DE60003088T2

DE60003088T2 - Tintenstrahldruckkopf und Verfahren zur Herstellung einer Platte dafür

Info

Publication number: DE60003088T2
Application number: DE60003088T
Authority: DE
Inventors: Tomoaki Suwa-shi Takahashi; Minoru Suwa-shi Watanabe; Atsushi Suwa-shi Furuhata
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: US6666547B1; US20070067991A1; US7946682B2; US7159315B2; EP1024001A2; EP1024001B1; EP1024001A3; JP2000280474A; US20130242002A1; DE60003088D1; ATE242125T1; US20040085411A1; US20080246806A1; US8458903B2; US20080244906A1; JP3570495B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, bei dem ein piezoelektrischer Vibrator mit Längsschwingungs-Betriebsart als Antriebsquelle verwendet wird, und betrifft spezieller eine Ausbildung einer elastischen Platte, auf die ein Druck infolge einer Verschiebung eines piezoelektrischen Vibrators ausgeübt wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Platte.
Zur Verbesserung der Aufzeichnungsdichte kann man den Teilungsabstand von Düsenöffnungsreihen verringern. Hierzu wird ein Wafer aus einkristallinem Silizium isotrop geätzt, und werden eine Düsenplatte und eine elastische Platte, die mit einem anderen Verfahren hergestellt werden, an dem geätzten Wafer befestigt, wodurch eine Kanaleinheit ausgebildet wird. Eine Verschiebung eines piezoelektrischen Vibrators wird auf die Kanaleinheit übertragen, um einen Druck in einer Druckerzeugungskammer zu erzeugen, und ein Tintentröpfchen wird infolge des Drucks aus einer Düsenöffnung ausgespritzt.
Wenn Druckerzeugungskammern mit hoher Dichte angeordnet sind, weist jede der Druckerzeugungskammern eine sehr geringe Breite auf. Damit die gesamte Längsrichtung einer Druckerzeugungskammer wirksam verformt werden kann, wird daher eine Anordnung eingesetzt, bei welcher ein konvexer Abschnitt, oder ein sogenannter Inselabschnitt, der in Längsrichtung der Druckerzeugungskammer länglich ausgebildet ist, auf der Oberfläche der elastischen Platte ausgebildet wird, und die Verschiebung des piezoelektrischen Vibrators über den Inselabschnitt auf einen weiten Bereich der elastischen Platte übertragen wird, welche die Druckerzeugungskammer abdichtet.
Es wurde vorgeschlagen, einen Polymerfilm oder eine dünne Metallplatte als eine derartige elastische Platte einzusetzen, wobei ein Plattenteil aus Metall, beispielsweise eine Edelstahlplatte, die eine relativ große Dicke aufweist, um die Steifigkeit der elastischen Platte sicherzustellen, auf die Oberfläche der elastischen Platte auflaminiert wird, und die Edelstahlpatte geätzt wird, wodurch ein Inselabschnitt ausgebildet wird, der eine Verschiebung eines piezoelektrischen Vibrators auf eine gesamte Druckerzeugungskammer überträgt, und ein Membranabschnitt ausgebildet wird, der durch die Verschiebung des Inselabschnitts elastisch verformt wird, um die Kapazität der Druckerzeugungskammer zu ändern ( WO93/25390 ).
Bei dieser vorgeschlagenen Ausbildung tritt jedoch folgendes Problem auf. Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Plattenteils, das als die elastische Platte dient, insbesondere eines Polymerfilms, unterscheidet sich wesentlich von jenem der Metallplatte, welche die Steifigkeit sicherstellt. Darüber hinaus führt Wärme, die beim Herstellungsvorgang eingesetzt wird, dazu, dass Polymermaterialien schrumpfen. Beim Herstellen der Kanaleinheit wird daher das Plattenteil durch Biegung verformt, und tritt ein Positionsfehler zwischen dem Plattenteil und einem Substrat zur Ausbildung eines Kanals auf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde angesichts dieses Problems entwickelt. Ein Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Tintenstrahlsaufzeichnungskopfes, bei welchem die Verformung eines Plattenteils während eines Herstellungsvorgangs soweit wie möglich unterdrückt werden kann, wodurch der Herstellungsvorgang vereinfacht werden kann.
Ein zweites Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Plattenteils.
Ein Plattenteil gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch ein im wesentlichen rechteckiges Basisteil mit Laminataufbau gebildet, das eine elastische Platte und eine gewalzte Metallplatte aufweist, die zusammenlaminiert sind. Die elastische Platte kann durch einen äußeren Druck elastisch verformt werden, und ist gegen Tinte beständig. Die gewalzte Metallplatte wird durch Walzen eines ätzbaren Metallmaterials hergestellt. Eine Längsrichtung des Basisteils verläuft senkrecht zu einer Walzrichtung der gewalzten Metallplatte, so dass die Steifigkeit in Richtung senkrecht zur Walzrichtung groß ist. Daher wird eine Verwerfung, die in Längsrichtung auftreten könnte, durch die Steifigkeit unterdrückt, die durch die Walzrichtung vergrößert wird.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einer Ausführungsform weist eine Düsenöffnung auf, eine Druckerzeugungskammer, einen Vorratsbehälter, und einen Tintenzufuhranschluss. Zumindest die Druckerzeugungskammer oder der Vorratsbehälter wird durch ein Plattenteil abgedichtet, das teilweise elastisch verformbar ausgebildet ist. Das Plattenteil wird durch ein im wesentlichen recheckiges Basisteil gebildet, bei welchem eine elastische Platte, die durch einen äußeren Druck elastisch verformt werden kann, und die gegen Tinte beständig ist, und eine gewalzte Metallplatte, die durch Walzen eines ätzbaren Metallmaterials hergestellt wird, zusammenlaminiert sind. Eine Längsrichtung des Basisteils verläuft senkrecht zu einer Walzrichtung der gewalzten Metallplatte. Daher ist die Steifigkeit in der Richtung senkrecht zur Walzrichtung groß, kann eine Verwerfung, die leicht in Längsrichtung auftritt, durch die Steifigkeit unterdrückt werden, die durch die Walzrichtung vergrößert wird, und kann die Positionierungsgenauigkeit bei einem Zusammenbauvorgang sichergestellt werden.
Die vorliegende Offenbarung betrifft den Gegenstand, der in den japanischen Patentanmeldungen mit den Nummern Hei. 11-21450 (eingereicht am 29. Januar 1999) und Hei. 11-329241 (eingereicht am 19. November 1999) enthalten ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes gemäß der Erfindung, und zwar in Längsrichtung einer Druckerzeugungskammer.
2 zeigt eine Ausführungsform einer elastischen Platte, die in dem Aufzeichnungskopf verwendet wird.
3 zeigt eine andere Ausführungsform der in dem Aufzeichnungskopf verwendeten elastischen Platte.
4 ist eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes gemäß der Erfindung, in Längsrichtung einer Druckerzeugungskammer.
5 ist eine vergrößerte Darstellung eines Inselabschnittes einer elastischen Platte gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine schematische Darstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, der einen Biege-Vibrator als Antriebsquelle verwendet, und bei welchem die vorliegende Erfindung einsetzbar ist.
7 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung des Aufbaus des in 6 dargestellten Aufzeichnungskopfes.
8 ist eine Schnittansicht des Aufbaus in jenem Fall, bei welchem die Erfindung bei dem in 6 gezeigten Aufzeichnungskopf eingesetzt wird.
9(a) und (9) sind Darstellungen von Herstellungsverfahren in jenem Fall, in welchem ein elastischer Bereich durch eine Metallplatte ausgebildet wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf dargestellte Ausführungsformen beschrieben.
1 zeigt eine Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes gemäß der Erfindung. Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf wird dadurch hergestellt, dass einstückig eine Kanaleinheit 1 und eine piezoelektrische Vibratoreinheit 2 über einen Kopfhalter 3 befestigt werden. Die Kanaleinheit 1 wird dadurch hergestellt, dass eine Düsenplatte 4, ein Substrat 5 zur Ausbildung eines Kanals, und ein Plattenteil 6 zusammenlaminiert werden. Druckerzeugungskammern 8 werden zusammengezogen und erweitert durch das Ausdehnen und das Zusammenziehen jeweiliger piezoelektrischer Vibratoren 7 der piezoelektrischen Vibratoreinheit 2, wodurch Tintentröpfchen ausgespritzt werden.
Die Düsenplatte 4 ist mit Düsenöffnungen 9 versehen, die jeweils mit den Druckerzeugungskammern 8 in Verbindung stehen, und das Substrat 5 zur Ausbildung eines Kanals ist mit den Druckerzeugungskammern 8, Tintenzufuhranschlüssen 10, und Vorratsbehältern 11 versehen. Bei dieser Ausführungsform ist ein gemeinsamer Vorratsbehälter 11 für jede Reihe der Druckerzeugungskammern 8 vorhanden, und sind Tintenzufuhranschlüsse 10 vorgesehen, um den gemeinsamen Vorratsbehälter 11 mit der entsprechenden Reihe der Druckerzeugungskammern 8 zu verbinden.
Wie aus 2 hervorgeht, ist das Plattenteil 6 mit Inselabschnitten 12 versehen, die zur Anlage gegen die jeweiligen Enden der Spitzen der piezoelektrischen Vibratoren 7 ausgebildet sind, sowie mit elastisch verformbaren Membranabschnitten 13. Bei dieser Ausführungsform ist ein Membranabschnitt 13 so ausgebildet, dass er jede Reihe von Inselabschnitten 12 umgibt, und sind der Membranabschnitt 13 und die zugehörige Reihe der Inselabschnitte 12 so angeordnet, dass sie der zugehörigen Reihe der Druckerzeugungskammern 8 gegenüberliegen, wie dies in 1 gezeigt ist. Ein Membranabschnitt 14, der ähnlich wie der Membranabschnitt 13 ausgebildet ist, ist in dem Bereich gegenüberliegend dem zugehörigen Vorratsbehälter 11 vorgesehen.
Wie in 2 gezeigt, wird das Plattenteil 6, das ein Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt, so hergestellt, dass ein Basisteil verwendet wird, das durch Zusammenlaminieren eines Polymerfilms 16 beispielsweise aus Polyphenylensulfidharz (PPS), und einer gewalzten Metallplatte 15 mittels Bindung oder Wärmeverschweißung hergestellt wird. Die gewalzte Metallplatte weist eine Dicke von etwa 10 bis 30 μm auf, und wird durch Walzen eines hochsteifen und ätzbaren Materials hergestellt, beispielsweise Edelstahl, in einer Richtung. Der Polymerfilm kann elastisch durch eine Verschiebung der piezoelektrischen Vibratoren 7 verformt werden, und ist in Bezug auf Tinte korrosionsfest.
Der Polymerfilm 16 kann auf die Metallplatte 15 laminiert werden, nachdem mit dem Film vorher eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur durchgeführt wurde, bei welcher der Film nicht erweicht wird, beispielsweise bei etwa 80 bis 150°C. In diesem Fall ist infolge des Wärmebehandlungsvorgangs die Schrumpfung bereits abgeschlossen. Dies ist daher vorzuziehen, da in nachfolgenden Schritten keine Schrumpfung auftritt, und eine Verwerfung auf ein sehr geringes Ausmaß unterdrückt werden kann.
Das Basisteil wird so geschnitten, dass die lange Seite 6a jedes Plattenteils 6 in Richtung senkrecht zur Walzrichtung (der Richtung des Pfeils A in der Figur) der gewalzten Metallplatte 15 verläuft. Positionierungslöcher 17 in Form von Durchgangslöchern sind an geeigneten Orten des Plattenteils vorgesehen. Danach werden Bereiche weggeätzt, an denen die Membranabschnitte 13 und 14 hergestellt werden sollen, wodurch die Inselabschnitte 12 aus der gewalzten Metallplatte 15 hergestellt werden. Alternativ werden, vor dem Schneiden des Basisteils in mehrere Plattenteile 6, jene Bereiche, an welchen die Membranabschnitte 13 und 14 hergestellt werden sollen, weggeätzt, so dass die Membranabschnitte 13 und 14 für ein Plattenteil 6 feldförmig in einer Richtung senkrecht zur Walzrichtung angeordnet werden, und die Inselabschnitte 12 aus der gewalzten Metallplatte 15 ausgebildet werden. Danach werden die Positionierungslöcher 17 an geeigneten Orten geöffnet, und wird schließlich das Basisteil so geschnitten, dass die kurze Seite 6b jedes Plattenteils 6 in der Walzrichtung der gewalzten Metallplatte 15 verläuft.
Das Plattenteil 6, das wie voranstehend geschildert hergestellt wurde, wird dadurch positioniert, dass die Positionierungslöcher 17 auf einer Oberfläche des Substrats 5 zur Ausbildung eines Kanals eingesetzt werden, auf dessen andere Oberfläche die Düsenplatte 4 auflaminiert ist, so dass die Inselabschnitte 12 und die Membranabschnitte 13 an festgelegten Orten in Bezug auf die Druckerzeugungskammern 8 angeordnet werden, und dann wird das Plattenteil 6 auf das Substrat 5 auflaminiert.
Da das Plattenteil 6 so ausgebildet ist, dass die lange Seite 6a in Richtung senkrecht zur Walzrichtung der gewalzten Metallplatte 15 verläuft, ist die Steifigkeit in Richtung der langen Seite der gewalzten Metallplatte 15 um etwa 10% größer als jene in Richtung der kurzen Seite, und daher ist die Verwerfung um ein Ausmaß von etwa 30% geringer als beim Stand der Technik. Während des Laminiervorgangs kann daher die Positionierung des Plattenteils 6 in Bezug auf das Substrat 5 zur Ausbildung des Kanals, spezieller die Positionierung der Inselabschnitte 12 und des Membranabschnittes 13 in Bezug auf die Druckerzeugungskammern 8, korrekt durchgeführt werden. Weiterhin kann das Plattenteil 6 mit dem Substrat 5 zur Ausbildung des Kanals so verbunden werden, dass dazwischen kein Luftspalt entsteht.
Da der Polymerfilm 16 vorher wärmebehandelt wird, schrumpft der Film nicht, selbst wenn der Film während des Vorgangs des Verbindens des Films mit der gewalzten Metallplatte 15 erwärmt, und daher kann eine Verwerfung in dem Metallplattenteil 6 auf ein kleines Ausmaß unterdrückt werden. Darüber hinaus wird der Elastizitätsmodul im wesentlichen unverändert gelassen, so dass er gleich jenem ist, der vor der Verbindung vorhanden war. Daher wird der Membranabschnitt 14 ausreichend durch einen Druck verformt, der von Tinte ausgeübt wird, die von dem Tintenzufuhranschluss zurück in den Vorratsbehälter 11 während des Ausspritzens eines Tintentröpfchens fließt, so dass eine Druckänderung durch eine starke Federwirkung sicher aufgefangen wird.
Bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform sind die Reihen der Vorratsbehälter und die Inselabschnitte in Richtung senkrecht zur Walzrichtung der Metallplatte 15 angeordnet, welche das Plattenteil 6 bildet. Alternativ können, wie in 3 gezeigt, eine große Anzahl an Inselabschnitten 12 in jeder von wenigen Reihen angeordnet sein, was dazu führt, dass die Anordnungslänge der Inselabschnitte 12 groß ist. In diesem Fall kann die Metallplatte 15 so ausgeschnitten werden, dass die Anordnungsrichtung der Inselabschnitte 12, nämlich die lange Seite 6a', senkrecht zur Walzrichtung (der Richtung des Pfeils A in der Figur) der Metallplatte 15 verläuft, oder die kurze Seite 6b' parallel zur Walzrichtung verläuft. Auch in diesem Fall können die selben Auswirkungen wie voranstehend geschildert erzielt werden.
Bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform wird die gewalzte Metallplatte 15 nur auf die eine Oberfläche des Polymerfilms 16 auflaminiert. Wie in 4 gezeigt, kann die gewalzte Metallplatte 15 auf beide Oberflächen des Polymerfilms 16 auflaminiert werden, wird eine Ätzung unter Verwendung des Polymerfilms 16 als Symmetrieebene durchgeführt, um zweite Inselabschnitte 12' auszubilden, die jeweils in die Druckerzeugungskammern 8 hineingelangen können, und wird die Metallplatte auf der inneren Oberfläche und gegenüberliegend zum Vorratsbehälter 11 weggeätzt, um den Membranabschnitt 14 sicherzustellen. Auch in diesem Fall können die selben Auswirkungen wie voranstehend beschrieben erzielt werden.
Bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform werden nur die Inselabschnitte 12 in dem Membranabschnitt 13 ausgebildet. Wie in 5 gezeigt, können Bereiche, die jeweils Wänden gegenüberliegen, welche die benachbarten Druckerzeugungskammern 8 trennen, als ungeätzte Bereiche ausgebildet sein, um so Brückenabschnitte 18 zu erzeugen. In diesem Fall dienen die Brückenabschnitte 18 als Verstärkungsteile.
Bei der Erfindung wird die Anisotropie in Bezug auf die Steifigkeit einer gewalzten Metallplatte, die als das Basismetall eingesetzt wird, in geeigneter Weise bei dem Aufbau eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfe eingesetzt. Daher kann die Erfindung nicht nur bei einem Aufzeichnungskopf jenes Typs eingesetzt werden, bei dem eine Druckerzeugungskammer durch einen piezoelektrischen Vibrator zusammengezogen und erweitert wird, der sich in Axialrichtung erweitert und zusammenzieht, sondern auch bei Bauteilen, die einen Aufzeichnungskopf bilden, bei dem ein plattenartiger piezoelektrischer Vibrator verwendet wird, und Tintentröpfchen durch Biegeverformung ausgespritzt werden. Auch im letztgenannten Fall können die Auswirkungen wie voranstehend geschildert erzielt werden.
Speziell kann die Erfindung auch bei einem Aufzeichnungskopf eingesetzt werden, bei welchem, wie in 6 gezeigt, Düsenöffnungsreihen, die in mehrere Gruppen unterteilt sind, in einer Einzelkanaleinheit 20 vorgesehen sind, und mehrere (drei bei dieser Ausführungsform) Betätigungsgliedeinheiten 21 zur Druckbeaufschlagung von Tinte an der Kanaleinheit angebracht sind.
7 zeigt Bauteile, welche den Aufzeichnungskopf von 6 bilden, in Explosionsdarstellung. Die Kanaleinheit 20 wird so hergestellt, dass zusammenlaminiert werden: eine Düsenplatte 23, in welcher Düsenöffnungen 22 vorgesehen sind; ein Substrat 25, das einen Vorratsbehälter ausbildet, und in welchem Verbindungslöcher zur Ausbildung von Vorratsbehältern 24 geöffnet sind; und ein Plattenteil 27, das andere Oberflächen der Vorratsbehälter abdichtet, um Verbindungslöcher 26 zwischen den Vorratsbehältern 24 und den Betätigungsgliedeinheiten 21 auszubilden, und das als Anbringungsteil für die Betätigungsgliedeinheiten 21 dient.
Jede der Betätigungsgliedeinheiten 21 wird so hergestellt, dass nacheinander ein Dichtungssubstrat 28, ein Substrat 29 zur Ausbildung einer Druckerzeugungskammer, und eine Membran 30 zusammenlaminiert werden. Untere Elektroden 32 werden getrennt auf der Oberfläche der Membran 30 hergestellt, so dass sie jeweils Druckerzeugungskammern 31 entsprechen. Eine Schicht eines piezoelektrischen Vibrators 33, die aus einem Elektrostriktionsmaterial hergestellt ist, wird entsprechend den Oberflächen der unteren Elektroden 32 hergestellt. Eine obere Elektrode 34 wird auf der Oberfläche des piezoelektrischen Vibrators 33 so ausgebildet, dass sie ein Treibersignal über ein flexibles Kabel 35 empfängt.
Als das Plattenteil 27 des wie geschildert ausgebildeten Aufzeichnungskopfes kann das voranstehend geschilderte Teil verwendet werden.
8 zeigt eine Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, bei welchem das voranstehend geschilderte Teil eingesetzt wird. In der Figur ist mit 36 ein Plattenteil bezeichnet. Das Plattenteil 36 wird durch ein Basisteil gebildet, das durch Auflaminieren eines Polymerfilms 38, beispielsweise aus Polyphenylensulfidharz (PPS), auf eine gewalzte Metallplatte 37 durch Wärmeverschweißung oder Verbindung auflaminiert wird. Die gewalzte Metallplatte 37 weist eine Dicke von etwa 10 bis 30 μm auf, und wird durch Walzen eines hochsteifen und ätzbaren Materials wie beispielsweise Edelstahl in einer Richtung erhalten. Der Polymerfilm 38 kann durch Änderung des Tintendrucks in dem Vorratsbehälter 24 elastisch verformt werden, so dass er eine Federwirkung zeigt, und ist korrosionsbeständig gegen Tinte. Der Polymerfilm 38 kann auf die Metallplatte 37 auflaminiert werden, nachdem mit dem Film 38 vorher eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur durchgeführt wurde, bei welcher der Film 38 nicht weich wird, beispielsweise bei etwa 80 bis 150°C. In diesem Fall ist die Schrumpfung infolge des Wärmebehandlungsvorgangs bereits abgeschlossen. Dies ist daher vorzuziehen, da in nachfolgenden Schritten keine Schrumpfung auftritt, und eine Verwerfung auf ein äußerst niedriges Ausmaß unterdrückt werden kann.
Das Plattenteil 36 wird so ausgebildet, dass das Basisteil so geschnitten wird, dass die lange Seite des Plattenteils 36 (also die Anordnungsrichtung der Betätigungsgliedeinheiten 21) in Richtung senkrecht zur Walzrichtung der gewalzten Metallplatte 37 verläuft, und Bereiche der Metallplatte 37 weggeschnitten werden, die den Vorratsbehältern 24 gegenüberliegen, um Federwirkungsabschnitte 39 auszubilden.
Bei dem so ausgebildeten Plattenteil 36 liegt eine Oberfläche des Polymerfilms 38 in dem Federwirkungsabschnitt 39 den Vorratsbehältern 24 gegenüber, und liegt die andere Oberfläche des Polymerfilms 38, die durch Ausnehmungen 37a freigelegt ist, die durch Entfernen der Metallplatte 37 ausgebildet werden, den Betätigungsgliedeinheiten 21 über einen Luftspalt G gegenüber, der durch eine Klebemittelschicht 40 gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform wird, selbst wenn Tinte, die in der entsprechenden Druckerzeugungskammer 31 durch eine Verschiebung des piezoelektrischen Vibrators 33 druckbeaufschlagt wird, in Rückwärtsrichtung durch ein Verbindungsloch 36 fließt, so dass der Druck in dem Vorratsbehälter 24 ansteigt, der Federwirkungsabschnitt 39, der durch den Polymerfilm 38 gebildet wird, verschoben, um die Druckänderung in dem Vorratsbehälter 24 aufzunehmen.
Da die kurze Seite parallel zur Walzrichtung der Metallplatte 37 verläuft, welche das Plattenteil 36 bildet, kann die Steifigkeit aufrechterhalten werden, und können eine Verwerfung und dergleichen soweit wie möglich unterdrückt werden, selbst wenn die Länge der Seite in der Anordnungsrichtung der mehreren Betätigungsgliedeinheiten 21 groß ist.
Bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen wird Edelstahl als die gewalzte Metallplatte verwendet. Ein anderes Metall, das gewalzt und geätzt werden kann, und gute Hafteigenschaften aufweist, beispielsweise Kupfer, Nickel oder Eisen kann ebenfalls verwendet werden, wobei die gleichen Auswirkungen wie voranstehend geschildert erzielt werden.
Bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen wird ein Polyphenylensulfidharz (PPS) als Polymerfilm eingesetzt. Es kann auch ein anderes Polymermaterial verwendet werden, beispielsweise Polyimidharz (PI), Polyetherimidharz (PEI), Polyamidimidharz (PAI), Polyparabansäureharz (PPA), Polysulfonharz (PSF), Polyethersulfonharz (PES), Polyetherketonharz (PEK), Polyetheretherketonharz (PEEK), Polyolefinharz (APO), Polyethylennaphtalatharz (PEN), Aramidharz, Polypropylenharz, Vinylidenchloridharz, oder Polycarbonatharz.
Bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen wird eine Schicht, die ätzbeständig ist, und elastisch verformt werden kann, durch einen Polymerfilm gebildet.
Selbstverständlich können, selbst wenn irgend ein anderes Material wie beispielsweise Aluminiumoxid oder ein Metall verwendet wird, das ätzbeständig ist, und durch eine Änderung des Tintendruckes in einem Vorratsbehälter oder eine Verschiebung eines piezoelektrischen Vibrators verformt werden kann, verwendet wird, die selben Auswirkungen wie voranstehend geschildert erzielt werden.
Wenn der elastisch verformbare Bereich durch ein Metallmaterial gebildet wird, kann die in 9(a) gezeigte Anordnung eingesetzt werden. Bei dieser Anordnung werden eine gewalzte Metallplatte 40 und eine Metallplatte 41, die den elastisch verformbaren Bereich bildet, über eine Klebemittelschicht 42 zusammenlaminiert, die ätzbeständig ist. Die Ätzung wird auf der Oberfläche 40a der gewalzten Metallplatte 40 durchgeführt, so dass die Klebemittelschicht 42 als Ätzstopp dient, was es ermöglicht, nur selektiv die gewalzte Metallplatte 40 zu ätzen.
Alternativ wird, wie in 9(b) gezeigt, eine gewalzte Metallplatte 43, mit der ein Ätzvorgang vorgenommen wurde, auf eine Metallplatte 45 laminiert, die den elastisch verformbaren Bereich bildet, und zwar mit Hilfe eines Films 44, der ein Klebemittel bildet.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der eine Düsenöffnung (9) aufweist, eine Druckerzeugungskammer (8), einen Vorratsbehälter (11), und einen Tintenzufuhranschluss (10), wobei zumindest entweder die Druckerzeugungskammer oder der Vorratsbehälter durch ein Plattenteil (6) abgedichtet ist, das zum Teil elastisch verformbar ist, wobei das Plattenteil (6) aus einem im Wesentlichen rechteckigen Basisteil besteht, das eine elastische Platte (16) aufweist, die elastisch durch einen äußeren Druck verform werden kann, und die gegen Tinte beständig ist, sowie eine Metallplatte (15; 40), die zusammenlaminiert sind, wobei die Metallplatte (15) aus einem ätzbaren Metallmaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatte (15; 40) eine gewalzte Platte ist, die eine Walzrichtung (A) aufweist, und eine Längsrichtung des Plattenteils (6) senkrecht zu der Walzrichtung (A) der gewalzten Metallplatte (15; 40) verläuft.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, bei welchem die elastische Platte (16) einen Polymerfilm aufweist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, bei welchem die elastische Platte einen Polymerfilm (16) aufweist, der wärmebehandelt wird, bevor die elastische Platte mit der gewalzten Metallplatte (15) zusammenlaminiert wird.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, bei welchem die elastische Platte eine Metallplatte (41) aufweist, die durch einen äußeren Druck elastisch verformt werden kann, und die gegen Tinte beständig ist, und mit der gewalzten Metallplatte (40) über eine Klebemittelschicht (42) zusammenlaminiert ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welchem das Plattenteil (6) einen Inselabschnitt (12) aufweist, der entgegengesetzt zu der Druckerzeugungskammer (8) angeordnet ist, und weiterhin einen piezoelektrischen Vibrator (2) aufweist, der gegen den Inselabschnitt (12) anstößt, um ein Tintentröpfchen auszustoßen.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 5, bei welchem die gewalzte Metallplatte (15) geätzt ist, um den Inselabschnitt (12) auszubilden.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 6, welcher weiterhin einen Membranabschnitt (13) aufweist, wobei der Membranabschnitt (13) durch Wegätzen der gewalzten Metallplatte (15) in einem Bereich ausgebildet wird, der entgegengesetzt zu dem Vorratsbehälter (11) angeordnet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 5, bei welchem mehrere Inselabschnitte (12) in Richtung parallel zur Längsrichtung angeordnet sind.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 5, bei welchem mehrere Inselabschnitte (12) in Richtung senkrecht zu der Längsrichtung angeordnet sind.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 5, welcher zumindest vier Reihen der Inselabschnitte (12) aufweist, die in Richtung parallel zu einer längeren Seite (6a) des Plattenteils (6) angeordnet sind, wobei die Inselabschnitte (12) jeder Reihe in Richtung parallel zu einer kürzeren Seite des Plattenteils (6) angeordnet sind, und die längere Seite (6a) des Plattenteils (6) senkrecht zu der Walzrichtung (A) verläuft.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 5, welcher zumindest zwei Reihen der Inselabschnitte (12) aufweist, die in Richtung parallel zu einer kürzeren Seite des Plattenteils (6) angeordnet sind, wobei jede Reihe mehrere Inselabschnitte (12) aufweist, die in Richtung parallel zu einer längeren Seite (6a) des Plattenteils (6) angeordnet sind, und die längere Seite (6a) des Plattenteils (6) senkrecht zu der Walzrichtung (A) verläuft.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der eine Kanaleinheit (20) und mehrere Betätigungsgliedeinheiten (21) aufweist, wobei die Kanaleinheit durch Zusammenlaminieren einer Düsenplatte (23), in welcher eine Düsenöffnung (22) vorgesehen ist, eines einen Vorratsbehälter bildenden Substrats (25), in welchem ein Verbindungsloch, das einen Vorratsbehälter (24) bildet, geöffnet ist, und eines Plattenteils (27) gebildet wird, welches eine andere Oberfläche des Vorratsbehälters abdichtet, um einen Tintenkanal (26) zwischen dem Vorratsbehälter (24) und den Betätigungsgliedeinheiten (21) auszubilden, und welches als Anbringungsteil für die Betätigungsgliedeinheiten (21) dient, wobei jede der Betätigungsgliedeinheiten (21) dadurch ausgebildet wird, dass aufeinander folgend ein Dichtungssubstrat (28), ein eine Druckerzeugungskammer bildendes Substrat (29), und eine Membran (30) zusammenlaminiert werden, und an einer Oberfläche des Plattenteils (27) der Kanaleinheit (20) befestigt ist, wobei das Plattenteil (27) durch ein im Wesentlichen rechteckiges Basisteil gebildet wird, das aus einer elastischen Platte (16) besteht, die durch einen äußeren Druck elastisch verformt werden kann, und die gegen Tinte beständig ist, und durch eine Metallplatte (15; 40), die damit zusammenlaminiert ist, wobei die Metallplatte (15) aus einem ätzbaren Metallmaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatte (15) eine gewalzte Platte ist, die eine Walzrichtung (A) aufweist, und eine Längsrichtung des Plattenteils (27) senkrecht zu der Walzrichtung (A) der gewalzten Metallplatte (15; 40) verläuft.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 12, bei welchem die elastische Platte (16) auf einer Oberfläche angeordnet ist, die entgegengesetzt zu dem Vorratsbehälter (24) angeordnet ist, und die gewalzte Metallplatte (15) durch Wegätzen eines Bereiches ausgebildet wird, der entgegengesetzt zu dem Vorratsbehälter angeordnet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 12, bei welchem die elastische Platte (16) einen Polymerfilm aufweist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 12, bei welchem die elastische Platte (16) einen Polymerfilm aufweist, der wärmebehandelt wird, bevor die elastische Platte mit der gewalzter Metallplatte (15) zusammenlaminiert wird.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 12, bei welchem die elastische Platte eine Metallplatte (41) aufweist, die durch einen äußeren Druck elastisch verformt werden kann, und die gegen Tinte beständig ist, und mit der gewalzten Metallplatte (40) über eine Klebemittelschicht (42) zusammenlaminiert ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 12, bei welchem die gewalzte Metallplatte geätzt ist, um einen Federabschnitt (37) in den Vorratsbehälter auszubilden.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei welchem das Plattenteil (27) einen Inselabschnitt (12) aufweist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 18, welcher zumindest vier Reihen der Inselabschnitte (12) aufweist, die in Richtung parallel zu einer längeren Seite (6a) des Plattenteils (27) angeordnet sind, wobei die Inselabschnitte (12) jeder Reihe in Richtung parallel zu einer kürzeren Seite des Plattenteils (27) angeordnet sind, und die längere Seite (6a) des Plattenteils (27) senkrecht zu der Walzrichtung (A) verläuft.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 18, welcher zumindest zwei Reihen der Inselabschnitte (12) aufweist, die in Richtung parallel zu einer kürzeren Seite des Plattenteils (27) angeordnet sind, wobei jede Reihe mehrere Inselabschnitte (12) aufweist, die in Richtung parallel zu einer längeren Seite (6a) des Plattenteils (27) angeordnet sind, und die längere Seite (6a) des Plattenteils (27) senkrecht zu der Walzrichtung (A) verläuft.
Verfahren zur Herstellung einer elastischen Platte für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit folgenden Schritten: Bereitstellung einer Metallplatte (15) durch Walzen; Laminieren und Verbinden einer elastischen Platte (16) und der gewalzten Metallplatte (15) zu Ausbildung eines Plattenteils (6); und Ätzen der gewalzten Metallplatte (15) auf solche Weise, dass die Walzrichtung (A) der gewalzten Metallplatte (15) senkrecht zu einer langen Seite der elastischen Platte (16) verläuft, wodurch ein Durchgangsloch ausgebildet wird, das als ein elastisch verformbarer Bereich (13, 14) dient.
Verfahren nach Anspruch 21, bei welchem die elastische Platte (16) ein Polymerfilm ist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei welchem der Polymerfilm (16) eine Wärmebehandlung erfahren hat.
Verfahren nach Anspruch 21, bei welchem die elastische Platte eine Metallplatte (41) ist.
Plattenteil (27), das so ausgebildet ist, dass es ein Teil einer Kanaleinheit (20) eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes bildet, wobei das Plattenteil eine Metallplatte (15) und eine auf die Metallplatte auflaminierte elastische Platte (16) aufweist, und im Wesentlichen die Form eines Rechtecks mit einer ersten Seite (6a) und einer zweiten Seite aufweist, die kürzer ist als die erste Seite, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatte (15) eine gewalzte Platte ist, die eine Walzrichtung (A) aufweist, die im Wesentlichen parallel zu der zweiten Seite verläuft.
Plattenteil nach Anspruch 25, bei welchem zumindest eine Reihe von Inselabschnitten (12) in dem Plattenteil (27) vorgesehen ist, und jeder der Inselabschnitte (12) von einem freiliegenden Teil (13, 14) der elastischen Platte (16) umgeben ist.
Plattenteil nach Anspruch 24, bei welchem die Reihe in Richtung parallel zu der zweiten Seite verläuft.
Plattenteil nach Anspruch 25, bei welchem die Reihe in Richtung senkrecht zu der zweiten Seite verläuft.
Plattenteil nach Anspruch 25, bei welchem zumindest ein Membranabschnitt (13, 14) in dem Plattenteil durch ein freiliegendes Teil der elastischen Platte (16) vorgesehen ist.
Plattenteil nach Anspruch 29, bei welchem der Membranabschnitt länglich in Richtung parallel zu der zweiten Seite ausgebildet ist.
Plattenteil nach Anspruch 29, bei welchem der Membranabschnitt länglich in Richtung senkrecht zu der zweiten Seite ausgebildet ist.
Platte nach Anspruch 25, bei welcher zumindest eine Reihe von Federbeaufschlagungsabschnitten (39) in dem Plattenteil durch ein freiliegendes Teil der elastischen Platte vorgesehen ist, und die Reihe in Richtung parallel zu der ersten Seite verläuft.
Platte nach Anspruch 26, die zumindest vier Reihen der Inselabschnitte (12) aufweist, die in Richtung parallel zu einer längeren Seite (6a) des Plattenteils (27) angeordnet sind, wobei die Inselabschnitte (12) jeder Reihe in Richtung parallel zu einer kürzeren Seite des Plattenteils (27) angeordnet sind, und die längere Seite (6a) des Plattenteils (27) senkrecht zu der Walzrichtung (A) verläuft.
Platte nach Anspruch 26, welche zumindest zwei Reihen der Inselabschnitte (12) aufweist, die in Richtung parallel zu einer kürzeren Seite des Plattenteils (27) angeordnet sind, jede Reihe mehrere der Inselabschnitte (12) aufweist, die in Richtung parallel zu einer längeren Seite (6a) des Plattenteils (27) angeordnet sind, und die längere Seite (6a) des Plattenteils (6) senkrecht zu der Walzrichtung (A) verläuft.