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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahldruckkopf
zum Ausstoßen
von Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium zum Ausführen von Drucken.
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Beschreibung
der zugehörigen
Technik
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Ein
Tintenstrahldruckkopf ist in der JP 2002-292860 A, insbesondere
in 1 davon offenbart. Bei dem Tintenstrahldruckkopf
ist eine große Zahl
von Druckkammern in einer Flußpfadeinheit
gebildet und in der Form einer Matrix so angeordnet, daß sie benachbart
zueinander sind. Eine piezoelektrische Vorrichtung und eine Elektrode
(gemeinsame Elektrode) sind in der Form einer Platte so vorgesehen,
daß sie
sich über
den Druckkammern erstrecken. Andere Elektroden (individuelle Elektroden) sind
an Positionen gegenüber
den entsprechenden Druckkammern so angeordnet, daß die piezoelektrische
Vorrichtung zwischen die gemeinsame Elektrode und die individuellen
Elektroden gesetzt ist. Gemäß dem Tintenstrahldruckkopf
wird, wenn das elektrische Potential einer jeden individuellen Elektrode unterschiedlich
zu dem der gemeinsamen Elektrode gemacht wird, Tinte aus einer Düse ausgestoßen, die mit
einer Druckkammer entsprechend der individuellen Elektrode verbunden
ist.
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Die
EP 1 316 427 offenbart einen
Tintenstrahldruckkopf, bei dem eine piezoelektrische Elektrode,
die am entferntesten von der Druckkammern angeordnet ist, so aufgebaut
ist, daß sie
die dünnste der
gemeinsamen Elektrode und der Treiberelektroden ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Der
Erfinder hat herausgefunden, daß Bildqualität stark
durch die Tatsache beeinflußt
wird, daß die
Geschwindigkeit von Tinte, die aus einer Düse ausgestoßen wird, die mit einer Druckkammer
entsprechend einem Zentralabschnitt der piezoelektrischen Platte
verbunden ist, höher
als die Geschwindigkeit der Tinte ist, die aus einer Düse ausgestoßen wird,
die mit einer Druckkammer verbunden ist, die einem äußeren Randbereich
der piezoelektrischen Platte entspricht, in dem Tintenstrahlkopf
dieser Art, wie er in der JP 2002-292860 A offenbart ist.
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Daher
ist es eine von Aufgaben der Erfindung, einen Tintenstrahldruckkopf
vorzusehen mit einer piezoelektrischen Platte und einer gemeinsamen Elektrode,
die so vorgesehen ist, daß sie
sich über die
Mehrzahl von Druckkammern erstreckt, bei dem Geschwindigkeiten von
Tinte, die aus den Düsen ausgestoßen wird,
praktisch gleichgemacht werden kann.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist ein Tintenstrahldruckkopf vorgesehen mit:
einer Flußpfadeinheit
mit Druckkammern, die entsprechend entlang einer Ebene angeordnet
und mit Düsen
verbunden sind; und einer Betätigungseinheit,
die an einer Oberfläche
der Flußpfadeinheit
befestigt ist und Volumen einer jeden der Druckkammer ändert, wobei die
Betätigungseinheit
enthält:
eine Mehrzahl von individuellen Elektroden, die jeweils an Positionen
gegenüber
den Druckkammern angeordnet sind; eine gemeinsame Elektrode, die
zum Erstrecken über
die Druckkammern vorgesehen ist; und piezoelektrische Platte, die
zwischen der gemeinsamen Elektrode und den individuellen Elektroden
vorge sehen ist, worin Betätigungselemente,
die durch Laminieren einer jeden der individuellen Elektroden, der
gemeinsamen Elektrode und der piezoelektrischen Platte aufgebaut sind,
in einer verschiedenen Struktur in Abhängigkeit von einer Position
in der Betätigungseinheit
gebildet sind, die Position, an der jedes der Betätigungselemente
vorgesehen ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
voller ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung,
die im Zusammenhang mit den begleitenden Figuren genommen wird,
in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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2 eine
Schnittansicht ist, die entlang der Linie II-II in 1 genommen
ist;
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3 eine
Draufsicht eines Kopfkörpers
ist, der in dem in 2 dargestellten Tintenstrahldruckkopf
enthalten ist;
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4 eine
vergrößerte Ansicht
eines Bereiches ist, der von der in 3 gezeigten
gestrichelten Linie umgeben ist;
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5 eine
vergrößerte Ansicht
eines Bereiches ist, der von der in 4 gezeigten
gestrichelten Linie umgeben ist;
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6 eine
Schnittansicht ist, die entlang der Linie VI-VI in 5 genommen
ist;
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7 eine
teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht des in 6 gezeigten
Kopfkörpers
ist;
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8 eine
Draufsicht einer in 6 gezeigten Betätigungseinheit
ist;
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9A eine
Draufsicht einer jeden der individuellen Elektroden ist, die auf
Oberflächen
von linken und rechten Blöcken
der Betätigungseinheit
gebildet sind, und 9B eine Draufsicht einer jeden von
individuellen Elektroden ist, die auf einer Oberfläche eines
Zentralblockes der Betätigungseinheit
gebildet sind;
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10A eine Schnittansicht ist, die entlang der Linie
XA-XA in 9A genommen ist, und 10B eine Schnittansicht ist, die entlang der Linie XB-XB
in 9B genommen ist;
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11A eine Schnittansicht entsprechend zu 10A ist und den Kopfkörper des Tintenstrahldruckkopfes
gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
Erfindung zeigt, und 11B eine Schnittansicht entsprechend
zu 10B ist; und
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12A eine Schnittansicht entsprechend zu 10A ist und den Kopfkörper des Tintenstrahldruckkopfes
gemäß einer
dritten Ausführungsform der
Erfindung zeigt; und 12B eine Schnittansicht entsprechend
zu 10B ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezug
nehmend nun auf die begleitenden Zeichnungen wird eine Beschreibung
im einzelnen von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gegeben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die das äußere Aussehen eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß einer
ersten Ausführungsform
zeigt. 2 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie
II-II in 1 genommen ist. Der Tintenstrahldruckkopf 1 weist
einen Kopfkörper 70 und
einen Basisblock 71 auf. Der Kopfkörper 70 ist wie ein
flaches Rechteck geformt, das sich in einer Hauptabtastrichtung
zum Ausstoßen
von Tinte auf ein Blatt Papier erstreckt. Der Basisblock 71 ist über dem
Kopfkörper 70 vorgesehen und
enthält
Tintenreservoire 3, die als Flußpfade der zu dem Kopfkörper 70 gelieferten
Tinte gebildet sind.
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Der
Kopfkörper 70 enthält eine
Flußpfadeinheit 4 und
eine Mehrzahl von Betätigungseinheiten 21.
Ein Tintenflußpfad
ist in der Flußpfadeinheit 4 gebildet.
Die Mehrzahl von Betätigungseinheiten 21 sind
auf eine obere Oberfläche
der Flußpfadeinheit 4 verbunden.
Die Flußpfadeinheit 4 und
die Betätigungseinheiten 21 sind
auf solch eine Weise gebildet, daß eine Mehrzahl von dünnen Plattenteilen
laminiert ist und miteinander verbunden ist. Flexible gedruckte
Schaltungsplatten (hier im folgenden als FPCs bezeichnet) 50,
die Zuführungsschaltungsteile sind,
sind an einer oberen Oberfläche
der Betätigungseinheiten 21 verbunden
und in eine linke und rechte Richtung herausgezogen. Die FPCs 50 werden
nach oben geführt,
während
sie gebogen sind, wie in 2 gezeigt ist. Der Basisblock 71 ist
aus einem Metallmaterial wie nichtrostender Stahl hergestellt. Jedes
der Tintenreservoire 3 in dem Basisblock 71 ist
ein nahezu rechteckiger quaderförmiger
hohler Bereich, der entlang einer Richtung der Länge des Basisblockes 71 gebildet
ist.
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Eine
untere Oberfläche 73 des
Basisblockes 71 steht nach unten von ihren Umgebungen in
Nachbarschaften von Öffnungen 3b vor.
Der Basisblock 71 berührt
die Flußpfadeinheit 4 (in 3 gezeigt)
nur an Nachbarschaften 73a der Öffnungen 3b der unteren
Oberfläche 73.
Aus diesem Grund sind alle anderen Bereiche als die Nachbarschaften 73a der Öffnungen 3b der
unteren Oberfläche 73 des
Basisblockes 71 von dem Kopfkörper 70 so isoliert,
daß die Betätigungseinheiten 21 in
den isolierten Abschnitten vorgesehen sind.
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Der
Basisblock 71 ist in einem Hohlraum verbunden und befestigt,
der in einer unteren Oberfläche eines
Griffes 72a eines Halters 72 gebildet ist. Der Halter 72 enthält einen
Griff 72a und ein Paar von flachen plattenartigen Vorsprüngen 72b,
die sich von einer oberen Oberfläche
des Griffes 72a in eine Richtung senkrecht zu der oberen
Oberfläche
des Griffes 72a erstrecken, so daß ein vorbestimmter Abstand zwischen
ihnen gebildet ist. Die FPCs 50, die mit den Betätigungseinheiten 21 verbunden
sind, sind so vorgesehen, daß sie
entlang von Oberflächen
der Vorsprünge 72b des
Halters 72 durch elastische Teile 83 wie ein Schwamm
entsprechend gehen. Treiber-ICs 80 sind auf den FPCs 50 vorgesehen,
die auf den Oberflächen
der Vorsprünge 72b des
Halters 72 vorgesehen sind. Die FPCs 50 sind elektrisch
mit den Treiber-ICs 80 und den Betätigungseinheiten 21 (wird
später
im einzelnen beschrieben) durch Löten verbunden, so daß Treibersignale,
die von den Treiber-ICs 80 ausgegeben werden, zu den Betätigungseinheiten 21 des
Kopfkörpers 70 übertragen
werden.
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Nahezu
rechteckige quaderförmige
Wärmesenken 82 sind
nahe auf äußeren Oberflächen der Treiber-ICs 80 vorgesehen,
so daß Wärme, die
in den Treiber-ICs 80 erzeugt wird, effektiv abgestrahlt werden
kann. Platten 81 sind über
den Treiber-ICs 80 und den Wärmesenken 82 und außerhalb
der FPCs 50 vorgesehen. Abdichtteile 84 sind zwischen
einer oberen Oberfläche
einer jeden Wärmesenke 82 und einer
entsprechenden Platte 81 und zwischen einer unteren Oberfläche einer
jeden Wärmesenke 82 und einer
entsprechenden FPCs 50 entsprechend vorgesehen. Das heißt, die
Wärmesenken 82,
die Platten 81 und die FPCs 50 sind miteinander
durch die Abdichtteile 84 verbunden.
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3 ist
eine Draufsicht des Kopfkörpers, der
in dem in 1 dargestellten Tintenstrahldruckkopf
enthalten ist. In 3 sind die Tintenreservoire 3,
die in dem Basisblock 71 gebildet sind, virtuell durch
gestrichelte Linie gezeichnet. Zwei Tintenreservoire 3 erstrecken
sich parallel zueinander entlang einer Richtung der Länge des
Kopfkörpers 70 so,
daß sie
einen vorbestimmten Abstand zwischen den zwei Tintenreservoiren 3 bilden.
Jedes der zwei Tintenreservoire 3 weist eine Öffnung 3a an
seinem einen Ende auf. Die zwei Tintenreservoire 3 stehen mit
einem Tintentank (nicht gezeigt) durch die Öffnungen 3a so in
Verbindung, daß sie
immer mit Tinte gefüllt
sind. Eine große
Zahl von Öffnungen 3b ist
in jedem Tintenreservoir 3 entlang der Richtung der Länge des
Kopfkörpers 70 vorgesehen.
Wie oben beschrieben wurde, sind die Tintenreservoire 3 mit
der Flußpfadeinheit 4 durch
die Öffnungen 3b verbunden.
Die große
Zahl von Öffnungen 3b ist
auf solch eine Weise gebildet, daß jedes Paar von Öffnungen 3b eng
entlang der Richtung der Länge
des Kopfkörpers 70 vorgesehen
ist. Die Paare von Öffnungen 3b, die
mit einem Tintenreservoir 3 verbunden sind, und die Paare
von Öffnungen 3b,
die mit dem anderen Tintenreser voir 3 verbunden sind, sind
in einem versetzten Layout angeordnet.
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Die
Mehrzahl von Betätigungseinheiten 21 jeweils
mit einer trapezförmigen
flachen Form sind in Bereichen vorgesehen, in denen die Öffnungen 3b nicht
vorgesehen sind. Die Mehrzahl von Betätigungseinheiten 21 ist
in einer versetzen Weise so angeordnet, daß sie ein Muster umgekehrt
zu dem der Paare von Öffnungen 3b aufweisen.
Parallele gegenüberliegende
Seiten (obere und untere Seiten) einer jeden Betätigungseinheit 21 sind
parallel zu der Richtung der Länge
des Kopfkörpers 70.
Geneigte Seiten von benachbarten Betätigungseinheiten 21 überlappen
teilweise einander in einer Richtung der Breite des Kopfkörpers 70.
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4 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Bereiches, der durch die gestrichelte Linie in 3 umgeben
ist. Wie in 4 gezeigt ist, stehen die Öffnungen 3b,
die in jedem Tintenreservoir 3 gebildet sind, mit Verteilerleitungen 5 in
Verbindung, die entsprechende gemeinsame Tintenkammern sind. Ein
Endabschnitt einer jeden Verteilerleitung 5 zweigt sich
in zwei Unterverteilerleitungen 5a auf. In der Draufsicht erstrecken
sich jede zwei Unterverteilerleitungen 5a getrennt von
benachbarten Öffnungen 3b von
zwei geneigten Seiten einer jeden Betätigungseinheit 21. Das
heißt,
vier Unterverteilerleitungen 5a insgesamt sind unter jeder
Betätigungseinheit 21 vorgesehen und
erstrecken sich entlang von den parallelen gegenüberliegenden Seiten der Betätigungseinheit 21 so,
daß sie
voneinander getrennt sind.
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Tintenausstoßbereiche
sind in einer unteren Oberfläche
der Flußpfadeinheit 4 entsprechend
zu den Verbindungsbereichen der Betätigungseinheiten 21 gebildet.
Wie später
beschrieben wird ist eine große
Zahl von Düsen 8 in
der Form einer Matrix in einer Oberfläche eines jeden Tintenausstoßbereiches
vorgesehen. Obwohl 4 mehrere Düsen 8 zum Zwecke der
Vereinfachung zeigt, sind Düsen 8 tatsächlich in
der Gesamtheit des Tintenausstoßbereiches
angeordnet.
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5 ist
eine vergrößerte Ansicht
des Bereiches, der durch die gestrichelte Linie in 4 umgeben
ist. 4 und 5 zeigen einen Zustand, in dem
eine Ebene einer großen
Zahl von Druckkammern 10, die in der Form einer Matrix
in der Flußpfadeinheit 4 vorgesehen
sind, von einer Richtung senkrecht zu der Tintenausstoßoberfläche gesehen
wird. Jede der Druckkammern 10 ist im wesentlichen wie ein
Rhomboid mit runden Ecken in der Draufsicht geformt. Die lange Diagonallinie
des Rhomboids ist parallel zu der Richtung der Breite der Flußpfadeinheit 4.
Jede Druckkammer 10 weist ein Ende mit einer entsprechenden
Düse 8 verbunden
auf und das andere Ende mit einer entsprechenden Unterverteilerleitung 5a als
ein gemeinsamer Tintenflußpfad
durch eine Öffnung 12.
Eine individuelle Elektrode 35 mit einer ebenen Form ähnlich zu
aber in der Größe kleiner als
die einer jeden Druckkammer 10 ist auf der Betätigungseinheit 21 so
gebildet, daß sie
benachbart zu der Druckkammer 10 in der Draufsicht ist.
Einige einer großen
Zahl von individuellen Elektroden 35 sind in 5 zum
Zwecke der Vereinfachung gezeigt. Nebenbei, die Druckkammern 10 und
die Öffnungen 12, die
durch gestrichelte Linie in den Betätigungseinheiten 21 oder
in der Flußpfadeinheit 4 ausgedrückt werden
müßten, sind
durch durchgezogene Linie in 4 und 5 zum
leichten Verständnis
der Zeichnungen ausgedrückt.
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In 5 ist
eine Mehrzahl von virtuellen rhombischen Bereichen 10x, in denen
die Druckkammern 10 entsprechend gespeichert sind, benachbart in
der Form einer Matrix sowohl in ei ner Anordnungsrichtung A (erste
Richtung) als auch in einer Anordnungsrichtung B (zweite Richtung)
so vorgesehen, daß benachbarte
virtuelle rhombische Bereiche 10x gemeinsame Seiten aufweisen, die
nicht einander überlappen.
Die Anordnungsrichtung A ist eine Richtung der Länge des Tintenstrahlkopfes 1,
das heißt eine
Richtung der Erstreckung einer jeden Unterverteilerleitung 5a.
Die Anordnungsrichtung A ist parallel zu der kurzen diagonalen Linie
eines jeden rhombischen Bereiches 10x. Die Anordnungsrichtung B
ist eine Richtung einer geneigten Seite eines jeden rhombischen
Bereiches 10x, wobei ein stumpfer Winkel Θ zwischen der Anordnungsrichtung
B und der Anordnungsrichtung A gebildet ist. Die Zentralposition
einer jeden Druckkammer 10 ist mit der eines entsprechenden
rhombischen Bereiches 10x gleich, aber die Umrißlinie einer jeden Druckkammer 10 ist von
der eines entsprechenden rhombischen Bereiches 10x in der Draufsicht
getrennt.
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Die
Druckkammern 10, die benachbart in der Form einer Matrix
in den zwei Anordnungsrichtungen A und B vorgesehen sind, sind an
Intervallen eines Abstandes entsprechend zu 37,5 Punkte pro Zoll
entlang der Anordnungsrichtung A gebildet. Die Druckkammern 10 sind
so gebildet, daß sechzehn
Druckkammern 10 in der Anordnungsrichtung B in einem Tintenausstoßbereich
angeordnet sind. Druckkammern, die an gegenüberliegenden Enden in der Anordnungsrichtung
B angeordnet sind, sind Blindkammern, die nicht zum Tintenausstoßen beitragen.
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Die
Mehrzahl von Druckkammern 10, die in der Form einer Matrix
vorgesehen sind, bilden eine Mehrzahl von Druckkammerspalten entlang
der Anordnungsrichtung A, wie in 5 gezeigt
ist. Die Druckkammerspalten, die in erste Druckkammerspalten 11a,
zweite Druckkammerspalten 11b, dritte Druckkammerspalten 11c und
vierte Druckkammerspalten 11d getrennt sind gemäß von Po sitionen
relativ zu den Unterverteilerleitungen 5a, wie aus einer Richtung
(dritte Richtung) senkrecht zu der Papieroberfläche von 5 gesehen
wird. Die erste bis vierte Druckkammerspalte 11a bis 11d sind
zyklisch in der Reihenfolge 11c -> 11d -> 11a -> 11b -> 11c -> 11d -> ... -> 11b von
einer oberen Seite zu einer unteren Seite einer jeden Betätigungseinheit 21 angeordnet.
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In
Druckkammern 10a, die die erste Druckkammerspalte 11a bilden,
und Druckkammern 10b, die die zweite Druckkammerspalte 11b bilden,
sind Düsen 8 ungleichmäßig auf
einer unteren Seite der Papieroberfläche von 5 in einer
Richtung (vierte Richtung) senkrecht zu der Anordnungsrichtung A angeordnet,
wenn es von der dritten Richtung betrachtet wird. Die Düsen 8 sind
in unteren Endabschnitten entsprechend rhombischen Bereichen 10x
angeordnet. Andererseits sind in Druckkammern 10c, die
die dritte Druckkammerspalte 11c bilden, und Druckkammern 11d,
die die vierte Druckkammerspalte 11d bilden, Düsen 8 ungleichmäßig auf
einer oberen Seite der Papieroberfläche von 5 in der
vierten Richtung verteilt. Die Düsen 8 sind
in oberen Endabschnitten von entsprechenden rhombischen Bereichen
10x angeordnet. In der ersten und vierten Druckkammerspalte 11a und 11d überlappen Bereiche
nicht kleiner als die Hälfte
der Druckkammern 10a und 10d die Unterverteilerleitungen 5a, wenn
es von der dritten Richtung betrachtet wird. In der zweiten und
dritten Druckkammerspalte 11b und 11c überlappen
die Bereiche der Druckkammern 10b und 10c nicht
die Unterverteilerleitungen 5a überhaupt, wenn es von der dritten
Richtung gesehen wird. Aus diesem Grund können Druckkammern 10, die
zu irgendeiner Druckkammerspalte gehören, so gebildet werden, daß die Unterverteilerleitungen 5a ausreichend
soweit wie möglich
aufgeweitet sind, während
Düsen 8,
die mit den Druckkammern 10 verbunden sind, nicht die Unterverteilerleitung 5a überlappen.
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Folglich
kann Tinte zu den entsprechenden Druckkammern glatt geliefert werden.
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Als
nächstes
wird die Schnittstruktur des Kopfkörpers 70 weiter unter
Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben. 6 ist
eine Schnittansicht, die entlang der Linie VI-VI in 5 genommen ist. 6 zeigt
eine Druckkammer 10a, die zu der ersten Druckkammerspalte 11a gehört. Wie
aus 6 offensichtlich ist, ist jede Düse 8 mit
einer Unterverteilerleitung 5a durch die Druckkammer 10a und
eine Öffnung 12 verbunden.
Auf diese Weise ist ein individueller Tintenflußpfad 32, der sich
von einem Auslaß der
Unterverteilerleitung 5a zu der Düse 8 durch die Öffnung 12 und
die Druckkammer 10 erstreckt, in dem Kopfkörper 70 gemäß der Druckkammer 10 gebildet.
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Wie
aus 6 offensichtlich ist, sind die Druckkammer 10 und
die Öffnung 12 in
verschiedenen Tiefen in einer Richtung der Laminierung der Mehrzahl
von dünnen
Platten vorgesehen. Folglich kann, wie in 5 gezeigt
ist, in der Flußpfadeinheit 4 entsprechend
dem Tintenausstoßbereich
unter der Betätigungseinheit 21 eine Öffnung 12,
die mit einer Druckkammer 10 verbunden ist, so vorgesehen
werden, daß sie
die Position der Druckkammer 10 benachbart zu der Druckkammer
in der Draufsicht überlappt.
Als Resultat haften die Druckkammern 10 aneinander so,
daß sie
dicht angeordnet werden. Folglich kann Druck eines Bildes hoher
Auflösung
durch den Tintenstrahldruckkopf 1 mit einer relativ kleinen benötigten Fläche erzielt
werden.
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Wie
auch aus 7 offensichtlich ist, weist der
Kopfkörper 70 eine
laminierte Struktur auf, bei der zehn Plattenmaterialien insgesamt
aneinander laminiert sind, das heißt, eine Betätigungseinheit 21, eine
Hohlraumplatte 22, eine Basisplatte 23, eine Öffnungsplatte 24,
eine Lieferplatte 25, Verteiler leitungsplatten 26, 27 und 28,
eine Abdeckplatte 29 und eine Düsenplatte 30 sind
in absteigender Reihenfolge laminiert. Die zehn Plattenmaterialien
mit der Ausnahme der Betätigungseinheit 21 aus
einem Keramikmaterial, das heißt
neun Metallplatten 22 bis 30 bilden eine Flußpfadeinheit 4.
Die Betätigungseinheit 21 und
die Flußpfadeinheit 4 sind
aneinander durch einen Klebestoff befestigt, während sie erwärmt sind. Bei
dieser Ausführungsform
ist jede der Metallplatten 22 bis 30 zum Bilden
der Flußpfadeinheit 4 aus
nicht rostendem Stahl gebildet und weist einen thermischen Expansionskoeffizienten
höher als
der der Betätigungseinheit 21 auf,
die aus einem Keramikmaterial hergestellt ist.
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Wie
später
im einzelnen beschrieben wird, enthält die Betätigungseinheit 21 ein
Laminat aus vier piezoelektrischen Platten 41 bis 44 (siehe 10A und 10B)
als vier Schichten und Elektroden, die so vorgesehen sind, daß nur die
oberste Schicht als eine Schicht vorgesehen wird mit einem Abschnitt, der
als eine aktive Schicht zu der Zeit des Anliegens eines elektrischen
Feldes dient (hier im folgenden als "aktive Schicht enthaltende Schicht" bezeichnet), während die
verbleibenden drei Schichten als nicht aktive Schichten vorgesehen
sind. Die Hohlraumplatte 22 ist eine Platte mit einer großen Zahl
von ungefähr
Rhomboid-Öffnungen
entsprechend den Druckkammern 10. Die Basisplatte 23 ist
eine Metallplatte, die Löcher
aufweist jeweils zum Verbinden einer Druckkammer 10 der
Hohlraumplatte 22 mit einer entsprechenden Öffnung 12,
und Löcher
jeweils zum Verbinden der Druckkammer 10 zu einer entsprechenden
Düse 8.
Die Öffnungsplatte 24 ist
eine Metallplatte, die Öffnungen 12 (siehe 9) aufweist und Löcher 12d jeweils zum
Verbinden einer Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
einer entsprechenden Düse 8.
Jede der Öffnungen 12 weist
einen Tinteneinlaß 12a auf
der Seite der Unterverteiler leitung 5a, einen Tintenauslaß 12b auf
der Seite der Druckkammer 10 und einen Verbindungsabschnitt 12c,
der schmal gebildet ist, während
er den Tinteneinlaß und
den Tintenauslaß 12a und 12b verbindet, auf.
Die Lieferplatte 25 ist eine Metallplatte, die Löcher jeweils
zum Verbinden einer Öffnung 12 für eine Druckkammer 10 der
Hohlraumplatte 22 mit einer entsprechenden Unterverteilerleitung 5a und
Löcher jeweils
zum Verbinden der Druckkammer 10 mit der Düse 8 aufweist.
Die Verteilerleitungsplatten 26, 27 und 28 sind
Metallplatten, die Unterverteilerleitungen 5a und Löcher jeweils
zum Verbinden einer Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
einer entsprechenden Düse 8 aufweisen.
Die Abdeckplatte 29 ist eine Metallplatte, die Löcher jeweils
zum Verbinden einer Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
einer entsprechenden Düse 8 aufweist.
Die Düsenplatte 30 ist
eine Metallplatte, die Düsen 8 jeweils
für eine Druckkammer 10 der
Hohlraumplatte 22 aufweist.
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Die
zehn Platten 21–30 sind
laminiert, während
sie so positioniert sind, daß individuelle
Tintenflußpfade 32 gebildet
sind, wie in 6 gezeigt ist. Jeder individuelle
Tintenflußpfad 32 geht
zuerst nach oben von der Unterverteilerleitung 5a, erstreckt
sich horizontal in der Öffnung 12,
geht weiter nach oben von der Öffnung 12,
erstreckt sich horizontal wieder in der Druckkammer 10,
geht momentan schräg
nach unten in die Richtung des Verlassens der Öffnung 12 und geht
vertikal nach unten zu der Düse 8.
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Als
nächstes
wird der Aufbau der Betätigungseinheit 21 beschrieben. 8 ist
eine Draufsicht der Betätigungseinheit 21.
Eine große
Zahl von individuellen Elektroden 35 mit einem Muster gleich dem
Muster der Druckkammern 10 ist in der Form einer Matrix
auf der Betätigungseinheit 21 angeordnet. In
diesem Fall gemäß dem Wissen
des Erfinders tritt oft eine Varia tion in der Tintenausstoßgeschwindigkeit
in der Betätigungseinheit 21 entlang
der Längsrichtung
der Betätigungseinheit 21 auf.
Es wird gedacht, daß dieses
durch den Unterschied in dem thermischen Expansionskoeffizienten
zwischen der Betätigungseinheit 21 und
der Flußpfadeinheit 4 verursacht
wird, die mit der Betätigungseinheit 21 verbunden
ist. Hier im folgenden wird eine konkretere Erläuterung für den obigen Gegenstand gegeben.
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Wenn
der Tintenstrahldruckkopf 1 hergestellt wird, kontaktieren
die Flußpfadeinheit 4 und
die Betätigungseinheit 21 einander über einen
Klebstoff, während
Druck und Wärme
angelegt werden. Danach wird der Klebstoff durch Abkühlen der
angelegten Wärme
ausgehärtet,
was die Zeit von einigen Minuten benötigt. Daher werden die Flußpfadeinheit 4 und
die Betätigungseinheit 21 aneinander
befestigt. Wenn die Flußpfadeinheit 4 und
die Betätigungseinheit 21 befestigt
werden, wird auf die Betätigungseinheit 21 eine
Spannung in der Richtung in der Ebene davon aufgrund des Unterschiedes
des thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Flußpfadeinheit 4 und
der Betätigungseinheit 21 ausgeübt. Der
Erfinder hat entdeckt, daß dieses
bestimmt, welcher von dem Zentralbereich und dem Randbereich der
Betätigungseinheit 21 mit
mehr Spannung versehen wird auf der Grundlage in Hinblick davon,
welche Flußpfadeinheit 4 und
der Betätigungseinheit 21 den höheren thermischen
Expansionskoeffizienten aufweist.
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Genauer,
wenn die Flußpfadeinheit 4 einen höheren thermischen
Expansionskoeffizienten als die Betätigungseinheit 21 aufweist,
wird der Kantenabschnitt der Betätigungseinheit 21 mit
mehr Spannung als der Zentralabschnitt der Betätigungseinheit 21 beaufschlagt.
Wenn die Flußpfadeinheit 4 einen niedrigeren
thermischen Expansionskoeffizienten als die Betätigungseinheit 21 aufweist,
wird der Zentralabschnitt der Betätigungseinheit 21 mit
mehr Spannung als der Kantenabschnitt der Betätigungseinheit 21 beaufschlagt.
Zusätzlich
ist von dem Erfinder entdeckt worden, daß die an die Betätigungseinheit 21 angelegte
Spannung ersichtlicher in der Längsrichtung
der Betätigungseinheit 21 wird.
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Der
Erfinder hat auch entdeckt, daß der
Verformungsbetrag (Änderungsbetrag
des Volumens) der Druckkammer 10, wenn eine vorbestimmte Spannung
an ein Betätigungselement
(später
beschrieben) angelegt wird, weniger wird, das heißt, die Tintenausstoßgeschwindigkeit
wird niedrig gemäß dem Betrag
der Spannung, die an die Betätigungseinheit 21 in
einer Richtung in der Ebene angelegt wird.
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Bei
der Ausführungsform
ist die Flußpfadeinheit 4 aus
nicht rostendem Stahl hergestellt, und die Betätigungseinheit 21 ist
aus einem Keramikmaterial hergestellt. Daher weist die Flußpfadeinheit 4 einen höheren thermischen
Expansionskoeffizienten als die Betätigungseinheit 21 auf.
Folglich wird die Tintenausstoßgeschwindigkeit
an beiden Kantenabschnitten der Betätigungseinheit 21 in
Bezug auf die Anordnungsrichtung A größer als die an den Zentralabschnitten
der Betätigungseinheit 21.
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Mit
dem oben beschriebenem Wissen wird der Tintenstrahldruckkopf 1 so
aufgebaut, daß jedes von
all den Betätigungselementen,
die in der Betätigungseinheit 21 vorgesehen
sind, Tinte mit praktisch der gleichen Ausstoßgeschwindigkeit bei Anlegen
einer vorbestimmten Spannung ausstößt. Der Aufbau des Tintenstrahldruckkopfes 1 wird
genauer hier im folgenden beschrieben.
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Bei
dem Tintenstrahldruckkopf 1 gemäß der Ausführungsform werden zwei Arten
von individuellen Elektroden ähnlich
in der Form zueinander aber unterschiedlich in einer ebenen Größe (größere bezeichnet
durch das Bezugszeichen 35a und kleinere bezeichnet durch
das Bezugszeichen 35b) als die individuellen Elektroden 35 dargestellt.
Individuelle Elektroden 35a werden in einem parallelogrammartigen
Block 51 mit einer Breite entsprechend zehn individuellen
Elektroden gebildet und an der linken Seite entlang der Anordnungsrichtung
A angeordnet (d.h. in der linken Seite der Betätigungseinheit 21 in 8),
und ein parallelogrammartiger Block 52 mit einer Breite
entsprechend zu zehn individuellen Elektroden wird gebildet und
in der rechten Seite entlang der Anordnungsrichtung A angeordnet
(d.h, in der rechten Seite der Betätigungseinheit 21 in 8).
Individuelle Elektroden 35b werden in einem Trapezblock 53 gebildet,
der zwischen den zwei parallelogrammartigen Blöcken 51 und 52 angeordnet
ist, d.h. in dem Zentrum der Betätigungseinheit 21 angeordnet
ist. Das heißt,
individuelle Elektroden 35b, die zu einem Trapezblock 53 gehören, sind
in dem Zentralabschnitt angeordnet, wenn die Betätigungseinheit 21 entlang
der Anordnungsrichtung A betracht wird. Andererseits werden individuelle
Elektroden 35a, die zu parallelogrammartigen Blöcken 51 und 52 gehören, in äußeren Kantenabschnitten
angeordnet, d.h. in Abschnitten benachbart zu den Hypotenusen eines
Trapezes der Betätigungseinheit 21,
wenn die Betätigungseinheit 21 entlang
der Anordnungsrichtung A betrachtet wird.
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Bei
der Ausführungsform
sind eine Mehrzahl von Flächen
eines Trapezblockes 53 (erster Bereich) und parallelogrammartigen
Blöcken 51 und 52 (ein zweiter
Bereich) angeordnet; und eine der beiden Arten von individuellen
Elektroden 35a und 35b ist an dem ersten bzw.
zweiten Bereich vorgesehen. Wie in 8 gezeigt
ist, ist die Betätigungseinheit 21 in
drei Gebiete (parallelogrammartige Blöcke 51 und 52 und Trapezblock 53)
durch zwei imaginäre
unterteilende Linien unterteilt, die jeweils Parallelen zu den beiden Kantenabschnitten
(die einer Kantenlinie der Betätigungseinheit 21 entspricht)
an dem linken und rechten Ende in 1 sind.
Wie aus 8 ersichtlich ist, ist die Fläche, die
von dem ersten Bereich (Trapezblock 53) belegt ist, die
an dem Zentralabschnitt der Betätigungseinheit 21 angeordnet
ist, größer als
die Fläche,
die durch den zweiten Bereich belegt ist (parallelogrammartige Blöcke 51 und 52).
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9A ist
eine Draufsicht einer individuellen Elektrode 35a. 9B ist
eine Draufsicht einer individuellen Elektrode 35b. 10A ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie
XA-XA in 9A genommen ist. 10B ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie
XB-XB in 9B genommen ist.
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Wie
in 10A und 10B gezeigt
ist, enthält
die Betätigungseinheit 21 vier
piezoelektrische Platten 41, 42, 43 und 44,
die so gebildet sind, daß sie
eine Dicke von 15 μm
gleichmäßig aufweisen.
Die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 sind als
geschichtete flachen Platten (kontinuierliche flache Plattenschichten)
vorgesehen, die aneinander so angrenzen, daß sie über einer großen Zahl
von Druckkammern 10 angeordnet sind, die in einem Tintenausstoßbereich
in dem Kopfkörper 70 gebildet
sind. Da die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 als
kontinuierliche flache Plattenschichten über der großen Zahl von Druckkammern angeordnet
sind, können
die individuellen Elektroden 35a und 35b dicht
auf der piezoelektrischen Platte 41 vorgesehen werden,
wenn zum Beispiel eine Siebdrucktechnik benutzt wird. Folglich können auch
die Druckkammern 10, die an Positionen entsprechend zu
den individuellen Elektroden 35 gebildet sind, dicht vorgesehen
werden, so daß ein
Bild hoher Auflösung
gedruckt werden kann. Jede der piezoelektrischen Platten 41 bis 44 ist
aus einem Keramikmaterial aus dem Bleizirkonattitanat(-PCT)Typ mit
Ferroelektrizität
hergestellt.
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Die
individuellen Elektroden 35a und 35b sind auf
der piezoelektrischen Platte 41 als die oberste Schicht
gebildet. Eine gemeinsame Elektrode 34 mit einer Dicke
von ungefähr
2 μm ist
zwischen der piezoelektrischen Platte 41 als die oberste
Schicht und der piezoelektrischen Platte 42, die unter
der piezoelektrischen Platte 41 angeordnet ist, so eingefügt, daß die gemeinsame
Elektrode 34 auf der gesamten Oberfläche der piezoelektrischen Platte 41 gebildet
ist. Die individuellen Elektroden 35 und die gemeinsame
Elektrode 34 sind aus einem Metallmaterial wie Ag-Pd hergestellt.
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Bei
dem Tintenstrahldruckkopf 1 dient jeder der Abschnitte,
an denen jede der individuellen Elektroden 35, die gemeinsame
Elektrode 34 und die vier piezoelektrischen Platten 41, 42, 43 und 44 laminiert sind,
als Betätigungselement,
das Volumen der Druckkammer 10 ändert, die an der entsprechenden Position
gebildet ist.
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Wie
in 9A und 9B gezeigt
ist, weist jede der individuellen Elektroden 35a und 35b eine rhombische
oder rhomboidische Form in der Draufsicht auf. Die rhombische oder
rhomboidische Form ist nahezu ähnlich
zu der Form einer jeden Druckkammer 10. Ein unterer spitzwinkliger
Abschnitt einer jeden rhombischen oder rhomboidischen individuellen
Elektrode 35a und 35b erstreckt sich so, daß ein kreisförmiger Anschlußflekkenabschnitt 36,
der elektrisch mit jeder der individuellen Elektroden 35a und 35b verbunden
ist, an einem Ende des unteren spitzwinkligen Abschnittes vorgesehen
ist. Der Anschlußfleckenanschluß 36 ist
zum Beispiel aus Gold mit Glasfritte hergestellt. Wie in 9A und 9B gezeigt
ist, ist der Anschlußfleckenabschnitt 36 auf
einer Oberfläche
der Erstreckung einer jeden der individuellen Elektroden 35a und 35b verbunden.
Obwohl eine FPC 50 in 10A und 10B nicht gezeigt ist, sind die Anschlußfleckenabschnitte 36 elektrisch
mit Kontaktpunkten verbunden, die entsprechend in der FPC 50 vorgesehen
sind.
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Jede
individuelle Elektrode 35a weist eine Länge L1 und eine Breite W1 auf.
Jede individuelle Elektrode 35b weist eine Länge L2 und
eine Breite W2 auf. Die Länge
L1 und die Breite W1 der individuellen Elektrode 35a sind
so ausgewählt,
daß die
planare Form der individuellen Elektrode 35a in der Druckkammer 10 aufgenommen
werden kann. Bei dieser Ausführungsform
ist die Länge
L1 zehn Prozent größer als
die Länge
L2, und die Breite W1 ist zehn Prozent größer als die Breite W2. Theoretisch, wenn
eine individuelle Elektrode 35 eine Größe ausreichend aufweist, um
in der Druckkammer 10 aufgenommen zu werden, nimmt die
Tintenausstoßgeschwindigkeit
zu wegen der größeren Verdrängung in der
Betätigungseinheit 21,
wenn die Fläche
der individuellen Elektrode 35 zunimmt. Daher sind die
Längen
und Breiten der zwei Typen von individuellen Elektroden 35a und 35b so
entschieden, daß die
Ungleichmäßigkeit
in der Tintenausstoßgeschwindigkeit entlang
der Anordnungsrichtung A in der Betätigungseinheit 21 im
wesentlichen beseitigt ist, um keinen Unterschied zwischen der mittleren
Geschwindigkeit der Tinte herzustellen, die aus den Düsen 8 in den
parallelogrammartigen Blöcken 51 und 52 ausgestoßen wird,
und der mittleren Geschwindigkeit der Tinte, die aus den Düsen in dem
Trapezblock 53 ausgestoßen wird.
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Die
gemeinsame Elektrode 34 ist in einem nicht gezeigten Bereich
auf Masse gelegt. Folglich wird die gemeinsame Elektrode 34 auf
Massepotential gleich in Bereichen entsprechend zu allen Druckkammern 10 gehalten.
Die individuellen Elektroden 35 sind mit dem Treiber-IC 80 durch
die FPC 50 verbunden, die unabhängige Führungsdrähte gemäß den individuellen Elektroden 35 enthält, so daß elektrisches
Potential in Übereinstimmung
mit jeder Druckkammer 10 gesteuert werden kann (siehe 1 und 2).
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Als
nächstes
wird ein Treiberverfahren der Betätigungseinheit 21 beschrieben.
Die Richtung der Polarisation der piezoelektrischen Platte 41 in
der Betätigungseinheit 21 ist
eine Richtung der Dicke der piezoelektrischen Platte 41.
Das heißt,
die Betätigungseinheit
weist eine sogenannte unimorphe Struktur auf, in der eine piezoelektrische
Platte 41 auf einer oberen Seite (d.h. weit von den Druckkammern 10)
als eine Schicht benutzt wird, die eine aktive Schicht enthält, während drei
piezoelektrische Platten 42 bis 44 auf einer unteren
Seite (d.h. nahe zu den Druckkammern 10) als nicht aktive
Schichten benutzt werden. Wenn folglich das elektrische Potential einer
individuellen Elektrode 35a und 35b auf einen vorbestimmten
positiven oder negativen Wert gesetzt wird, dient ein elektrisches
Feld, das an einen Abschnitt der piezoelektrischen Platte 41 angelegt
wird, die zwischen Elektroden gesetzt ist, als eine aktive Schicht
(Druckerzeugungsabschnitt) und schrumpft in einer Richtung senkrecht
zu der Richtung der Polarisation durch den transversalen piezoelektrischen Effekt
zum Beispiel, wenn die Richtung des elektrischen Feldes die gleiche
wie die Richtung der Polarisation ist. Andererseits werden die piezoelektrischen Platten 42 bis 44 nicht
durch das elektrische Feld beeinflußt, so daß die piezoelektrischen Platten 42 bis 44 nicht
versetzt werden. Folglich wird eine Differenz der Verformung in
einer Richtung senkrecht zu der Richtung der Polarisation zwischen
der piezoelektrischen Platte 41 auf der oberen Seite und
den piezoelektrischen Platten 42 bis 44 auf der
unteren Seite erzeugt, so daß die
Gesamtheit der piezoelektrischen Platten 41 bis 44 so
verformt wird, daß sie
sich konvex auf der nichtaktiven Seite (unimorphe Verformung) krümmen. Bei
dieser Gelegenheit ist, wie in 10A gezeigt
ist, die untere Oberfläche
der Gesamtheit der piezoelektrischen Platten 41 bis 44 an der
oberen Oberfläche
der Unterteilungswand (Hohlraumplatte) 22 befestigt, die
die Druckkammern unterteilt. Als Resultat werden die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 so
verformt, daß sie
sich konvex auf der Druckkammerseite krümmen. Aus diesem Grund wird
das Volumen der Druckkammer 10 verringert zum Vergrößern des
Druckes von Tinte, wodurch Tinte aus einer Düse 8 ausgestoßen wird,
die mit der Druckkammer 10 verbunden ist. Wenn dann das elektrische
Potential der individuellen Elektrode 35 zu dem gleichen
Wert wie das elektrische Potential der gemeinsamen Elektrode 34 zurückkehrt,
kehren die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 zu
der ursprünglichen
Form zurück,
so daß das
Volumen der Druckkammer 10 zu dem ursprünglichen Wert zurückkehrt.
Als Resultat wird Tinte aus der Seite der Verteilerleitung 5 angesaugt.
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Nebenbei,
ein anderes Treiberverfahren kann wie folgt benutzt werden. Das
elektrische Potential jeder individuellen Elektrode 35a und 35b wird auf
einen Wert unterschiedlich von dem elektrischen Potential der gemeinsamen
Elektrode 34 zuvor gesetzt. Wenn es eine Ausstoßanforderung
gibt, wird das elektrische Potential der individuellen Elektroden 35a und 35b einmal
auf den gleichen Wert wie das elektrische Potential der gemeinsamen
Elektrode 34 geändert.
Dann kehrt das elektrische Potential der individuellen Elektroden 35a und 35b zu
dem ursprünglichen
Wert unterschiedlich von dem elektrischen Potential der gemeinsamen
Elektrode 34 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zurück. In diesem
Fall kehren die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 zu
der ursprünglichen
Form zu dem Zeitpunkt zurück,
an dem das elektrische Potential der individuellen Elektrode 35 gleich
dem elektrischen Potential der gemeinsamen Elektrode 34 wird.
Folglich wird das Volumen der Druckkammer 10 im Vergleich
mit dem anfänglichen
Zustand erhöht
(indem die zwei Elektroden unterschiedlich in dem elektrischen Potential voneinander
sind), so daß Tinte
aus der Seite der Verteilerleitung 5 in die Druckkammer 10 angesaugt wird.
Dann werden die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 so
verformt, daß sie
sich konvex auf der Seite der Druckkammer zu dem Zeitpunkt verformen,
an dem das elektrische Potential der individuellen Elektroden 35a und 35b auf
den ursprünglichen
Wert unterschiedlich von dem elektrischen Potential der gemeinsamen
Elektrode 34 wieder gesetzt wird. Als Resultat wird das
Volumen mit der Druckkammer 10 zum Vergrößern des
Druckes der Tinte verringert, so daß Tinte ausgestoßen wird.
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Zurückkehren
zu 5, ein zonaler Bereich R mit einer Breite (678,0 μm) entsprechend
zu 37,5 Punkte pro Zoll in der Anordnungsrichtung A, der sich in
der Anordnungsrichtung B erstreckt, wird betrachtet. Nur eine Düse 8 ist
in irgendeiner der sechzehn Druckkammerspalten 11a bis 11d in
dem zonalen Bereich R vorhanden. Das heißt, wenn solch ein zonaler Bereich
R an einer optionalen Position des Tintenausstoßbereiches entsprechend einer
Betätigungseinheit 21 gebildet
ist, sind immer sechzehn Düsen 8 in
dem zonalen Bereich R verteilt. Die Positionen von Punkten, die
durch Projizieren der sechzehn Düsen 8 auf
eine Linie erhalten werden, die sich in der Anordnungsrichtung A
erstreckt, sind an Intervallen eines Abstandes entsprechend zu 600
Punkten pro Zoll angeordnet, was die Auflösung zu der Zeit des Druckens
ist.
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Wenn
die sechzehn Düsen 8,
die zu einem zonalen Bereich R gehören, als (1) bis (16) in die
Reihenfolge nach rechts der Positionen von Punkten numeriert werden,
die durch Projizieren der sechzehn Düsen 8 auf eine Linie
erhalten werden, die sich in der Anordnungsrichtung A erstreckt,
sind die sechzehn Düsen 8 in
aufsteigender Reihenfolge von (1), (9), (5), (13), (2), (10), (6),
(14), (3), (11), (7), (15), (4), (12), (8) und (16) angeordnet.
Wenn der Tintenstrahldruckkopf 1, der wie oben beschrieben
aufgebaut ist, geeignet gemäß dem Fördern eines
Druckmediums in der Betätigungseinheit 21 angetrieben
wird, können
Zeichen, Grafiken, usw. mit einer Auflösung von 600 Punkten pro Zoll
gezeichnet werden.
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Zum
Beispiel wird eine Beschreibung in dem Fall gegeben, in dem eine
Linie, die sich in der Anordnungsrichtung A erstreckt, mit einer
Auflösung
von 600 Punkten pro Zoll gedruckt wird. Zuerst wird eine kurze Beschreibung über den
Fall eines Referenzbeispieles gegeben, in dem jede Düse 8 mit
dem spitzwinkligen Abschnitt auf der gleichen Seite der Druckkammer 10 verbunden
ist. In diesem Fall beginnt eine Düse 8 in der Druckkammerspalte,
die in der untersten Position in 5 angeordnet
ist, Tinte gemäß dem Fördern des
Druckmediums auszustoßen.
Düsen 8,
die zu benachbarten Druckkammerspalten auf der oberen Seite gehören, werden
aufeinanderfolgend zum Ausstoßen
von Tinte ausgewählt.
Folglich werden Punkte von Tinte so gebildet, daß sie einander benachbart in
Intervallen eines Abstandes entsprechend zu 600 Punkt pro Zoll in
der Anordnungsrichtung A gebildet werden. Schließlich wird eine Linie, die
sich in der Anordnungsrichtung A erstreckt, mit der Auflösung von
600 Punkten pro Zoll als Ganzes gezogen.
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Andererseits
beginnt bei dieser Ausführungsform
eine Düse 8 in
der Druckkammerspalte 11b, die an der untersten Position
in 5 angeordnet ist, Tinte auszustoßen. Während das
Druckmedium vorwärts
gefördert
wird, werden Düsen 8,
die mit benachbarten Druckkammern auf der oberen Seite verbunden
sind, ausgewählt,
um selektiv Tinte auszustoßen.
Bei dieser Gelegenheit ist die Versetzung der Position der Düse 8 in
der Anordnungsrichtung A gemäß der Zunahme
in der Position um eine Druckkammerspalte von der unteren Seite
zu der oberen Seite nicht konstant. Folglich sind Punkte von Tinte, die
aufeinander folgend entlang der Anordnungsrichtung A gemäß dem Fördern des
Druckmediums gebildet werden, nicht in regulären Intervallen von 600 Punkten
pro Zoll angeordnet.
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Das
heißt,
wie in 5 gezeigt ist, wird Tinte zuerst aus der Düse (1) ausgestoßen, die
mit der Druckkammerspalte 11b verbunden ist, die an der untersten
Position in 5 angeordnet ist, gemäß des Vorschiebens
und Förderns
des Druckmediums. Eine Reihe von Punkten wird auf dem Druckmedium in
Intervallen eines Abstandes entsprechend zu 37,5 Punkten pro Zoll
gebildet. Wenn dann die Linienbildungsposition die Position der
Düse (9)
erreicht, die mit der zweituntersten Druckkammerspalte 11a verbunden
ist, während
das Druckmedium vorgeschoben wird, wird Tinte aus der Düse (9) ausgestoßen. Als
Resultat wird ein zweiter Tintenpunkt an einer Position gebildet,
der um das Achtfache des Abstandes entsprechend zu 600 Punkten pro
Zoll in der Anordnungsrichtung A von der anfänglichen Punktposition verschoben
ist.
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Wenn
dann die Linienposition die Position der Düse (5) erreicht, die mit der
drittniedrigsten Druckkammerspalte 11d verbunden ist, während das Druckmedium
gefördert
wird, wird Tinte aus der Düse (5)
ausgestoßen.
Als Resultat wird ein dritter Tintenpunkt an einer Position gebildet,
die viermal so weit wie der Abstand entsprechend zu 600 Punkten
pro Zoll in der Anordnungsrichtung A von der anfänglichen Punktposition versetzt
ist. Wenn die Linienbildungsposition die Position der Düse 13 erreicht,
die mit der viertuntersten Druckkammerspalte 11c verbunden
ist, während
das Druckmedium weiter gefördert
wird, wird Tinte aus der Düse
(13) ausgestoßen. Als
Resultat wird ein vierter Tintenpunkt an einer Position gebildet,
die zwölfmal
so weit wie der Abstand entsprechend zu 600 Punkten pro Zoll in
der Anordnungsrichtung A von der anfänglichen Punktposition versetzt
ist. Wenn die Linienbildungsposition die Position der Düse (2) erreicht,
die mit der fünftuntersten Druckkammerspalte 11b verbunden
ist, während
das Druckmedium weiter gefördert
wird, wird Tinte aus der Düse
(2) ausgestoßen.
Als Resultat wird ein fünfter
Tintenpunkt an einer Position gebildet, die um den Abstand entsprechend
zu 600 Punkten pro Zoll in der Anordnungsrichtung A von der anfänglichen
Punktposition versetzt ist.
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Dann
werden Tintenpunkte auf die gleiche Weise wie oben beschrieben gebildet,
während
Düsen 8,
die mit den Druckkammern 10 verbunden sind, aufeinanderfolgend
von der unteren Seite zu der oberen Seite in 5 ausgewählt werden.
Wenn N die Zahl von Düsen,
die in 5 gezeigt sind, zu dieser Gelegenheit ist, wird
ein Tintenpunkt an einer Position gebildet, die um einen Wert versetzt
ist, der um (das Verhältnis
n = N-1) × (Abstand
entsprechend zu 600 Punkten pro Zoll) in der Anordnungsrichtung
A von der anfänglichen
Punktposition versetzt ist. Schließlich, wenn die Auswahl der
sechzehn Düsen 8 beendet
ist, werden fünfzehn
Punkte, die in Intervallen eines Abstandes entsprechend zu 600 Punkten
pro Zoll gebildet sind, zwischen Tintenpunkten interpoliert, die
an Intervallen eines Abstandes entsprechend zu 37,5 Punkten pro
Zoll entsprechen, durch die Düsen
(1) an der untersten Druckkammerspalte 11b in 5.
Als Resultat kann eine Linie, die sich in der Anord nungsrichtung
A erstreckt, mit einer Auflösung
von 600 Punkten pro Zoll als Ganzes gezogen werden.
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Nebenbei,
das Drucken mit einer Auflösung von
600 Punkten pro Zoll kann erzielt werden, wenn Nachbarn von entgegengesetzten
Endabschnitten eines jeden Tintenausstoßbereiches (geneigte Seiten
einer jeden Betätigungseinheit 21)
in der Anordnungsrichtung A komplementär zu Nachbarn von entgegengesetzten
Endabschnitten entsprechender Tintenausstoßbereiche in der Anordnungsrichtung
A sind zu einer anderen Betätigungseinheit 21 gegenüber der
Betätigungseinheit 21 in
der Richtung der Breite des Kopfkörpers 70.
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Wie
aus der obigen Beschreibung offensichtlich ist, ist bei dem Tintenstrahldruckkopf 1 gemäß dieser
Ausführungsform
die planare Größe einer
jeden der individuellen Elektroden 35a, die in den parallelogrammartigen
Blöcken 51 und 52 gebildet
sind, größer als
die planare Größe einer
jeden der individuellen Elektroden 35b, die in dem Trapezblock 53 gebildet
sind, während
die gemeinsame Elektrode 34 so vorgesehen ist, daß sie sich über das
Gesamte der Betätigungseinheit 21 erstreckt.
Folglich ist die zugewandte Fläche
zwischen der gemeinsamen Elektrode 34 und den individuellen
Elektroden 35 in den parallelogrammartigen Blöcken 51 und 52 größer als
in dem Trapezblock 53. Die den Elektroden zugewandte Fläche in jedem
der Blöcke 51, 52 und 53 ist
gleich der Fläche
der individuellen Elektroden in jedem der Blöcke 51, 52 und 53.
Wenn die den Elektroden zugewandten Flächen in den drei Blöcken 51, 52 und 53 nicht
eingestellt sind, verschlechtert sich die Bildqualität wegen
der großen
Variation in der Tintenausstoßgeschwindigkeit
insbesondere in der Anordnungsrichtung A. Bei dieser Ausführungsform
sind jedoch die den Elektroden zugewandten Flächen eingestellt, so daß die mittleren
Tintenausstoßge schwindigkeiten
in den drei Blöcken 51, 52 und 53 praktisch gleich
sind. Folglich wird die Bildqualität des Druckbildes stark verbessert.
Weiterhin weist das Gleichmachen der Tintenausstoßgeschwindigkeit
auf der Grundlage der Einstellung der den Elektroden zugewandten
Flächen
bei dieser Ausführungsform
einen Vorteil des Designs auf, daß es praktisch nicht notwendig
ist, Dimensionsparameter und Steuerparameter zu ändern mit der Ausnahme der
planaren Formen der Elektroden, wenn solch eine Einstellung durchgeführt wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
werden die planaren Größen der
individuellen Elektroden 35 gemäß den Blöcken in der Betätigungseinheit 21 zum
Einstellen der den Elektroden zugewandten Flächen geändert. Folglich ist es nicht
notwendig, die Form der gemeinsamen Elektrode 34 zu ändern, so
daß die
zugewandte Fläche
zwischen der gemeinsamen Elektrode 34 und den individuellen
Elektroden 35 leicht eingestellt werden kann.
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Weiter
ist bei dieser Ausführungsform
die Betätigungseinheit 21 in
die drei Blöcke 51, 52 und 53 so
unterteilt, daß die
planaren Größen der
individuellen Elektroden 35 in jedem Block gleichgemacht ist.
Folglich ist es einfach, die Betätigungseinheit 21 zu
produzieren, da die planaren Größen pf der
individuellen Elektroden 35 gemäß den Blöcken geändert werden kann, obwohl der
Effekt des Einstellens der Variation in der Tintenausstoßgeschwindigkeit
etwas niedriger als in dem Fall ist, in dem die planaren Größen der
individuellen Elektroden 35 ohne Vorsehen eines jeglichen
Blockes eingestellt werden.
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Nebenbei,
bei einer Modifikation dieser Ausführungsform kann die Theorie,
gemäß der die
Tintenausstoßgeschwindigkeit
niedriger gemacht wird, da die Steifheit der individuellen Elektroden 35 ausreichend
höher ist,
so daß sie
sich kaum verfor men, während
die individuellen Elektroden 35 dicker werden, zusätzlich zu
der Einstellung der planaren Größen der
individuellen Elektroden 35 benutzt werden. Das heißt, wenn
die individuellen Elektroden 35b dicker als die individuellen
Elektroden 35a hergestellt werden, kann die Variation in
der Tintenausstoßgeschwindigkeit
verringert werden. In diesem Fall kann die Differenz in der Tintenausstoßgeschwindigkeit nicht
nur durch Einstellen der den Elektroden zugewandten Flächen sondern
auch durch Einstellen der Dicken der individuellen Elektroden ausgeglichen werden,
so daß die
Tintenausstoßgeschwindigkeit gleichgemacht
werden kann selbst in dem Fall, in dem die Tintenausstoßgeschwindigkeit
ursprünglich weit
variiert.
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Bei
einer anderen Modifikation dieser Ausführungsform kann die Form der
gemeinsamen Elektrode 34 eingestellt werden, während die
planaren Größen der
individuellen Elektroden 35 für die Blöcke 51, 52 und 53 gleichgemacht
wird, so daß die
den Elektroden zugewandte Fläche
in den Blöcken 51 und 52 größer als
die der Elektrode zugewandten Fläche
in dem Block 53 gemacht werden kann. Oder die individuellen
Elektroden 35 und die gemeinsame Elektrode 34 können so
eingestellt werden, so daß die
den Elektroden zugewandte Fläche
gesteuert wird.
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Als
nächstes
wird eine zweite Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Der Tintenstrahldruckkopf gemäß dieser
Ausführungsform
unterscheidet sich teilweise von dem gemäß der ersten Ausführungsform
in den Formen der individuellen Elektroden 35. Das heißt, der
Tintenstrahldruckkopf bei dieser Ausführungsform ist der gleiche
wie bei der ersten Ausführungsform
in Bezug auf die Struktur, wie sie in 1 bis 7 gezeigt
ist, aber er unterscheidet sich von dem in der ersten Ausführungsform in
Bezug auf die Struktur, wie sie in 8, 9A, 9B, 10A und 10B gezeigt
ist. Folglich wird die Beschreibung hauptsächlich auf den Punkt des Unterschiedes
gerichtet. Teile, die die gleichen sind wie jene in der ersten Ausführungsform,
werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie jene in der
ersten Ausführungsform
zum Zwecke des Weglassens doppelter Beschreibung.
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11A ist eine Schnittansicht des Kopfkörpers gemäß dieser
Ausführungsform. 11A entspricht 10A. 11B ist eine Schnittansicht des Kopfkörpers gemäß dieser
Ausführungsform. 11B entspricht 10B.
Bei dieser Ausführungsform
sind die drei Blöcke 51, 52 und 53,
die in 8 gezeigt sind, so vorgesehen, daß individuelle Elektroden 35c in
den Blöcken 51 und 52 gebildet sind,
während
individuelle Elektroden 35d in dem Block 53 gebildet
sind. Jede der individuellen Elektroden 35c und 36d weist
eine planare Größe gleich
der in 9A gezeigten individuellen Elektrode 35a auf. Wie
aus 11A und 11B offensichtlich
ist, ist jede individuelle Elektrode 35d dicker als jede
individuelle Elektrode 35c. Dieses dient für den folgenden Grund.
Wenn eine individuelle Elektrode 35 dicker wird, wird die
Steifheit der individuellen Elektrode 35 für sich so
höher,
daß die
dicke Elektrode die Versetzung der aktiven Schicht der Betätigungseinheit 21 stört selbst
in dem Fall, in dem eine vorbestimmte Treiberspannung an die Elektrode
angelegt wird. Als Resultat kann die Tintenausstoßgeschwindigkeit niedriger
gemacht werden. Diese Theorie wird zum Einstellen der mittleren
Tintenausstoßgeschwindigkeiten
in den drei Blöcken 51, 52 und 53 benutzt.
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Bei
dieser Ausführungsform
werden die Dicken der individuellen Elektroden 35c und 35d so eingestellt,
daß die
mittleren Tintenausstoßgeschwindigkeiten
in den drei Blöcken 51, 52 und 53 praktisch
gleich sind. Wenn es keine Einstellung gibt, wird die Variation
in der Tintenausstoßgeschwindigkeit
insbesondere entlang der Anordnungsrichtung A so groß, daß sich die
Bildqualität
des Druckbildes verschlechtert. Bei dieser Ausführungsform ist die Bildqualität des Druckbildes
jedoch stark verbessert, da die Dicken der Elektroden eingestellt
sind, so daß die
mittleren Tintenausstoßgeschwindigkeiten
in den drei Blöcken 51, 52 und 53 praktisch
gleich sind. Folglich kann gemäß dieser
Ausführungsform
der gleiche Vorteil, wie er in der ersten Ausführungsform erzielt worden ist,
auch erzielt werden.
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Als
nächstes
wird eine dritte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Der Tintenstrahldruckkopf gemäß dieser
Ausführungsform
unterscheidet sich teilweise von dem der ersten Ausführungsform
in der Zahl der laminierten Schichten der individuellen Elektroden 35.
Das heißt,
der Tintenstrahldruckkopf bei dieser Ausführungsform ist der gleiche
wie bei der ersten Ausführungsform
in Bezug auf die in 1 bis 7 gezeigte
Struktur, aber unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform
in Bezug auf die in 8, 9A, 9B, 10A und 10B gezeigte
Struktur. Folglich wird die Beschreibung hauptsächlich auf den Punkt des Unterschiedes
gerichtet. Teile, die die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform
sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie jene
in der ersten Ausführungsform
zum Zwecke des Weglassens der doppelten Beschreibung.
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12A ist eine Schnittansicht des Kopfkörpers gemäß dieser
Ausführungsform. 12A entspricht 10A. 12B ist eine Schnittansicht des Kopfkörpers gemäß dieser
Ausführungsform. 12B entspricht 10B.
Bei dieser Ausführungsform
sind zwei 51 und 52 der drei Blöcke 51, 52 und 53,
die in 8 gezeigt sind, so vorgesehen, daß individuelle
Elektroden 35e auf der piezoelektrischen Platte 41 gebildet
sind, während
individuelle Elektroden 35f zwischen den piezoelektrischen
Blättern 42 und 43 gebildet
sind, so daß sie
gegenüber den
individuellen Elektroden 35a vorgesehen sind. Andererseits
sind individuelle Elektroden 35g in dem Block 53 gebildet.
Jede der individuellen Elektroden 35e, 35f und 35g weist
die gleiche planare Größe und Dicke
wie jene der in 9A gezeigten individuellen Elektrode 35a auf.
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Durchgangslöcher sind
in den piezoelektrischen Platten 41 und 42 so
gebildet, daß sie
unter den Anschlußfleckenabschnitten 36 in
den Blöcken 51 und 52 vorgesehen
sind. Jedes Durchgangsloch ist mit einem elektrisch leitenden Material
(wie Silber oder Palladium) gefüllt.
Folglich sind die zwei individuellen Elektroden 35e und 35f in
den Blöcken 51 und 52 elektrisch
miteinander durch das elektrisch leitende Material verbunden, so
daß die
individuelle Elektrode 35f so gesteuert wird, daß sie im
elektrischen Potential gleich der individuellen Elektrode 35e ist.
In den Blöcken 51 und 52 dient
ein Bereich der piezoelektrischen Platte 42, der zwischen
der individuellen Elektrode 35f und der gemeinsamen Elektrode 34 eingeschlossen
ist, als auch ein Bereich der piezoelektrischen Platte 41,
der zwischen der individuellen Elektrode 35e und der gemeinsamen Elektrode 34 eingeschlossen
ist, als eine aktive Schicht. Das heißt, die Blöcke 51 und 52 der
Betätigungseinheit 21 sind
als eine unimorphe Struktur vorgesehen, in der die zwei piezoelektrischen
Platten 41 und 42 auf der oberen Seite als aktive
Schicht enthaltende Schichten gebildet sind, während die zwei piezoelektrischen
Platten 43 und 44 auf der unteren Seite als nichtaktive
Schichten gebildet sind. Andererseits ist der Block 53 als
unimorphe Struktur vorgesehen, bei der die piezoelektrische Platte 41 auf
der oberen Seite als eine aktive Schicht enthaltende Schicht gebildet
ist, während
die drei piezoelektrischen Platten 42, 43 und 44 auf
der unteren Seite als nichtaktive Schichten gebildet sind.
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Theoretisch,
wenn die Zahl von laminierten Schichten der individuellen Elektroden 35 zunimmt, nimmt
die Tintenausstoßgeschwindigkeit
zu, da eine größere Verschiebung
in der Betätigungseinheit 21 durch
Zunahme der Zahl von aktiven Schichten zunimmt, die zu solch einer
Verschiebung beitragen, selbst in dem Fall, in dem eine vorbestimmte
Treiberspannung angelegt wird. Bei dieser Ausführungsform sind die mittleren
Tintenausstoßgeschwindigkeiten
in den drei Blöcken 51, 52 und 53 praktisch
gleich, wenn die Zahl der laminierten Schichten der individuellen
Elektroden 35 in den Blöcken 51 und 52 auf
2 gesetzt wird, während
die Zahl der laminierten Schichten der individuellen Elektroden 35 in
dem Block 53 auf 1 gesetzt wird. Wenn die Zahl der laminierten
Schichten der individuellen Elektroden 35 in den drei Blöcken 51, 52 und 53 zueinander
gleich ist, kann die Bildqualität
des Druckbildes sich verschlechtern, da die Variation in der Tintenausstoßgeschwindigkeit
groß insbesondere
in der Anordnungsrichtung A wird. Bei dieser Ausführungsform
ist die Bildqualität
eines Druckbildes jedoch stark verbessert, da die Zahl der laminierten
Schichten der individuellen Elektroden so eingestellt wird, daß die mittleren
Tintenausstoßgeschwindigkeiten
in den drei Blöcken 51, 52 und 53 praktisch
gleich sind. Folglich kann gemäß dieser
Ausführungsform
der gleiche Vorteil, wie er bei der ersten Ausführungsform erzielt ist, ebenfalls
erzielt werden.
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Obwohl
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung oben beschrieben worden sind, ist die Erfindung nicht
auf die oben erwähnten
Ausführungsformen
begrenzt, sondern verschiedene Änderungen können in
dem Design ausgeführt
werden, ohne daß der
Umfang des Anspruches verlassen wird. Zum Beispiel können die Druckkammern
und die individuellen Elektroden nicht in der Form einer Matrix
sondern entlang einer Richtung angeordnet werden. In diesem Fall
können
die den Elektroden zugewandten Flächen, die Dicken der individuellen
Elektroden und die Zahl der laminierten Schichten der individuellen Elektroden
entlang der Richtung eingestellt werden.
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Obwohl
die Ausführungsformen
den Fall gezeigt haben, in dem die den Elektroden zugewandten Flächen, die
Dicken der individuellen Elektroden usw. in der Betätigungseinheit
so eingestellt werden, daß sie
sich entlang der Längsrichtung
der Betätigungseinheit ändern, kann
die Erfindung auf den Fall angewendet werden, in dem die den Elektroden
zugewandten Flächen
so eingestellt werden, daß sie
sich entlang zweier Richtung ändern,
d.h. in der Längsrichtung
der Betätigungseinheit
und in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung, gemäß der Variation in
der Geschwindigkeit der von den Düsen ausgestoßenen Tinte
entsprechend zu der Betätigungseinheit. Wenn
die Variation in der Geschwindigkeit der aus den Düsen ausgestoßenen Tinte
in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Betätigungseinheit
größer als
in der Längsrichtung
ist, können
die den Elektroden zugewandten Flächen usw. so eingestellt werden,
daß sie
sich nur entlang der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Betätigungseinheit ändern.
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Obwohl
die Ausführungsformen
den Fall gezeigt haben, in dem Mittel zum Ändern der den Elektroden zugewandten
Flächen,
der Dicken der individuellen Elektroden oder der Zahl von laminierten Schichten
der individuellen Elektroden als Mittel zum Einstellen der Tintenausstoßgeschwindigkeit
benutzt wird, kann die Erfindung auch auf den Fall angewendet werden,
in dem zwei oder mehr Mittel, die aus diesen Mitteln ausgewählt werden, als
Option in Kombination zum Einstellen der Tintenausstoßgeschwindigkeit
benutzt werden.
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Obwohl
die Ausführungsformen
den Fall gezeigt haben, in dem die den Elektroden zugewandten Flächen usw.
gemäß eines
jeden der drei Blöcke gleichgemacht
werden, die in der Betätigungseinheit vorgesehen
sind, kann die Zahl der Blöcke
als Option geändert
werden. Alternativ können
die den Elektroden zugewandten Flächen usw. gemäß den individuellen
Elektroden anstelle des Vorsehens solcher Blöcke in der Betätigungseinheit
eingestellt werden. Obwohl die Ausführungsformen den Fall gezeigt
haben, in denen die Größen, Dicken,
usw. der individuellen Elektroden geeignet so eingestellt werden,
daß die Geschwindigkeiten
der aus den Düsen
in der Betätigungseinheit
ausgestoßenen
Tinte gleichgemacht werden, ist die Erfindung nicht auf den Fall
begrenzt, in dem die Geschwindigkeiten der ausgestoßenen Tinte
vollständig
gleichgemacht werden. Das heißt, der
Effekt der Erfindung kann erzielt werden, wenn die Differenz zwischen
den Geschwindigkeiten der aus den Düsen ausgestoßenen Tinte
auf einen Grad verringert werden kann, der bei der praktischen Benutzung
akzeptierbar ist im Vergleich mit dem Fall, in dem die Größen usw.
aller individuellen Elektroden gleichgemacht werden.
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Die
Anordnung der Druckkammern und der gemeinsamen Tintenkammer ist
nicht auf die oben erwähnten
Ausführungsformen
begrenzt. Verschiedene Änderungen
können
in dem Design gemacht werden.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
wird angenommen, daß die
Flußpfadeinheit 4 aus
nichtrostendem Stahl hergestellt ist und die Betätigungseinheit 21 aus
Keramikmaterial hergestellt ist. Daher weist die Flußpfadeinheit 4 einen
höheren thermischen
Expansionskoeffizienten als die Betätigungseinheit 21 auf.
In einem Fall jedoch, in dem die Flußpfadeinheit 4 einen
niedrigeren thermischen Expansionskoeffizienten als die Flußpfadeinheit 4 aufweist,
in dem Fall, in dem die Flußpfadeinheit 4 aus einer
sogenannten 4-2-Legierung hergestellt ist, kann die Tintenausstoßgeschwindigkeit
einer jeden der Düsen
so eingestellt sein, daß sie
gleich gemacht wird, indem der Tintenstrahldruckkopf 1 so
ausgelegt wird, daß die
Fläche,
die zwischen der gemeinsamen Elektroden 34 und der individuellen
Elektrode 35 zugewandt ist, die Dicken der individuellen
Elektroden 35 und die Zahl der laminierten Schichten der
individuellen Elektroden 35 umgekehrt an dem Zentralabschnitt
wird und den Kantenabschnitten in der Betätigungseinheit 21 in
Bezug auf die oben beschriebenen Ausführungsformen.
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Wie
oben beschrieben wurde sind die Ausführungsformen vorgesehen, um
mit dem Phänomen fertig
zu werden, daß die
Tintenausstoßgeschwindigkeit
in dem Zentralabschnitt der Betätigungseinheit höher ist
als die in dem äußeren Kantenabschnitt
der Betätigungseinheit,
wenn die Betätigungseinheit
aus einem Keramikmaterial und die Flußpfadeinheit aus einem Metallmaterial
miteinander verbunden und befestigt werden, während sie erwärmt werden.
Bei diesen Ausführungsformen
folgert der Erfinder, da der thermische Expansionskoeffizient der
Metallflußpfadeinheit
höher als
der der Keramikbetätigungseinheit ist,
daß der
Faktor zum Herstellen der Tintenausstoßgeschwindigkeit in dem Zentralabschnitt
höher als
in dem Kantenabschnitt ist, sich auf die thermischen Expansionskoeffizienten
bezieht. Es ist jedoch unmöglich,
eine Schlußfolgerung
zu erhalten, daß es keinen
Fall gibt, in dem die Tintenausstoßgeschwindigkeit in dem Zentralabschnitt
der Betätigungseinheit
höher als
die in dem äußeren Kantenabschnitt der
Betätigungseinheit
um irgendeinen Faktor gemacht wird. Wenn solch ein Fall auftritt,
kann die Tintenausstoßgeschwindigkeit
mittels des Einstellens der zugewandten Fläche zwischen der gemeinsamen
Elektrode und den individuellen Elektroden in dem äußeren Kantenbereich
der Betätigungseinheit eingestellt
werden, indem sie kleiner als in dem Zentralabschnitt der Betätigungseinheit
gemacht wird, mittels Einstellen der Dicke der individuellen Elektroden
in dem äußeren Kantenbereich
größer als
die in dem Zentralbereich oder mittels Einstellen der Zahl von aktiven
Schichten in dem äußeren Kantenbereich
kleiner als die in dem Zentralbereich. Es ist eine Frage des Vorgehens,
daß zwei
oder mehr Mittel, die aus diesen Mitteln ausgewählt sind, als Option in Kombination
zum Einstellen der Tintenausstoßgeschwindigkeit
benutzt werden können.
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Wie
oben beschrieben wurde, weist der Tintenstrahldruckkopf gemäß der ersten
Konfiguration der Erfindung eine Flußpfadeinheit und eine Betätigungseinheit
auf, wobei die Flußpfadeinheit
Druckkammern enthält,
die entlang einer Ebene so angeordnet sind, daß sie mit entsprechenden Düsen verbunden
sind, die Betätigungseinheit
an einer Oberfläche
der Flußpfadeinheit
zum Ändern
des Volumens einer jeden der Druckkammern befestigt ist. Die Betätigungseinheit
enthält:
individuelle Elektroden, die an Positionen gegenüber den entsprechenden Druckkammern
angeordnet sind; eine gemeinsame Elektrode, die zum Erstrecken über die
Druckkammern vorgesehen ist; und eine piezoelektrische Platte, die
zwischen die gemeinsame Elektrode und die individuellen Elektroden
eingefügt
ist. Die zugewandte Fläche
zwischen der gemeinsamen Elektrode und den individuellen Elektroden
in einem Zentralabschnitt der Betätigungseinheit ist kleiner
als die zugewandte Fläche
zwischen der gemeinsamen Elektrode und den individuellen Elektroden
in einem äußeren Kantenabschnitt
der Betätigungseinheit.
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Gemäß der ersten
Konfiguration können,
da die zugewandte Fläche
zwischen der gemeinsamen Elektrode und der individuellen Elektroden
gemäß einem
Platz in der Betätigungseinheit
so eingestellt wird, daß die
Differenz in der Tintenausstoßgeschwindigkeit
beseitigt wird, die Geschwindigkeiten der aus den Düsen ausgestoßenen Tinte
praktisch gleichgemacht werden unabhängig von der Position einer
jeden Druckkammer in Bezug auf die Betätigungseinheit. Weiterhin ist
es praktisch unnötig,
Abmessungsparameter und Steuerparameter mit Ausnahme der planaren
Formen der Elektroden zu ändern,
so daß es
ein Vorteil im Design gibt.
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Bevorzugt
ist in der ersten Ausführungsform die
Fläche
der individuellen Elektroden, die in dem Zentralabschnitt der Betätigungseinheit
angeordnet sind, kleiner als die Fläche der individuellen Elektroden,
die in dem äußeren Kantenbereich
der Betätigungseinheit
angeordnet sind. Gemäß dieser
Konfiguration kann die zugewandte Fläche zwischen der gemeinsamen
Elektrode und den individuellen Elektroden leicht eingestellt werden.
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Vom
Gesichtspunkt der hohen Integration der Düsen in der ersten Konfiguration
können
die individuellen Elektroden in der Form einer Matrix angeordnet
werden. In diesem Fall, insbesondere wenn die Tintenausstoßgeschwindigkeiten
eine Neigung zum Ändern
entlang einer Richtung in der Betätigungseinheit zeigen, ist
es bevorzugt von dem Gesichtspunkt des Beseitigens der Differenz
in der Tintenausstoßgeschwindigkeit,
daß sich
die zugewandte Fläche
in der Betätigungseinheit
entlang einer Richtung ändert.
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Bei
dieser Konfiguration kann die Betätigungseinheit in Blöcke getrennt
werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, daß die zugewandte Fläche konstant
in jedem Block ist, aber die zuge wandte Fläche in einem Block, der in
dem Zentralabschnitt der Betätigungseinheit
angeordnet ist, kleiner als die zugewandte Fläche in einem anderen Block
ist, der in dem äußeren Kantenbereich
der Betätigungseinheit angeordnet
ist. Gemäß dieser
Konfiguration kann die Betätigungseinheit
leicht erzeugt werden, da die planaren Formen der Elektroden gemäß den Blöcken geändert werden
können.
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Bei
der ersten Konfiguration kann die Dicke einer jeden der individuellen
Elektroden in dem Zentralabschnitt der Betätigungseinheit größer als
die Dicke einer jeden der individuellen Elektroden in dem äußeren Kantenabschnitt
der Betätigungseinheit
gemacht werden. Selbst in dem Fall, in dem ein großer Unterschied
zwischen den ursprünglichen
Tintenausstoßgeschwindigkeiten
erzeugt wird, können
die Tintenausstoßgeschwindigkeiten
gleichgemacht werden, da der Unterschied zwischen den Tintenausstoßgeschwindigkeiten
durch Einstellen der Dicke einer jeden individuellen Elektrode als
auch durch Einstellen der zugewandten Flächen zwischen den zwei Elektroden
beseitigt werden.
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Bei
einem anderen Aspekt weist der Tintenstrahldruckkopf gemäß einer
zweiten Konfiguration eine Flußpfadeinheit
und eine Betätigungseinheit auf,
wobei die Flußpfadeinheit
Druckkammern enthält,
die entlang einer Ebene so angeordnet sind, daß sie mit entsprechenden Düsen verbunden
sind, die Betätigungseinheit
an einer Oberfläche
der Flußpfadeinheit
zum Ändern
des Volumens einer jeden der Druckkammern befestigt ist. Die Betätigungseinheit enthält: individuelle
Elektroden, die an Positionen gegenüber den entsprechenden Druckkammern
angeordnet sind; eine gemeinsame Elektrode, die so vorgesehen ist,
daß sie
für die
Druckkammern gemeinsam ist; und eine piezoelektrische Platte, die
zwischen die gemeinsame Elektrode und die in dividuellen Elektroden
eingefügt
ist. Die Dicke einer jeden der individuellen Elektroden in einem
Zentralabschnitt der Betätigungseinheit
ist größer als
die Dicke einer jeden der individuellen Elektroden in einem äußeren Kantenbereich
der Betätigungseinheit.
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Bei
einem weiteren Aspekt weist der Tintenstrahldruckkopf gemäß einer
dritten Konfiguration eine Flußpfadeinheit
und eine Betätigungseinheit auf,
wobei die Flußpfadeinheit
Druckkammern enthält,
die entlang einer Ebene angeordnet sind, so daß sie mit entsprechenden Düsen verbunden
sind, die Betätigungseinheit
an einer Oberfläche
der Flußpfadeinheit
zum Ändern
des Volumens einer jeden der Druckkammern befestigt ist. Die Betätigungseinheit enthält: individuelle
Elektroden, die an Positionen gegenüber den entsprechenden Druckkammern
angeordnet sind; eine gemeinsame Elektrode, die so vorgesehen ist,
daß sie
für die
Druckkammern gemeinsam ist; und piezoelektrische Platten, die zwischen die
gemeinsame Elektrode und die individuellen Elektroden eingefügt sind.
Die Zahl der laminierten Schichten der individuellen Elektroden
in den piezoelektrischen Platten in einem Zentralabschnitt der Betätigungseinheit
ist größer als
die in einem äußeren Kantenabschnitt
der Betätigungseinheit.
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Gemäß dieser
Konfiguration können,
da die Dicke einer jeden der individuellen Elektroden oder die Zahl
der laminierten Schichten der individuellen Elektroden gemäß einem
jeden Platz in der Betätigungseinheit
so eingestellt werden, daß die
Differenz in der Tintenausstoßgeschwindigkeit
beseitigt wird, die Geschwindigkeiten der aus den Düsen ausgestoßenen Tinte
praktisch gleichgemacht werden unabhängig von der Position einer
jeden Druckkammer in Bezug auf die Betätigungseinheit.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt weist der Tintenstrahldruckkopf gemäß einer
vierten Konfiguration eine Flußpfadeinheit
und eine Betätigungseinheit auf,
wobei die Flußpfadeinheit
Druckkammern enthält,
die entlang einer Ebene so angeordnet sind, daß sie mit entsprechenden Düsen verbunden
sind, die Betätigungseinheit
an einer Oberfläche
der Flußpfadeinheit
zum Ändern
des Volumens einer jeden der Druckkammern befestigt ist. Die Betätigungseinheit enthält: individuelle
Elektroden, die an Positionen gegenüber den entsprechenden Druckkammern
angeordnet sind; eine gemeinsame Elektrode, die so vorgesehen ist,
daß sie
sich über
die Druckkammern erstreckt; und eine piezoelektrische Platte, die
zwischen die gemeinsame Elektrode und die individuellen Elektroden
eingefügt
ist. Die zugewandte Fläche zwischen
der gemeinsamen Elektrode und den individuellen Elektroden variiert
gemäß einem
Platz in der Betätigungseinheit.
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Gemäß dieser
Konfiguration können,
da die zugewandte Fläche
zwischen der gemeinsamen Elektrode und der individuellen Elektrode
gemäß einem
jeden Platz in der Betätigungseinheit
so eingestellt ist, daß die
Differenz in der Tintenausstoßgeschwindigkeit
beseitigt wird, die Geschwindigkeiten der aus den Düsen ausgestoßenen Tinte
praktisch gleichgemacht werden unabhängig von der Position einer
jeden Druckkammer in Bezug auf die Betätigungseinheit. Weiterhin ist
es praktisch unnötig,
Dimensionsparameter und Steuerparameter mit Ausnahme der planaren
Formen der Elektroden zu ändern,
so daß es
ein Vorteil in dem Design gibt.
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Bei
einem weiteren Aspekt enthält
der Tintenstrahldruckkopf gemäß einer
fünften
Konfiguration: eine Flußpfadeinheit
mit Druckkammern, die entlang einer Ebene angeordnet sind und mit
entsprechenden Düsen
verbunden sind; und eine Betätigungseinheit,
die an einer Oberfläche
der Flußpfadeinheit
befestigt ist und Volumen einer jeden der Druckkammern ändert, wobei
die Betätigungseinheit enthält: eine
Mehrzahl von individuellen Elektroden, die an Positionen gegenüber den
entsprechenden Druckkammern angeordnet sind; eine gemeinsame Elektrode,
die so vorgesehen ist, daß sie
sich über die
Druckkammern erstreckt; und eine piezoelektrische Platte, die zwischen
der gemeinsamen Elektrode und den individuellen Elektroden eingefügt ist,
wobei Betätigungselemente,
die aufgebaut sind durch Laminieren einer jeden der individuellen
Elektroden, der gemeinsamen Elektrode und der piezoelektrischen
Platte, in einer unterschiedlichen Struktur in Abhängigkeit
einer Position in der Betätigungseinheit gebildet
sind, wobei die Position die ist, an der jedes der Betätigungselemente
vorgesehen ist.
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Gemäß der fünften Konfiguration
wird durch Bilden der Struktur einer jeden der Betätigungseinrichtungen
unterschiedlich gemäß der Position
in der Betätigungseinheit,
an der die Betätigungsvorrichtung
vorgesehen ist, die Differenz in der Tintenausstoßgeschwindigkeit
beseitigt. Folglich können
die Geschwindigkeiten der aus den Düsen ausgestoßenen Tinte
praktisch gleichgemacht werden unabhängig von der Position einer
jeden Druckkammer in Bezug auf die Betätigungseinheit.
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Die
vorangehende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
ist zu Zwecken der Darstellung und Beschreibung gegeben. Es ist
nicht gedacht, daß sie
erschöpfend
ist oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form begrenzt, und
Modifikationen und Variationen sind im Lichte der obigen Lehren
möglich
oder können
vom Ausführen der
Erfindung erzielt werden. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und
beschrieben zum Erläutern der
Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung, um dem
Fachmann zu ermöglichen,
die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen
zu benutzen, wie es für
den speziellen gedachten Gebrauch geeignet ist. Es ist gedacht,
daß der
Umfang der Erfindung durch die hier beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente
definiert ist.
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[1]
-
- HAUPTABTASTRICHTUNG
- UNTERABTASTRICHTUNG
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[3]
-
- HAUPTABTASTRICHTUNG
- UNTERABTASTRICHTUNG
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[5]
-
- ANORDNUNGSRICHTUNG A (ERSTE RICHTUNG)
- ANORDNUNGSRICHTUNG B (ZWEITE RICHTUNG)
- VIERTE RICHTUNG
-
[8]
-
- ANORDNUNGSRICHTUNG A
- ANORDNUNGSRICHTUNG B