezoelektrischen
Vibrationselementes 23 ist größer als die Breite W2 der
Steuerelektrode 21 und kleiner als die Breite W1 der
druckerzeugenden Kammer 5. Mit einer derartigen Länge, daß
das vordere Ende davon auf der Seite der Düsenöffnungen die
Steuerelektrode 21 bedeckt und das hintere Ende davon die
Umgebung des hinteren Endes der druckerzeugenden Kammer 5
erreicht, ist das piezoelektrische Vibrationselement 23
derart ausgeformt, daß es den Bereich der Steuerelektrode 21,
der der druckerzeugenden Kammer 5 entspricht, vollständig
überdeckt. Randbereiche 23a, 23a des piezoelektrischen
Vibrationselementes 23 sind derart geformt, daß sie über die
Steuerelektrode 21 in ähnlicher Weise wie in dem oben
erwähnten Ausführungsbeispiel überhängen.
Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel ist die
Querschnittsstruktur der Steuerelektrode 21 derart gewählt,
daß sie den Raum ausfüllt, der durch die oben erwähnte
Verbiegung der Vibrationsplatte 3 gebildet wird, wobei die
Verbiegung durch die unterschiedliche Kontraktionsrate
zwischen dem piezoelektrischen Vibrationselement 23 und der
Steuerelektrode 21 zum Zeitpunkt des Backens verursacht wird.
Daher wird die Oberseite der Steuerelektrode 21 nach dem
Backen im wesentlichen horizontal gehalten, wodurch das auf
der Steuerelektrode 21 ausgeformte piezoelektrische
Vibrationselement 23 ebenfalls flach ist.
Im Resultat werden horizontale Zugkräfte A2, A2 auf der
Oberfläche, die oberhalb der Vibrationsplatte 3 ist, erzeugt,
wenn das piezoelektrische Vibrationselement 23 durch Anlegen
einer Steuerspannung kontrahiert wird, wie in Fig. 13
gezeigt. Obwohl solche Kräfte in eine Kraft B2 umgesetzt
werden, die die Vibrationsplatte 3 in Richtung der
druckerzeugenden Kammer 5 verbiegt, ziehen diese Kräfte nicht
an den Wänden 4a, 4b, die die druckerzeugende Kammer 5
begrenzen, in Richtung der druckerzeugenden Kammer 5. Daher
wird nicht nur mit hoher Effizienz ein Tintentröpfchen
ausgestoßen, sondern es wird auch die Erzeugung von
Übersprechen auf einem extrem niedrigen Grad gehalten.
Es muß nicht extra erwähnt werden, daß mittels Ausformung der
piezoelektrischen Vibrationsplatte 23 derart, daß sie den
Bereich der Steuerelektrode 21, der der druckerzeugenden
Kammer 5 gegenüberliegt, überdeckt, sie diesen auch dann
vollständig überdecken kann, wenn leichte Verschiebung oder
Inkonsistenzen in der Größe der Steuerelektrode 21 und des
piezoelektrischen Vibrationselementes 23 vorhanden sind. Dies
verhindert Kurzschluß mit einer gemeinsamen Elektrode 80 auf
dem anderen Pol, welche auf der Oberfläche des
piezoelektrischen Elements 23 ausgeformt ist.
In dem Fall, in dem das piezoelektrische Vibrationselement 23
mittels Beschichten oder Bonden mit einer unbehandelten
Platte (green sheet), die ein piezoelektrisches Material ist,
an die Steuerelektrode 21 und Backen der unbehandelten Platte
(green sheet) zusammen mit der Vibrationsplatte 3 und der
Steuerelektrode 21 ausgebildet wird, überdeckt das
piezoelektrische Vibrationselement 23 die Steuerelektrode 21
vollständig und hat Randbereiche 23a, 23a an die
Steuerelektrode 21 gegen die oben erwähnte Verbiegung der
Vibrationsplatte 3, bedingt durch die Differenz in der
Kontraktionsrate zwischen dem piezoelektrischen
Vibrationselement 23 und der Steuerelektrode 21 zum Zeitpunkt
des Backens, zuverlässig gebunden. Damit kann nicht nur die
Verschiebung durch Verbiegen des piezoelektrischen
Vibrationselementes 23 zuverlässig auf die Vibrationsplatte 3
übertragen werden, sondern es können auch fatale Schäden wie
beispielsweise partielles Absplittern bzw. Abbröckeln oder
ähnliches verhindert werden, infolge der zuverlässigen
Verbindung zwischen dem piezoelektrischen Vibrationselement
23 und der Vibrationsplatte 3.
Insbesondere wird eine Steuerelektrode 21 ausgeformt, deren
Breite W2 340 µm und deren Dicke 15 µm am zentralen Abschnitt
und 5 µm an den Randbereichen bezüglich einer
druckerzeugenden Kammer mit einer Breite W1 von 420 µm
beträgt, und dann wird auf der Oberfläche der Steuerelektrode
21 ein piezoelektrisches Vibrationselement 23 ausgeformt,
dessen Breite W3 380 µm und dessen Dicke 30 µm beträgt.
Der so konstruierte Tintenstrahldruckkopf wurde mit einem
Tintenstrahldruckkopf verglichen, dessen Steuerelektroden
eine einheitliche Dicke von 5 µm aufweisen. Die Größe der
Verschiebung des piezoelektrischen Vibrationselementes in
Richtung der druckerzeugenden Kammer ist 0,2 µm im ersten und
0,1 µm um letzteren Fall. Daher wurde eine Verbesserung
festgestellt, die die herkömmliche Größe der Verschiebung
verdoppelt. Das Übersprechen im ersten Fall ist 10% oder
weniger, während es im letzteren Fall 30 bis 60% beträgt.
Daher wurde eine Reduktion des Übersprechens von 1/3 oder
mehr erreicht.
In einer Weise ähnlich zu der im oben erwähnten
Ausführungsbeispiel ist es zur Verbesserung der Effizienz der
Auslenkung der Vibrationsplatte 3, d. h. des Verhältnisses von
angelegter elektrischer Energie zu transportiertem
Tintenvolumen, vorteilhaft, das Verhältnis der Breite W2 der
Steuerelektrode 21, zur Breite W1 der druckerzeugenden Kammer
5, W2/W1, das in besonders vorteilhafter Weise 0,9 beträgt,
auf einen Wert zwischen 0,8 und 0,9 anzupassen, wobei Fehler
und Variationen im Herstellungsprozeß berücksichtigt werden.
Weiterhin wird die Dicke der Steuerelektrode 21 im zentralen
Abschnitt auf einen Wert gesetzt, der das 1,2-fache oder mehr
ihrer Dicke im peripheren Abschnitt beträgt. Es wurde
herausgefunden, daß eine derartige Einstellung dazu beiträgt,
die Verschlechterung des Ergebnisses, aufgrund von Fehlern
und ähnlichem im Herstellungsprozeß, mit Sicherheit zu
verhindern.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 14(a) bis
(f) ein Verfahren zur Herstellung eines derartig
konstruierten Tintenstrahldruckkopfes näher beschrieben.
Die Vibrationsplatte 3, das druckerzeugende Kammer bildende
Element 4 und das druckerzeugende Kammer bildende
Abdeckelement 6 sind aus unbehandelten Platten (green sheet)
geformt, wobei jede unbehandelte Platte (green sheet)
vorzugsweise ein keramisches Material, d. h. eine tonartige
Platte ist, und am druckerzeugende Kammer bildenden Element 4
sind Fenster mittels Stanzen in Bereichen ausgebildet, die so
gestaltet sind, daß sie als druckerzeugende Kammern 5 dienen;
und an die unbehandelten Platten (green sheet) mit diesen
halb verfestigten Elementen wird Druck angelegt, Fig. 14(a),
so daß diese Elemente miteinander integriert werden. Der so
behandelte Körper wird bei Temperaturen im Bereich von 800
bis 1500°C gebacken (Fig. 14(b)). Das keramische Material
ist im allgemeinen im wesentlichen aus einer oder mehrerer
Arten einer Zusammensetzung gefertigt, die aus folgender
Gruppe gewählt ist: Aluminiumoxid (aluminum oxide),
Zirkonoxid (zirconium oxide), Magnesiumoxid (magnesium
oxide), Aluminiumnitrid (aluminum nitride) und Siliziumnitrid
(silicon nitride).
Wenn die Vibrationsplatte 3, das druckerzeugende Kammer
bildende Element 4 und das druckerzeugende Kammer bildende
Abdeckelement 6 auf diese Weise integriert wurden, dann wird
ein Muster der Steuerelektrode 21 mit einer optimalen Breite
bezüglich der entsprechenden druckerzeugenden Kammer 5
gebildet, indem ein Bereich mit einem elektrisch leitenden
Material beschichtet oder bedruckt wird, der der
druckerzeugenden Kammer 5 der Vibrationsplatte 3 entspricht,
so daß das Verhältnis der Breite W2 der Steuerelektrode 21
zur Breite W1 der druckerzeugenden Kammer 5, W2/W1, auf einen
Wert zwischen 0,8 und 0,9 gesetzt ist. Das elektrisch
leitende Material ist im wesentlichen aus einer Art oder
mehreren Arten von Legierungen aus folgender Gruppe
gefertigt: Platin (platinum), Palladium, Silber-Palladium,
Silber-Platin und Platin-Palladium. Da in diesem
Ausführungsbeispiel die Steuerelektrode 21 in ihrem Schnitt
bogenförmig gemacht werden muß, wird eine erste Schicht 21-1
in einer vorbestimmten Dicke und danach eine zweite Schicht
21-2 nur in der Umgebung des Zentrums, aufgebracht. Diese
Beschichtungstechnik erlaubt es dem elektrisch leitenden
Material, aus dem die zweite Schicht 21-2 gefertigt ist, sich
glatt bzw. eben mit dem zentralen Abschnitt als Scheitel
auszubreiten, während es durch die Fluidität des Materials,
aus dem die Elektrode gefertigt ist, unterstützt wird, so daß
die zweite Schicht 21-2 mit der ersten Schicht 21-1
verschmolzen ist, um damit integriert zu sein, um einen
bogenförmigen Schnitt aufzuweisen (Fig. 14(c)).
Wenn das Muster der Steuerelektrode 21 sich auf der
Vibrationsplatte 3 halb verfestigt hat, wird der gesamte
Körper bei Temperaturen gebacken, die geeignet sind das
elektrisch leitende Material zu backen (Fig. 14(d)).
Dann wird das piezoelektrische Vibrationselement 23 auf der
Oberfläche der Steuerelektrode 21 mittels Beschichtung oder
Bedrucken mit einer unbehandelten Platte (green sheet) aus
piezoelektrischem Material ausgebildet, so daß die Breite des
piezoelektrischen Vibrationselementes 23 größer als die
Breite der auf der Oberfläche der Vibrationsplatte 3
ausgebildeten Steuerelektrode 21, und kleiner als die Breite
der druckerzeugenden Kammer 5 ist (Fig. 14(e)). Das
piezoelektrische Material ist im wesentlichen aus
Bleititanatzirconat (lead zirconate titanate), Blei
Magnesium-Niobat (lead magnesium-niobate), Blei Nickel-Niobat
(lead nickel-niobate), Blei Zink-Niobat (lead zinc-niobate),
Blei Mangan-Niobat (lead manganese-niobate), Blei Antimon-
Stannat (lead antimony-stannate) oder Blei Titanat (lead
titanate) gefertigt.
Wenn die unbehandelte Platte (green sheet), welche ein
piezoelektrisches Material und derart geformt ist, daß sie
leicht über die Steuerelektrode 21 übersteht, sich in dieser
Weise halb verfestigt hat, wird der gesamte Körper bei
Temperaturen gebacken, die geeignet sind, das
piezoelektrische Material zu backen (Fig. 14(f)).
In diesem Backprozeß biegt sich der zentrale Abschnitt der
Vibrationsplatte 3 in Richtung der druckerzeugenden Kammer
5, aufgrund der größeren Kontraktionsrate des
piezoelektrischen Vibrationselementes 23 bezüglich derjenigen
der Steuerelektrode 21, zum Zeitpunkt des Backens und
aufgrund der größeren Kontraktion auf der äußeren Seite des
piezoelektrischen Vibrationselementes 23 in Bezug zur
Kontraktion auf der Seite der Steuerelektrode 21 des
piezoelektrischen Vibrationselementes 23. Da jedoch der
zentrale Abschnitt der Steuerelektrode 21, die zuvor dicker
ausgeformt wurde, den Raum, der durch die Verbiegung gebildet
wird, ausfüllt, kann die Oberfläche der Steuerelektrode 21
horizontal gemacht werden.
Wenn die Elektrodenschicht durch Beschichtung ausgebildet
wird, beinhaltet die Dicke der Schicht üblicherweise eine
Inkonsistenz von etwa 20%. Daher ist es besonders bevorzugt,
unter Berücksichtigung des Sicherheitsfaktors den zentralen
Abschnitt um das 1,2-fache oder mehr dicker zu machen als den
Randbereich. Diese Technik ist sehr hilfreich bei der
Verbesserung des Ergebnisses.
Wenn der Backprozeß der piezoelektrischen Vibrationselemente
in dieser Weise beendet ist, wird die gemeinsame Elektrode 80
mittels Ablagerung eines elektrisch leitenden Materials,
beispielsweise Kupfer oder Nickel ausgeformt, unter
Verwendung einer Maske mit einem Fenster, die die Oberfläche
aller piezoelektrischen Vibrationselemente 23 abdeckt, wie in
Fig. 7 dargestellt.
Wenn nötig, wird eine dünne elektrisch isolierende Schicht 81
verwendet, um die Bereiche der Vibrationsplatte 3
auszufüllen, in denen kein piezoelektrisches
Vibrationselement 23 ausgeformt ist, so daß die Schicht 81
ebenso hoch wird, wie das piezoelektrische Vibrationselement
23, wie in Fig. 15 gezeigt, und die gemeinsame Elektrode 80
wird darauf abgelagert, so daß nicht nur die Erzeugung von
Kreuzkopplung aufgrund Signallecks mittels Befestigung einer
elektrisch isolierenden Schicht zwischen benachbarten
Steuerelektroden 21 verhindert wird, sondern auch Brüche der
gemeinsamen Elektrode 80 an den Enden des piezoelektrischen
Vibrationselementes 23 verhindert werden, indem die Stufe
zwischen dem piezoelektrischen Element 23 und der
Vibrationsplatte 3 klein gemacht wird.
Fig. 16 zeigt ein weiteres Vergleichsbeispiel. Eine
Elektrode 24 ist derart ausgebildet, daß sie der
druckerzeugenden Kammer 5 gegenübersteht und ist im Schnitt
in einem Bereich gegenüber der druckerzeugenden Kammer 5
ähnlich bogenförmig ausgebildet. Andererseits ist in anderen
Bereichen ein Abschnitt 24a ausgebildet, der sich gleichmäßig
mit einer derartigen Dicke erstreckt, daß elektrische Leitung
sichergestellt ist. Dieser Abschnitt 24a ist mit einer
Elektrode 24' verbunden, die auf einer benachbarten
druckerzeugenden Kammer 5 ausgebildet ist. Das bedeutet, daß
die Elektroden, die in den oben erwähnten Ausführungsformen
zur Auswahl der anzusteuernden piezoelektrischen Elemente 23
dienen, als die gemeinsamen Elektroden verwendet werden und
Steuerelektroden 83, 83' die von den piezoelektrischen
Vibrationselementen 23, 23' elektrisch unabhängig sind, sind
auf den Oberflächen der jeweiligen piezoelektrischen
Vibrationselemente 23, 23' ausgebildet.
Während die Oberfläche der Steuerelektrode mittels Füllen der
Aussparung, die aufgrund der Biegung der Vibrationsplatte 3
ausgebildet ist, mit dem elektrisch leitenden Material flach
gemacht wird, kann ein ähnlicher Effekt unter Verwendung
anderer Materialien erzielt werden.
Fig. 17 zeigt ein weiteres Vergleichsbeispiel. Eine dritte
Schicht 30 ist ausgebildet und eine Steuerelektrode 31 ist
darauf ausgeformt. Die dritte Schicht 30 ist aus einem
anderen als dem piezoelektrischen Material gefertigt, das
eine starke Haftung bezüglich zu sowohl der Vibrationsplatte
3 als auch der Elektrode hat. Die dritte Schicht 30 ist
derart geformt, daß sie im Schnitt bogenförmig ist, so daß
der zentrale Abschnitt der Vibrationsplatte 3, der gegenüber
den druckerzeugenden Kammern liegt, dick ist mit einer sich
sanft verjüngenden Abschrägung in Richtung der peripheren
Abschnitte. Die Steuerelektrode 31 korrigiert die Biegung der
Vibrationsplatte 3 und hat in ähnlicher Weise eine schmalere
Breite als die druckerzeugende Kammer und eine einheitliche
Dicke.
Das piezoelektrische Vibrationselement 32 ist auch in diesem
Ausführungsbeispiel im wesentlichen horizontal ausgebildet
mit einem höheren Grad als die Vibrationsplatte 3. Daher kann
die Erzeugung von Übersprechen und die Verminderung der
Effizienz des Tintenausstosses verhindert werden.
Fig. 18(a) bis (h) zeigen ein Verfahren zur Herstellung
des oben erwähnten Tintenstrahldruckkopfes. Druck wird auf
die Vibrationsplatte 3, das druckerzeugende Kammer bildende
Element 4 und das druckerzeugende Kammer bildende
Abdeckelement 6 ausgeübt, die in Form von unbehandelten
Platten (green sheet) vorliegen und einstückig bei
Temperaturen im Bereich von 800 bis 1500°C gebacken werden
(Fig. 18(a) und (b)). Das druckerzeugende Kammer bildende
Element 4 umfaßt Abschnitte, die so gestaltet sind, daß sie
als druckerzeugende Kammern 5 dienen und mittels Stanzen
ausgeformt sind. Jede unbehandelte Platte (green sheet) ist
vorzugsweise eine Keramik wie beispielsweise Aluminiumoxid
(alumina) oder Zirkoniumoxid (zirconia).
Die dritte Schicht 30, die am zentralen Abschnitt dicker ist
als an den Randbereichen, wird mittels Drucken in einem
Bereich entsprechend der druckerzeugenden Kammer 5 ausgeformt
(Fig. 18 (c)) und gebacken (Fig. 18 (d)). Die dritte Schicht
30 ist aus einem anderen als dem piezoelektrischen Material
gefertigt, welches Haftung bezüglich sowohl der
Vibrationsplatte 3 als auch der Elektrode 31 aufweist,
beispielsweise Keramik oder Metall.
In diesen Prozessen ist es ebenso bevorzugt, unter
Berücksichtigung von Fehlern im Herstellungsprozeß den
zentralen Abschnitt um das 1,2-fache dicker auszubilden als
die peripheren Abschnitte.
Dann wird das Material, aus dem die Elektrode 31 gefertigt
ist, mittels Drucken auf der Oberfläche der dritten Schicht
30 abgelagert, so daß es der druckerzeugenden Kammer 5
gegenübersteht (Fig. 18(e)), und gebacken (Fig. 18(f)).
Im letzten Prozeß wird das piezoelektrische Vibrationselement
32 in gleicher Weise mittels Drucken ausgebildet (Fig.
18(g)) und gebacken (Fig. 18(h)).
Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel besteht bezüglich der
Auswahl des Materials zur Kompensation der Deformation der
Vibrationsplatte 3 eine erhöhte Freiheit, so daß es möglich
ist, die Vibrations-Charakteristik der Vibrationsplatte 3 auf
einen optimalen Wert für den Tintenausstoß einzustellen.
Vorzugsweise umfaßt der Tintenstrahldruckkopf eine
Vibrationsplatte aus Keramik;
ein druckerzeugende Kammer bildendes Element zur Bildung einer Vielzahl von druckerzeugenden Kammern in Reihen, wobei das druckerzeugende Kammer bildende Element aus Keramik gefertigt ist;
eine Elektrode auf einem Pol, ausgebildet auf einer Oberfläche der Vibrationsplatte entsprechend zur druckerzeugenden Kammer;
ein piezoelektrisches Vibrationselement, deren eines Ende die Elektrode und deren anderes Ende eine Elektrode auf einem anderen Pol kontaktiert, wobei der Tintenstrahldruckkopf ein Tintentröpfchen aus einer Düsenöffnung ausstößt, wenn das piezoelektrische Element gebogen wird;
wobei wenigstens die Vibrationsplatte und das druckerzeugende Kammer bildende Element einstückig mittels Backen der Keramik ausgeformt sind, das piezoelektrische Vibrationselement mittels Backen auf der Oberfläche der Elektrode auf dem einen Pol ausgebildet ist, die auf der Oberfläche der Vibrationsplatte ausgeformt ist, eine Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol kleiner ist als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, und eine Breite W3 des piezoelektrischen Vibrationselements größer ist als die Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol und kleiner ist als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer.
ein druckerzeugende Kammer bildendes Element zur Bildung einer Vielzahl von druckerzeugenden Kammern in Reihen, wobei das druckerzeugende Kammer bildende Element aus Keramik gefertigt ist;
eine Elektrode auf einem Pol, ausgebildet auf einer Oberfläche der Vibrationsplatte entsprechend zur druckerzeugenden Kammer;
ein piezoelektrisches Vibrationselement, deren eines Ende die Elektrode und deren anderes Ende eine Elektrode auf einem anderen Pol kontaktiert, wobei der Tintenstrahldruckkopf ein Tintentröpfchen aus einer Düsenöffnung ausstößt, wenn das piezoelektrische Element gebogen wird;
wobei wenigstens die Vibrationsplatte und das druckerzeugende Kammer bildende Element einstückig mittels Backen der Keramik ausgeformt sind, das piezoelektrische Vibrationselement mittels Backen auf der Oberfläche der Elektrode auf dem einen Pol ausgebildet ist, die auf der Oberfläche der Vibrationsplatte ausgeformt ist, eine Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol kleiner ist als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, und eine Breite W3 des piezoelektrischen Vibrationselements größer ist als die Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol und kleiner ist als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer.
Vorzugsweise weist ein Verhältnis der Breite W2 der Elektrode
auf dem einen Pol zu der Breite W1 der druckerzeugenden
Kammer, W2/W1, einen Wert zwischen 0,8 und 0,9 auf.
Weiter bevorzugt ist die Elektrode auf dem einen Pol eine
Steuerelektrode und die Elektrode auf dem anderen Pol eine
gemeinsame Elektrode.
Vorzugsweise ist ein peripherer Rand des piezoelektrischen
Vibrationselements als Überhang bezüglich der Elektrode auf
dem einen Pol ausgebildet und im wesentlichen an der
Vibrationsplatte mittels der Elektrode auf dem einen Pol
befestigt.
Weiter bevorzugt ist eine elektrisch isolierende Schicht
zwischen den Elektroden auf dem einen Pol ausgebildet.
Vorzugsweise umfaßt der Tintenstrahldruckkopf wiederum:
eine Vibrationsplatte, aus Keramik;
ein druckerzeugende Kammer bildendes Element zur Bildung einer Vielzahl von druckerzeugenden Kammern in Reihen, wobei das druckerzeugende Kammer bildende Element aus Keramik gefertigt ist;
eine Elektrode auf einem Pol, ausgebildet auf einer Oberfläche der Vibrationsplatte entsprechend zur druckerzeugenden Kammer;
ein piezoelektrisches Vibrationselement, deren eines Ende die Elektrode und deren anderes Ende eine Elektrode auf einem anderen Pol kontaktiert, wobei der Tintenstrahldruckkopf ein Tintentröpfchen aus einer Düsenöffnung ausstößt, wenn das piezoelektrische Element gebogen wird; und
ein Element mit dem das piezoelektrische Vibrationselement an der Vibrationsplatte befestigt ist, wobei dieses Element im Schnitt eine bogenförmige Form aufweist, ein zentraler Abschnitt dieses Elementes, der der druckerzeugenden Kammer der Vibrationsplatte gegenüberliegt, eine größere Dicke aufweist als ein peripherer Rand dieses Elementes, dieses Element ragt in Richtung der druckerzeugenden Kammer hervor;
wobei wenigstens die Vibrationsplatte und das druckerzeugende Kammer bildende Element einstückig mittels Backen der Keramik ausgeformt sind, das piezoelektrische Vibrationselement mittels Backen auf der Oberfläche der Elektrode auf dem einen Pol ausgebildet wird, die auf der Oberfläche der Vibrationsplatte gebildet ist.
eine Vibrationsplatte, aus Keramik;
ein druckerzeugende Kammer bildendes Element zur Bildung einer Vielzahl von druckerzeugenden Kammern in Reihen, wobei das druckerzeugende Kammer bildende Element aus Keramik gefertigt ist;
eine Elektrode auf einem Pol, ausgebildet auf einer Oberfläche der Vibrationsplatte entsprechend zur druckerzeugenden Kammer;
ein piezoelektrisches Vibrationselement, deren eines Ende die Elektrode und deren anderes Ende eine Elektrode auf einem anderen Pol kontaktiert, wobei der Tintenstrahldruckkopf ein Tintentröpfchen aus einer Düsenöffnung ausstößt, wenn das piezoelektrische Element gebogen wird; und
ein Element mit dem das piezoelektrische Vibrationselement an der Vibrationsplatte befestigt ist, wobei dieses Element im Schnitt eine bogenförmige Form aufweist, ein zentraler Abschnitt dieses Elementes, der der druckerzeugenden Kammer der Vibrationsplatte gegenüberliegt, eine größere Dicke aufweist als ein peripherer Rand dieses Elementes, dieses Element ragt in Richtung der druckerzeugenden Kammer hervor;
wobei wenigstens die Vibrationsplatte und das druckerzeugende Kammer bildende Element einstückig mittels Backen der Keramik ausgeformt sind, das piezoelektrische Vibrationselement mittels Backen auf der Oberfläche der Elektrode auf dem einen Pol ausgebildet wird, die auf der Oberfläche der Vibrationsplatte gebildet ist.
Vorzugsweise ist das Element aus einem Material gefertigt,
das eine adhäsive Kraft bezüglich dem piezoelektrischen
Vibrationselement und der Vibrationsplatte aufweist, und
nicht piezoelektrisch ist.
Bevorzugterweise ist das Element die Elektrode auf dem einen
Pol.
Weiter bevorzugt ist ein Verhältnis der Dicke des zentralen
Abschnitts des Elements zu seinem peripheren Eckabschnitt 1, 2
oder mehr.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines
Tintenstrahldruckkopfes umfaßt die folgenden Schritte:
Ausbilden einer Vibrationsplatte, eines druckerzeugende Kammer bildenden Elements, eines druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelements aus jeweils unbehandelten Platten, wobei das druckerzeugende Kammer bildende Element Fenster in Bereichen aufweist, die als druckerzeugende Kammern dienen und mittels Stanzen ausgeformt sind, jede unbehandelte Platte ist ein keramisches Material, welches Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid enthält;
integrales Backen der Vibrationsplatte, des druckerzeugende Kammer bildenden Elementes und des druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelementes, mittels Anlegen eines Druckes, wobei die Vibrationsplatte, das druckerzeugende Kammer bildende Element und das druckerzeugende Kammer bildende Abdeckelement halb verfestigt sind;
Ausbilden eines Musters einer Elektrode auf einem Pol aus einem elektrisch leitenden Material in einem Bereich entsprechend einer druckerzeugenden Kammer der Vibrationsplatte, so daß ein Verhältnis einer Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol zu einer Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, W2/W1, einen Wert zwischen 0,8 und 0,9 aufweist;
Backen des so erhaltenen Ganzen bei einer Temperatur die geeignet ist, das elektrisch leitende Material zu backen, wenn das Muster der Elektrode auf dem einen Pol der Vibrationsplatte halb verfestigt ist; und
Ausbilden einer Schicht eines piezoelektrischen Materials derart, daß sie breiter ist als die Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol und enger als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, und Backen dieser Schicht.
Ausbilden einer Vibrationsplatte, eines druckerzeugende Kammer bildenden Elements, eines druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelements aus jeweils unbehandelten Platten, wobei das druckerzeugende Kammer bildende Element Fenster in Bereichen aufweist, die als druckerzeugende Kammern dienen und mittels Stanzen ausgeformt sind, jede unbehandelte Platte ist ein keramisches Material, welches Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid enthält;
integrales Backen der Vibrationsplatte, des druckerzeugende Kammer bildenden Elementes und des druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelementes, mittels Anlegen eines Druckes, wobei die Vibrationsplatte, das druckerzeugende Kammer bildende Element und das druckerzeugende Kammer bildende Abdeckelement halb verfestigt sind;
Ausbilden eines Musters einer Elektrode auf einem Pol aus einem elektrisch leitenden Material in einem Bereich entsprechend einer druckerzeugenden Kammer der Vibrationsplatte, so daß ein Verhältnis einer Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol zu einer Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, W2/W1, einen Wert zwischen 0,8 und 0,9 aufweist;
Backen des so erhaltenen Ganzen bei einer Temperatur die geeignet ist, das elektrisch leitende Material zu backen, wenn das Muster der Elektrode auf dem einen Pol der Vibrationsplatte halb verfestigt ist; und
Ausbilden einer Schicht eines piezoelektrischen Materials derart, daß sie breiter ist als die Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol und enger als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, und Backen dieser Schicht.
Vorzugsweise ist die Keramik aus einer oder mehreren Arten
von Zusammensetzungen aus der folgenden Gruppe:
Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid; und das piezoelektrische Material ist im wesentlichen aus Bleititanatzirkonat, Blei Magnesium-Niobat, Blei Nickel-Niobat, Blei Mangan-Niobat, Blei Antimon-Stannat und Blei Titanat gebildet; und das elektrisch leitende Material ist im wesentlichen aus einer Art oder mehreren Legierungen aus folgender Gruppe gefertigt: Platin, Palladium, Silber-Palladium, Silber-Platin und Platin- Palladium.
Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid; und das piezoelektrische Material ist im wesentlichen aus Bleititanatzirkonat, Blei Magnesium-Niobat, Blei Nickel-Niobat, Blei Mangan-Niobat, Blei Antimon-Stannat und Blei Titanat gebildet; und das elektrisch leitende Material ist im wesentlichen aus einer Art oder mehreren Legierungen aus folgender Gruppe gefertigt: Platin, Palladium, Silber-Palladium, Silber-Platin und Platin- Palladium.
Ein weiter bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines
Tintenstrahldruckkopfes umfaßt die folgenden Schritte:
Ausbilden einer Vibrationsplatte, eines druckerzeugende Kammer bildenden Elements, eines druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelements aus jeweils unbehandelten Platten, wobei das druckerzeugende Kammer bildende Element Fenster in Bereichen aufweist, die als druckerzeugende Kammern dienen und mittels Stanzen ausgeformt sind, wobei jede unbehandelte Platte ein keramisches Material ist, welches Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid enthält;
integrales Backen der Vibrationsplatte, des druckerzeugende Kammer bildenden Elementes und des druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelementes, mittels Anlegen eines Druckes, wobei die Vibrationsplatte, das druckerzeugende Kammer bildende Elementes und das druckerzeugende Kammer bildende Abdeckelement halb verfestigt sind;
Ausbilden eines Musters einer Elektrode auf einem Pol aus einem elektrisch leitenden Material in einem Bereich entsprechend einer druckerzeugenden Kammer der Vibrationsplatte, so daß ein Verhältnis einer Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol zu einer Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, W2/W1, einen Wert zwischen 0,8 und 0,9 aufweist und so, daß ein zentraler Abschnitt der Elektrode auf dem einen Pol mit einer an der druckerzeugenden Kammer hervorstehenden Seite einen bogenförmigen Schnitt aufweist;
Backen des so erhaltenen Ganzen bei einer Temperatur die geeignet ist, das elektrisch leitende Material zu backen, wenn das Muster der Elektrode auf dem einen Pol der Vibrationsplatte halb verfestigt ist; und
Ausbilden einer Schicht eines piezoelektrischen Materials derart, daß sie breiter ist als die Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol und enger als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, und Backen dieser Schicht.
Ausbilden einer Vibrationsplatte, eines druckerzeugende Kammer bildenden Elements, eines druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelements aus jeweils unbehandelten Platten, wobei das druckerzeugende Kammer bildende Element Fenster in Bereichen aufweist, die als druckerzeugende Kammern dienen und mittels Stanzen ausgeformt sind, wobei jede unbehandelte Platte ein keramisches Material ist, welches Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid enthält;
integrales Backen der Vibrationsplatte, des druckerzeugende Kammer bildenden Elementes und des druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelementes, mittels Anlegen eines Druckes, wobei die Vibrationsplatte, das druckerzeugende Kammer bildende Elementes und das druckerzeugende Kammer bildende Abdeckelement halb verfestigt sind;
Ausbilden eines Musters einer Elektrode auf einem Pol aus einem elektrisch leitenden Material in einem Bereich entsprechend einer druckerzeugenden Kammer der Vibrationsplatte, so daß ein Verhältnis einer Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol zu einer Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, W2/W1, einen Wert zwischen 0,8 und 0,9 aufweist und so, daß ein zentraler Abschnitt der Elektrode auf dem einen Pol mit einer an der druckerzeugenden Kammer hervorstehenden Seite einen bogenförmigen Schnitt aufweist;
Backen des so erhaltenen Ganzen bei einer Temperatur die geeignet ist, das elektrisch leitende Material zu backen, wenn das Muster der Elektrode auf dem einen Pol der Vibrationsplatte halb verfestigt ist; und
Ausbilden einer Schicht eines piezoelektrischen Materials derart, daß sie breiter ist als die Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol und enger als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, und Backen dieser Schicht.
Vorzugsweise ist die Elektrode auf dem einen Pol mehrmals
ausgebildet, so daß der zentrale Bereich davon hervorsteht.
Vorzugsweise umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines
Tintenstrahldruckkopfes die folgenden Schritte:
Ausbilden einer Vibrationsplatte, eines druckerzeugende Kammer bildenden Elements, eines druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelements aus jeweils unbehandelten Platten, wobei das eine druckerzeugende Kammer bildende Element Fenster in Bereichen aufweist, die als druckerzeugende Kammern dienen und mittels Stanzen ausgebildet sind, wobei jede unbehandelte Platte ein keramisches Material, welches Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid enthält;
integrales Backen der Vibrationsplatte, des druckerzeugende Kammer bildenden Elementes und des druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelementes, mittels Anlegen eines Druckes, wobei die Vibrationsplatte, das druckerzeugende Kammer bildende Element und das druckerzeugende Kammer bildende Abdeckelement halb verfestigt sind;
Ausbilden einer dritten Schicht eines Materials mit einer adhäsiven Kraft bezüglich der Vibrationsplatte und einer Elektrode auf einem Pol in einem Bereich entsprechend der druckerzeugenden Kammer der Vibrationsplatte, so daß ein zentraler Abschnitt davon mit einer an der druckerzeugenden Kammer hervorstehenden Seite einen bogenförmigen Schnitt aufweist;
Ausbilden eines Musters einer Elektrode auf dem einen Pol aus einem elektrisch leitenden Material auf einer Oberfläche der dritten Schicht, so daß ein Verhältnis einer Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol zu einer Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, W2/W1, einen Wert zwischen 0,8 und 0,9 aufweist;
Backen des so erhaltenen Ganzen bei einer Temperatur die geeignet ist, das elektrisch leitende Material zu backen, wenn das Muster der Elektrode auf dem einen Pol der Vibrationsplatte halb verfestigt ist; und
Ausbilden einer Schicht eines piezoelektrischen Materials derart, daß sie breiter ist als die Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol und enger als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, und Backen dieser Schicht.
Ausbilden einer Vibrationsplatte, eines druckerzeugende Kammer bildenden Elements, eines druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelements aus jeweils unbehandelten Platten, wobei das eine druckerzeugende Kammer bildende Element Fenster in Bereichen aufweist, die als druckerzeugende Kammern dienen und mittels Stanzen ausgebildet sind, wobei jede unbehandelte Platte ein keramisches Material, welches Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid enthält;
integrales Backen der Vibrationsplatte, des druckerzeugende Kammer bildenden Elementes und des druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelementes, mittels Anlegen eines Druckes, wobei die Vibrationsplatte, das druckerzeugende Kammer bildende Element und das druckerzeugende Kammer bildende Abdeckelement halb verfestigt sind;
Ausbilden einer dritten Schicht eines Materials mit einer adhäsiven Kraft bezüglich der Vibrationsplatte und einer Elektrode auf einem Pol in einem Bereich entsprechend der druckerzeugenden Kammer der Vibrationsplatte, so daß ein zentraler Abschnitt davon mit einer an der druckerzeugenden Kammer hervorstehenden Seite einen bogenförmigen Schnitt aufweist;
Ausbilden eines Musters einer Elektrode auf dem einen Pol aus einem elektrisch leitenden Material auf einer Oberfläche der dritten Schicht, so daß ein Verhältnis einer Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol zu einer Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, W2/W1, einen Wert zwischen 0,8 und 0,9 aufweist;
Backen des so erhaltenen Ganzen bei einer Temperatur die geeignet ist, das elektrisch leitende Material zu backen, wenn das Muster der Elektrode auf dem einen Pol der Vibrationsplatte halb verfestigt ist; und
Ausbilden einer Schicht eines piezoelektrischen Materials derart, daß sie breiter ist als die Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol und enger als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer, und Backen dieser Schicht.
Vorzugsweise besteht die Keramik aus einer oder mehreren
Arten von Zusammensetzungen aus der folgenden Gruppe:
Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid; und das piezoelektrische Material ist im wesentlichen gebildet aus Bleititanatzirkonat, Blei Magnesium-Niobat, Blei Nickel-Niobat, Blei Mangan-Niobat, Blei Antimon-Stannat und Blei Titanat; und das elektrisch leitende Material ist im wesentlichen aus einer oder mehreren Arten von Legierungen aus der folgenden Gruppe gefertigt: Platin, Palladium, Silber-Palladium, Silber-Platin und Platin-Palladium.
Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid; und das piezoelektrische Material ist im wesentlichen gebildet aus Bleititanatzirkonat, Blei Magnesium-Niobat, Blei Nickel-Niobat, Blei Mangan-Niobat, Blei Antimon-Stannat und Blei Titanat; und das elektrisch leitende Material ist im wesentlichen aus einer oder mehreren Arten von Legierungen aus der folgenden Gruppe gefertigt: Platin, Palladium, Silber-Palladium, Silber-Platin und Platin-Palladium.
Vorzugsweise umfaßt der Tintenstrahldrucker wenigstens
folgendes.
eine Vibrationsplatte 3, insbesondere aus Keramik;
ein druckerzeugende Kammer bildendes Element 4 zur Bildung einer Vielzahl von druckerzeugenden Kammern 5 in Reihen, wobei das druckerzeugende Kammer bildende Element 4 insbesondere aus Keramik gefertigt ist;
eine Elektrode 20, 21 auf einem Pol, die entsprechend der druckerzeugenden Kammer 5, auf einer Oberfläche der Vibrationsplatte 3 ausgebildet ist;
ein piezoelektrisches Vibrationselement 1, 23 dessen eines Ende die Elektrode 20, 21 und dessen anderes Ende eine Elektrode auf einem anderen Pol kontaktiert;
wobei das piezoelektrische Vibrationselement 1, 23 auf der Oberfläche der Elektrode 20, 21 auf dem einen Pol ausgebildet ist, die auf der Oberfläche der Vibrationsplatte 3 ausgeformt ist; und
wobei eine Breite W2 der Elektrode 20, 21 auf dem einen Pol kleiner ist als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer 5, und eine Breite W3 des piezoelektrischen Vibrationselements 1, 23 größer ist als die Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol und kleiner ist als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer 5.
eine Vibrationsplatte 3, insbesondere aus Keramik;
ein druckerzeugende Kammer bildendes Element 4 zur Bildung einer Vielzahl von druckerzeugenden Kammern 5 in Reihen, wobei das druckerzeugende Kammer bildende Element 4 insbesondere aus Keramik gefertigt ist;
eine Elektrode 20, 21 auf einem Pol, die entsprechend der druckerzeugenden Kammer 5, auf einer Oberfläche der Vibrationsplatte 3 ausgebildet ist;
ein piezoelektrisches Vibrationselement 1, 23 dessen eines Ende die Elektrode 20, 21 und dessen anderes Ende eine Elektrode auf einem anderen Pol kontaktiert;
wobei das piezoelektrische Vibrationselement 1, 23 auf der Oberfläche der Elektrode 20, 21 auf dem einen Pol ausgebildet ist, die auf der Oberfläche der Vibrationsplatte 3 ausgeformt ist; und
wobei eine Breite W2 der Elektrode 20, 21 auf dem einen Pol kleiner ist als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer 5, und eine Breite W3 des piezoelektrischen Vibrationselements 1, 23 größer ist als die Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol und kleiner ist als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer 5.
Das piezoelektrische Vibrationselement 1, 23 ist mittels
Backen auf der Oberfläche der Elektrode 20, 21 auf dem
einen Pol ausgebildet.
Wenigstens die Vibrationsplatte 3 und das druckerzeugende
Kammer bildende Element 4 sind mittels Backen der Keramik
einstückig ausgeformt.
Der Tintenstrahldruckkopf stößt ein Tintentröpfchen d aus
einer Düsenöffnung 13a aus, wenn das piezoelektrische
Element 1, 23 gebogen wird.
Ein Verhältnis der Breite W2 der Elektrode 20, 21 auf dem
einen Pol zu der Breite W1 von der druckerzeugenden
Kammer 5, W2/W1, weist einen Wert zwischen 0,8 und 0,9
auf.
Die Elektrode auf dem einen Pol ist eine Steuerelektrode
20, 21 und die Elektrode auf dem anderen Pol ist eine
gemeinsame Elektrode 24, 24', 80.
Ein Randbereich 1b, 23a des piezoelektrischen
Vibrationselements 1, 23 ist als Überhang bezüglich der
Elektrode 20, 21 auf dem einen Pol ausgebildet und im
wesentlichen mittels der Elektrode 20, 21 auf dem einen
Pol an der Vibrationsplatte 3 befestigt.
Eine elektrisch isolierende Schicht 8 ist zwischen den
Elektroden 20, 21 auf dem einen Pol ausgebildet.
Vorzugsweise folgendes:
eine Vibrationsplatte 3, die insbesondere aus Keramik besteht;
ein druckerzeugende Kammer bildendes Element 4 zur Bildung einer Vielzahl von druckerzeugenden Kammern 5 in Reihen, wobei das eine druckerzeugende Kammer bildende Element 4 insbesondere aus Keramik gefertigt ist;
eine Elektrode 20, 21 auf einem Pol, die, entsprechend zur druckerzeugenden Kammer 5, auf einer Oberfläche der Vibrationsplatte 3 ausgebildet ist,
ein piezoelektrisches Vibrationselement 1, 23, dessen eines Ende die Elektrode 20, 21 und dessen anderes Ende eine Elektrode auf einem anderen Pol kontaktiert, und
ein Element 30 mit dem das piezoelektrische Vibrationselement 1, 23 an der Vibrationsplatte 3 befestigt ist, wobei dieses Element 30 im Schnitt eine bogenförmige Form aufweist, wobei ein zentraler Abschnitt dieses Elementes, der der druckerzeugenden Kammer 5 der Vibrationsplatte 3 gegenüberliegt, eine größere Dicke aufweist als ein Randbereich dieses Elementes 30, und wobei dieses Element 30 in Richtung der druckerzeugenden Kammer 5 hervorsteht.
eine Vibrationsplatte 3, die insbesondere aus Keramik besteht;
ein druckerzeugende Kammer bildendes Element 4 zur Bildung einer Vielzahl von druckerzeugenden Kammern 5 in Reihen, wobei das eine druckerzeugende Kammer bildende Element 4 insbesondere aus Keramik gefertigt ist;
eine Elektrode 20, 21 auf einem Pol, die, entsprechend zur druckerzeugenden Kammer 5, auf einer Oberfläche der Vibrationsplatte 3 ausgebildet ist,
ein piezoelektrisches Vibrationselement 1, 23, dessen eines Ende die Elektrode 20, 21 und dessen anderes Ende eine Elektrode auf einem anderen Pol kontaktiert, und
ein Element 30 mit dem das piezoelektrische Vibrationselement 1, 23 an der Vibrationsplatte 3 befestigt ist, wobei dieses Element 30 im Schnitt eine bogenförmige Form aufweist, wobei ein zentraler Abschnitt dieses Elementes, der der druckerzeugenden Kammer 5 der Vibrationsplatte 3 gegenüberliegt, eine größere Dicke aufweist als ein Randbereich dieses Elementes 30, und wobei dieses Element 30 in Richtung der druckerzeugenden Kammer 5 hervorsteht.
Das piezoelektrische Vibrationselement 1, 23 ist mittels
Backen auf der Oberfläche der Elektrode 20, 21 auf dem
einen Pol ausgebildet, die auf der Oberfläche der
Vibrationsplatte 3 ausgeformt ist.
Wenigstens die Vibrationsplatte 3 und das druckerzeugende
Kammer bildende Element 4 sind mittels Backen der Keramik
einstückig ausgeformt.
Der Tintenstrahldruckkopf stößt ein Tintentröpfchen d aus
einer Düsenöffnung 13a aus, wenn das piezoelektrische
Vibrationselement 1, 23 gebogen wird.
Das Element 30 ist aus einem Material gefertigt, das eine
adhäsive Kraft bezüglich dem piezoelektrischen
Vibrationselement 1, 23 und der Vibrationsplatte 3
aufweist und keine piezoelektrische Eigenschaft hat.
Das Element 30 ist vorzugsweise die Elektrode 20, 21 auf
dem einen Pol.
Das Verhältnis der Dicke des zentralen Abschnitts von dem
Element 30 zu seinem Randbereich beträgt 1, 2 oder mehr.
Eine Breite W2 der Elektrode 20, 21 auf dem einen Pol ist
kleiner als eine Breite W1 der druckerzeugenden Kammer 5
und eine Breite W3 des piezoelektrischen
Vibrationselements 1, 23 ist größer als die Breite W2 der
Elektrode 20, 21 auf dem einen Pol und kleiner als die
Breite W1 der druckerzeugenden Kammer 5.
Das Verhältnis der Breite W2 der Elektrode 20, 21 auf dem
einen Pol weist zu der Breite W1 der druckerzeugenden
Kammer 5, W2/W1, einen Wert zwischen 0,8 und 0,9 auf.
Die Elektrode auf dem einen Pol ist eine Steuerelektrode
20, 21 und die Elektrode auf dem anderen Pol ist eine
gemeinsame Elektrode 80.
Der Randbereich 1b, 23a des piezoelektrischen
Vibrationselements 1, 23 ist als Überhang bezüglich der
Elektrode 20, 21 auf dem einen Pol ausgebildet und im
wesentlichen mittels der Elektrode 20, 21 auf dem einen
Pol an der Vibrationsplatte 3 befestigt.
Eine elektrisch isolierende Schicht 8 ist zwischen den
Elektroden 20, 21 auf dem einen Pol ausgebildet.
Ein Verfahren zur Herstellung eines
Tintenstrahldruckkopfes, umfaßt vorzugsweise die
folgenden Schritte: Ausbilden einer Vibrationsplatte,
eines druckerzeugende Kammer bildenden Elementes, ein
druckerzeugende Kammer bildendes Abdeckelement aus
jeweils unbehandelten Platten, wobei das druckerzeugende
Kammer bildende Element Fenster in Bereichen aufweist,
die als druckerzeugende Kammern dienen, und insbesondere
mittels Stanzen ausgeformt sind, und wobei jede
unbehandelte Platte insbesondere ein keramisches Material
ist, welches insbesondere Aluminiumoxid (alumina) oder
Zirconiumoxid (zirconia) enthält;
integrales Backen der Vibrationsplatte, des druckerzeugende Kammer bildenden Elementes und des druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelementes, mittels Anlegen eines Druckes, wobei die Vibrationsplatte, das druckerzeugende Kammer bildende Element und das druckerzeugende Kammer bildende Abdeckelement halb verfestigt sind;
Ausbilden eines Musters einer Elektrode auf einem Pol, aus einem elektrisch leitenden Material in einem Bereich entsprechend einer druckerzeugenden Kammer der Vibrationsplatte;
Backen des so erhaltenen Ganzen bei einer Temperatur die geeignet ist, das elektrisch leitende Material zu backen, wenn das Muster der Elektrode auf dem einen Pol der Vibrationsplatte halb verfestigt ist; und
Ausbilden einer Schicht eines piezoelektrischen Materials, und Backen dieser Schicht.
integrales Backen der Vibrationsplatte, des druckerzeugende Kammer bildenden Elementes und des druckerzeugende Kammer bildenden Abdeckelementes, mittels Anlegen eines Druckes, wobei die Vibrationsplatte, das druckerzeugende Kammer bildende Element und das druckerzeugende Kammer bildende Abdeckelement halb verfestigt sind;
Ausbilden eines Musters einer Elektrode auf einem Pol, aus einem elektrisch leitenden Material in einem Bereich entsprechend einer druckerzeugenden Kammer der Vibrationsplatte;
Backen des so erhaltenen Ganzen bei einer Temperatur die geeignet ist, das elektrisch leitende Material zu backen, wenn das Muster der Elektrode auf dem einen Pol der Vibrationsplatte halb verfestigt ist; und
Ausbilden einer Schicht eines piezoelektrischen Materials, und Backen dieser Schicht.
Ein Verhältnis einer Breite W2 der Elektrode auf dem
einen Pol zu einer Breite W1 der druckerzeugenden Kammer,
W2/W1, weist einen Wert zwischen 0,8 und 0,9 auf.
Die Schicht des piezoelektrischen Materials ist breiter
als die Breite W2 der Elektrode auf dem einen Pol und
enger als die Breite W1 der druckerzeugenden Kammer.
Die Keramik ist eine oder mehrere Arten von
Zusammensetzungen der folgenden Gruppe: Aluminiumoxid
(aluminum oxide), Zirkoniumoxid (zirconiumoxide),
Magnesiumoxid (magnesium oxide), Aluminiumnitrid
(aluminum nitride) und Siliziumnitrid (silicon nitride).
Das piezoelektrische Material ist im wesentlichen aus
Bleititanatzirkonat, Blei Magnesium-Niobat, Blei Nickel-
Niobat, Blei Mangan-Niobat, Blei Antimon-Stannat und Blei
Titanat gebildet.
Das elektrisch leitende Material ist im wesentlichen aus
einer Art oder mehreren Legierungen aus folgender Gruppe
gefertigt: Platin, Palladium, Silber-Palladium, Silber-
Platin und Platin-Palladium.
Ein zentraler Abschnitt der Elektrode auf dem einen Pol
weist einen bogenförmigen Schnitt auf, mit einer zur
druckerzeugenden Kammer weisenden hervorstehenden Seite.
Die Elektrode auf dem einen Pol wird mehrmals
ausgebildet, so daß der zentrale Bereich davon
hervorsteht.
Ein Verfahren weist vorzugsweise außerdem die folgenden
weiteren Schritte, insbesondere vor dem Ausbilden des
Musters der Elektrode auf:
Ausbilden einer dritten Schicht eines Materials mit einer adhäsiven Kraft bezüglich der Vibrationsplatte und einer Elektrode auf einem Pol in einem Bereich entsprechend der druckerzeugenden Kammer der Vibrationsplatte, so daß ein zentraler Abschnitt davon einen bogenförmigen Schnitt aufweist, mit einer zur druckerzeugenden Kammer weisenden hervorstehenden Seite.
Ausbilden einer dritten Schicht eines Materials mit einer adhäsiven Kraft bezüglich der Vibrationsplatte und einer Elektrode auf einem Pol in einem Bereich entsprechend der druckerzeugenden Kammer der Vibrationsplatte, so daß ein zentraler Abschnitt davon einen bogenförmigen Schnitt aufweist, mit einer zur druckerzeugenden Kammer weisenden hervorstehenden Seite.
Claims (1)
- Tintenstrahldruckkopf zum Ausstoßen von Tintentröpfchen auf Anforderung auf einen Aufzeichungsträger, mit
einer Vibrationsplatte (3) aus Keramik,
einem mehrere in Reihen angeordnete Tintendruckkammern (5) bildenden Kammerelement (4) aus Keramik,
einer ersten Elektrode (20), die über der Tintendruckkam mer (5) an einer Oberfläche der Vibrationsplatte (3) an gebracht ist, und
einem piezoelektrischen Vibrationselement (1), das auf der ersten Elektrode (20) ausgebildet ist und mit einem Ende eine weitere Elektrode (80) kontaktiert, wobei- a) der zentrale Bereich des piezoelektrischen Vibra tionselements (1) dicker als sein peripherischer Be reich ist, und
- b) die Vibrationsplatte (3) im Ruhezustand zu der Tin tendruckkammer (5) hin durchgebogen ist,
die weitere Elektrode (80) zusammen mit einer Viel zahl der ersten Elektroden (20) in einem von den er sten Elektroden (20) entfernten Bereich über eine an dere Elektrode (82) mit einer externen Vorrichtung verbunden ist.
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IT1268870B1 (it) * | 1993-08-23 | 1997-03-13 | Seiko Epson Corp | Testa di registrazione a getto d'inchiostro e procedimento per la sua fabbricazione. |
JPH0985946A (ja) * | 1995-09-25 | 1997-03-31 | Sharp Corp | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
JPH09104109A (ja) * | 1995-10-12 | 1997-04-22 | Sharp Corp | インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
JP3503386B2 (ja) * | 1996-01-26 | 2004-03-02 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッド及びその製造方法 |
US5757400A (en) * | 1996-02-01 | 1998-05-26 | Spectra, Inc. | High resolution matrix ink jet arrangement |
EP1118467B1 (de) | 1996-04-10 | 2006-01-25 | Seiko Epson Corporation | Tintenstrahlaufzeichnungskopf |
DE69716157T3 (de) * | 1996-04-11 | 2011-05-19 | Seiko Epson Corp. | Piezolelektrischer Vibrator, diesen piezoelektrischen Vibrator verwendender Tintenstrahldruckkopf und Verfahren zur Herstellung |
JPH09300608A (ja) * | 1996-05-09 | 1997-11-25 | Minolta Co Ltd | インクジェット記録ヘッド |
US6042219A (en) * | 1996-08-07 | 2000-03-28 | Minolta Co., Ltd. | Ink-jet recording head |
US6142607A (en) * | 1996-08-07 | 2000-11-07 | Minolta Co., Ltd. | Ink-jet recording head |
US6050678A (en) * | 1996-09-18 | 2000-04-18 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink jet head |
JP3257960B2 (ja) * | 1996-12-17 | 2002-02-18 | 富士通株式会社 | インクジェットヘッド |
DE19758552C2 (de) * | 1996-12-17 | 2002-08-01 | Fujitsu Ltd | Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes, der ein piezoelektrisches Element verwendet |
DE19747178C2 (de) * | 1996-12-26 | 2000-03-02 | Fujitsu Ltd | Tintenstrahlkopf mit piezoelektrischem Antrieb und Verfahren zur Herstellung desselben |
JPH10202856A (ja) * | 1997-01-20 | 1998-08-04 | Minolta Co Ltd | インクジェット記録ヘッド |
JPH10202921A (ja) * | 1997-01-22 | 1998-08-04 | Minolta Co Ltd | インクジェット記録ヘッド |
US6053600A (en) * | 1997-01-22 | 2000-04-25 | Minolta Co., Ltd. | Ink jet print head having homogeneous base plate and a method of manufacture |
US6494566B1 (en) * | 1997-01-31 | 2002-12-17 | Kyocera Corporation | Head member having ultrafine grooves and a method of manufacture thereof |
JPH10211704A (ja) | 1997-01-31 | 1998-08-11 | Minolta Co Ltd | インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッド用インク室形成部材の製造方法 |
JPH10264374A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-06 | Seiko Epson Corp | インクジェット式記録ヘッド |
WO1999003682A1 (fr) * | 1997-07-18 | 1999-01-28 | Seiko Epson Corporation | Tete d'impression a jets d'encre, procede de fabrication de cette derniere et imprimante a jets d'encre |
US5984459A (en) * | 1997-09-01 | 1999-11-16 | Seiko Epson Corporation | Ink-jet printing head and ink-jet printing apparatus using same |
JP3697850B2 (ja) * | 1997-09-04 | 2005-09-21 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射記録ヘッド及びその製造方法 |
JP3521708B2 (ja) * | 1997-09-30 | 2004-04-19 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッドおよびその製造方法 |
JPH11233175A (ja) * | 1998-02-18 | 1999-08-27 | Sumitomo Wiring Syst Ltd | 電線端末の防水構造及び該防水構造の形成方法 |
US6126273A (en) * | 1998-04-30 | 2000-10-03 | Hewlett-Packard Co. | Inkjet printer printhead which eliminates unpredictable ink nucleation variations |
ATE303250T1 (de) * | 1998-06-08 | 2005-09-15 | Seiko Epson Corp | Tintenstrahlaufzeichnungskopf und tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung |
JP3262078B2 (ja) * | 1998-09-08 | 2002-03-04 | 日本電気株式会社 | インクジェット記録ヘッド |
JP3965515B2 (ja) * | 1999-10-01 | 2007-08-29 | 日本碍子株式会社 | 圧電/電歪デバイス及びその製造方法 |
US6455981B1 (en) * | 1999-10-01 | 2002-09-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive device and method of manufacturing same |
JP3389987B2 (ja) * | 1999-11-11 | 2003-03-24 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッド及びその製造方法 |
JP3861673B2 (ja) * | 2001-11-30 | 2006-12-20 | ブラザー工業株式会社 | インクジェット記録ヘッド |
US6824253B2 (en) * | 2001-12-18 | 2004-11-30 | Spectra, Inc. | Low voltage ink jet printing module |
US7204586B2 (en) * | 2001-12-18 | 2007-04-17 | Dimatix, Inc. | Ink jet printing module |
KR100438836B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2004-07-05 | 삼성전자주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법 |
US6707236B2 (en) | 2002-01-29 | 2004-03-16 | Sri International | Non-contact electroactive polymer electrodes |
US7019438B2 (en) * | 2002-06-21 | 2006-03-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive film device |
US20040134881A1 (en) * | 2002-07-04 | 2004-07-15 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing liquid jet head |
US7381341B2 (en) * | 2002-07-04 | 2008-06-03 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing liquid jet head |
US7067961B2 (en) * | 2002-07-12 | 2006-06-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive film device, and manufacturing method of the device |
JP2004066496A (ja) * | 2002-08-01 | 2004-03-04 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP4434016B2 (ja) * | 2002-08-02 | 2010-03-17 | 日本碍子株式会社 | 圧電/電歪膜型素子の製造方法 |
KR100571804B1 (ko) * | 2003-01-21 | 2006-04-17 | 삼성전자주식회사 | 액적 토출기 및 이를 채용한 잉크젯 프린트헤드 |
KR100519764B1 (ko) * | 2003-03-20 | 2005-10-07 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드의 압전 액츄에이터 및 그 형성 방법 |
JP4362045B2 (ja) * | 2003-06-24 | 2009-11-11 | 京セラ株式会社 | 圧電変換装置 |
KR100612852B1 (ko) * | 2003-07-18 | 2006-08-14 | 삼성전자주식회사 | GoF/GoP의 질감 표현 방법과, 이를 이용한GoF/GoP 검색 방법 및 장치 |
JP3956964B2 (ja) * | 2003-09-25 | 2007-08-08 | ブラザー工業株式会社 | 液体移送装置及び圧電アクチュエータ |
JP4396317B2 (ja) * | 2004-02-25 | 2010-01-13 | 富士フイルム株式会社 | 液体吐出ヘッド及びその製造方法 |
EP1598191B1 (de) | 2004-05-19 | 2011-05-18 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelektrischer Aktor, Tintenstrahldruckkopf ausgestattet damit, Tintenstrahldrucker und Herstellungsverfahren für den piezoelektrischen Aktuator |
US7654649B2 (en) * | 2004-06-29 | 2010-02-02 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid delivering device |
KR100590558B1 (ko) * | 2004-10-07 | 2006-06-19 | 삼성전자주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법 |
KR100682917B1 (ko) | 2005-01-18 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
US7625073B2 (en) * | 2005-06-16 | 2009-12-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid discharge head and recording device |
KR100747459B1 (ko) * | 2005-10-21 | 2007-08-09 | 엘지전자 주식회사 | 모듈의 충돌 방지가 보장되는 멀티태스킹 방법 및 이동단말기 |
KR101153562B1 (ko) * | 2006-01-26 | 2012-06-11 | 삼성전기주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
KR100682964B1 (ko) * | 2006-02-09 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 헤드의 압전 액츄에이터 형성 방법 |
WO2009006318A1 (en) | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Artificial Muscle, Inc. | Electroactive polymer transducers for sensory feedback applications |
EP2239793A1 (de) | 2009-04-11 | 2010-10-13 | Bayer MaterialScience AG | Elektrisch schaltbarer Polymerfilmaufbau und dessen Verwendung |
US8969105B2 (en) | 2010-07-26 | 2015-03-03 | Fujifilm Corporation | Forming a device having a curved piezoelectric membrane |
CN106269451B (zh) | 2011-02-15 | 2020-02-21 | 富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司 | 使用微圆顶阵列的压电式换能器 |
US9553254B2 (en) | 2011-03-01 | 2017-01-24 | Parker-Hannifin Corporation | Automated manufacturing processes for producing deformable polymer devices and films |
CN103703404A (zh) | 2011-03-22 | 2014-04-02 | 拜耳知识产权有限责任公司 | 电活化聚合物致动器双凸透镜系统 |
US9679779B2 (en) * | 2011-03-30 | 2017-06-13 | The Aerospace Corporation | Systems and methods for depositing materials on either side of a freestanding film using selective thermally-assisted chemical vapor deposition (STA-CVD), and structures formed using same |
US8939556B2 (en) * | 2011-06-09 | 2015-01-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device |
US8608291B2 (en) | 2011-07-27 | 2013-12-17 | Funai Electric Co., Ltd. | Piezoelectric inkjet printheads and methods for monolithically forming the same |
EP2828901B1 (de) | 2012-03-21 | 2017-01-04 | Parker Hannifin Corporation | Rolle-an-rolle-herstellungsverfahren zur herstellung selbstheilender elektroaktiver polymervorrichtungen |
US9761790B2 (en) | 2012-06-18 | 2017-09-12 | Parker-Hannifin Corporation | Stretch frame for stretching process |
US9590193B2 (en) | 2012-10-24 | 2017-03-07 | Parker-Hannifin Corporation | Polymer diode |
JP6098803B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2017-03-22 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッドの製造方法 |
WO2015131083A1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | The Regents Of The University Of California | Variable thickness diaphragm for a wideband robust piezoelectric micromachined ultrasonic transducer (pmut) |
CN110121422B (zh) * | 2017-07-15 | 2022-06-10 | 新科实业有限公司 | 薄膜压电致动器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0083877A2 (de) * | 1982-01-04 | 1983-07-20 | Dataproducts Corporation | Farbstrahlgerät |
DE3427850A1 (de) * | 1983-07-27 | 1985-02-28 | Ricoh Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Farbstrahlkopf |
EP0615294A1 (de) * | 1993-03-08 | 1994-09-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelektrische Anordnung |
EP0723867A2 (de) * | 1992-08-26 | 1996-07-31 | Seiko Epson Corporation | Tintenstrahlaufzeichnungskopf |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2224520A (en) * | 1939-07-29 | 1940-12-10 | A M Meincke & Son Inc | Coating and filling material |
EP0049900B1 (de) * | 1980-10-15 | 1985-04-17 | Hitachi, Ltd. | Tintenstrahldruckapparat |
CA1259853A (en) * | 1985-03-11 | 1989-09-26 | Lisa M. Schmidle | Multipulsing method for operating an ink jet apparatus for printing at high transport speeds |
US4766671A (en) * | 1985-10-29 | 1988-08-30 | Nec Corporation | Method of manufacturing ceramic electronic device |
US4680595A (en) * | 1985-11-06 | 1987-07-14 | Pitney Bowes Inc. | Impulse ink jet print head and method of making same |
US4695854A (en) * | 1986-07-30 | 1987-09-22 | Pitney Bowes Inc. | External manifold for ink jet array |
US5045755A (en) * | 1987-05-27 | 1991-09-03 | E-Lite Technologies, Inc. | Electroluminescent panel lamp with integral electrical connector |
JPS6422556A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-25 | Ricoh Kk | Drop generator of on-demand type ink jet head |
US5045744A (en) * | 1988-12-23 | 1991-09-03 | Murata Mfg. Co. | Energy-trapping-by-frequency-lowering-type piezoelectric-resonance device |
JPH03272855A (ja) * | 1990-03-22 | 1991-12-04 | Seiko Epson Corp | インクジェットヘッド |
JP3104304B2 (ja) * | 1991-07-18 | 2000-10-30 | ブラザー工業株式会社 | 圧電式インクジェットプリンタヘッド |
JP2693291B2 (ja) * | 1990-07-26 | 1997-12-24 | 日本碍子株式会社 | 圧電/電歪アクチュエータ |
US5210455A (en) * | 1990-07-26 | 1993-05-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive actuator having ceramic substrate having recess defining thin-walled portion |
JP3134305B2 (ja) * | 1990-11-02 | 2001-02-13 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェットヘッド |
JP3272004B2 (ja) * | 1991-10-03 | 2002-04-08 | 日本碍子株式会社 | 圧電/電歪膜型素子 |
JP3009945B2 (ja) * | 1991-07-18 | 2000-02-14 | 日本碍子株式会社 | 圧電/電歪膜型素子 |
JP2665106B2 (ja) * | 1992-03-17 | 1997-10-22 | 日本碍子株式会社 | 圧電/電歪膜型素子 |
JP3144949B2 (ja) * | 1992-05-27 | 2001-03-12 | 日本碍子株式会社 | 圧電/電歪アクチュエータ |
JP3106044B2 (ja) * | 1992-12-04 | 2000-11-06 | 日本碍子株式会社 | アクチュエータ及びそれを用いたインクジェットプリントヘッド |
IT1268870B1 (it) * | 1993-08-23 | 1997-03-13 | Seiko Epson Corp | Testa di registrazione a getto d'inchiostro e procedimento per la sua fabbricazione. |
FR2719804B1 (fr) * | 1994-04-26 | 1997-10-17 | Seiko Epson Corp | Tête d'enregistrement à jets d'encre et son procédé de fabrication. |
-
1994
- 1994-08-19 IT IT94TO000672A patent/IT1268870B1/it active IP Right Grant
- 1994-08-23 FR FR9410209A patent/FR2709266B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1994-08-23 GB GB9417126A patent/GB2282992B/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-08-23 DE DE4447817A patent/DE4447817C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-08-23 US US08/294,352 patent/US5856837A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-23 DE DE4429904A patent/DE4429904C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-06-12 US US08/660,958 patent/US5956829A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-04-24 HK HK98103465A patent/HK1004601A1/xx not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-06-02 US US09/324,057 patent/US6334673B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0083877A2 (de) * | 1982-01-04 | 1983-07-20 | Dataproducts Corporation | Farbstrahlgerät |
DE3427850A1 (de) * | 1983-07-27 | 1985-02-28 | Ricoh Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Farbstrahlkopf |
EP0723867A2 (de) * | 1992-08-26 | 1996-07-31 | Seiko Epson Corporation | Tintenstrahlaufzeichnungskopf |
EP0615294A1 (de) * | 1993-03-08 | 1994-09-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelektrische Anordnung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2282992B (en) | 1997-11-26 |
HK1004601A1 (en) | 1998-11-27 |
GB2282992A (en) | 1995-04-26 |
DE4429904C2 (de) | 1999-08-05 |
IT1268870B1 (it) | 1997-03-13 |
GB9417126D0 (en) | 1994-10-12 |
US5856837A (en) | 1999-01-05 |
FR2709266A1 (fr) | 1995-03-03 |
US5956829A (en) | 1999-09-28 |
US6334673B1 (en) | 2002-01-01 |
ITTO940672A0 (it) | 1994-08-19 |
FR2709266B1 (fr) | 1997-10-17 |
ITTO940672A1 (it) | 1996-02-19 |
DE4429904A1 (de) | 1995-03-02 |
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