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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahl-Druckkopf zum Ausstoßen von Tinte
auf ein Aufzeichnungsmedium, um dadurch das Drucken durchzuführen.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Aus
US 2003/112299 A1 ist ein Tintenstrahl-Druckkopf gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 oder Anspruch 7 bekannt.
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Ein
Tintenstrahldrucker beinhaltet zumindest einen Tintenstrahl-Druckkopf
mit darin angeordneten Düsen,
so daß Tinte
von den Düsen
ausgestoßen werden
kann zur Durchführung
des Druckvorgangs auf einem Druckmedium. In solch einem Tintenstrahl-Druckkopf
ist es notwendig, komplexe und genaue Tintenflußpfade in dem Innern des Tintenstrahl-Druckkopfes
auszubilden. Deshalb wird der Tintenstrahl-Druckkopf ausgebildet
durch Schichten von dünnen
plattenartigen Ätzplatten.
Zum sicheren Schichten und Befestigen der Ätzplatten aufeinander kann
beispielsweise ein Haftmittel, wie z.B. ein Epoxid-Klebemittel, ein
Polyimid-Klebemittel in Betracht gezogen werden. Wenn jedoch die
Menge des aufgetragenen Haftmittels groß ist, kann das Haftmittel
in die Tintenflußpfade
fließen,
die in dem Innern des Tintenstrahl-Druckkopfes ausgebildet sind.
Als ein Ergebnis gibt es die Möglichkeit,
daß die
Tintenflußpfade
durch das Haftmittel verengt oder blockiert wer den. Deshalb wurde
ein Tintenstrahl-Druckkopf vorgeschlagen (z.B. in JP-A-UM-58-147749
(1983)), der auf solch eine Weise hergestellt ist, daß dünne plattenartige Ätzplatten
durch eine Diffusionsverbindung, welches ein Verfahren der Metall-Metall-Verbindung ist, aufeinander
geschichtet und befestigt werden. Gemäß dieser Methode können die
dünnen plattenartigen Ätzplatten
mit einer großen
Bindungskraft aneinander befestigt werden, während verhindert wird, daß die Tintenflußpfade eingeengt
oder blockiert werden, weil das Haftmittel nicht verwendet wird,
so daß ein Überschuß des Haftmittels
nicht in die Tintenflußpfade
fließt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Bei
einem Befestigungsvorgang unter Verwendung der Metall-Befestigung ist es
notwendig, einen vorbestimmten Druck in einer Befestigungsrichtung
auf einen Befestigungsgegenstand in einer Vakuumatmosphäre auszuüben. Wenn
solch ein vorbestimmter Druck in einer Verbindungsrichtung der Ätzplatten
ausgeübt
wird, wenn ein Tintenflußpfad
großer
Größe (gemeinsame
Tintenkammer) mit einer großen Öffnung in
dem Innern des Tintenstrahl-Druckkopfes ausgebildet ist, kann jedoch
die Ätzplatte,
die so geschichtet ist, daß sie
benachbart zu der gemeinsamen Tintenkammer ist, in einer Richtung
entgegengesetzt der Richtung der Anwendung des Druckes nicht unterstützt werden.
Als ein Ergebnis wird die Ätzplatte
verbogen, so daß sie
zu der gemeinsamen Tintenkammer hin konvex gekrümmt ist. Folglich wird ein
Spalt zwischen der Ätzplatte
benachbart zu der gemeinsamen Tintenkammer und einer anderen Ätzplatte
benachbart zu der Ätzplatte ausgebildet,
so daß der
vorbestimmte Druck in der Verbindungsrichtung nicht auf den Abschnitt
des Spaltes ausgeübt
werden kann. Aus diesem Grund ist es unmöglich, eine hinreichende Verbindungsfestigkeit
zwischen der Ätzplatte
benachbart zu der gemeinsamen Tintenkammer und einer anderen Ätzplatte
benachbart zu der Ätzplatte
zu erhalten. Zusätzlich
kann eine zuverlässige
Metallverbindung nicht erzielt werden, da die Größe der anderen Tintenflußpfade,
die aus diesen Ätzplatten
ausgebildet sind, umgestaltet sein kann.
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Deshalb
ist es eine der Aufgaben der Erfindung, einen Tintenstrahl-Druckkopf
bereitzustellen, bei dem sogar in dem Fall, in dem eine gemeinsame Tintenkammer
in dem Innern des Tintenstrahl-Druckkopfes ausgebildet ist, eine
Mehrzahl von dünnen Plattenteilen
benachbart zu der gemeinsamen Tintenkammer aufeinander sicher durch
eine Metall-Metall-Verbindung befestigt sein kann.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Tintenstrahl-Druckkopf bereitgestellt,
der beinhaltet: eine gemeinsame Tintenkammer mit einem Auslaß; und einem
einzelnen Tintenflußpfad,
der eine Druckkammer aufweist und Tinte von dem Auslaß der gemeinsamen
Tintenkammer zu einer Düse durch
die Druckkammer leitet, wobei die gemeinsame Tintenkammer und der
einzelne Tintenflußpfad aus
einer Mehrzahl von dünnen
Metall-Plattenteilen mit
darauf ausgebildeten Löchern,
ausgebildet sind, die dünnen
Plattenteile durch eine Metall-Metall-Verbindung aufeinander geschichtet und
befestigt sind und wobei die Querschnittsfläche der gemeinsamen Tintenkammer
entlang einer ebenen Richtung der dünnen Plattenteile so ausgelegt
ist, daß sie
an einem Endabschnitt, an dem der Auslaß vorgesehen ist, kleiner ist
als an einem Zentralabschnitt in einer Richtung der Dicke der Mehrzahl
der dünnen
Plattenteile.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Tintenstrahl-Druckkopf vorgesehen,
der beinhaltet: eine gemeinsame Tinten kammer mit einem Auslaß; und einen
einzelnen Tintenflußpfad,
der eine Druckkammer aufweist und Tinte von dem Auslaß der gemeinsamen
Tintenkammer zu einer Düse durch
die Druckkammer leitet, wobei die gemeinsame Tintenkammer und der
einzelne Tintenflußpfad aus
einer Mehrzahl von dünnen
Metall-Plattenteilen mit
darauf ausgebildeten Löchern
ausgebildet sind, die dünnen
Plattenteile durch eine Metall-Metall-Verbindung aufeinander geschichtet und
befestigt sind und wobei ein dickstes dünnes Plattenteil des Teils der
Mehrzahl von dünnen
Plattenteilen, die auf der gleichen Seite der gemeinsamen Tintenkammer
geschichtet sind wie die Druckkammer, benachbart zu der gemeinsamen
Tintenkammer angeordnet ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
in vollständigerer Weise
ersichtlich werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung
zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen, von denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Tintenstrahl-Druckkopfes gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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2 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1 ist;
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3 eine
Draufsicht auf einen Kopf-Hauptteil ist, der in dem Tintenstrahl-Druckkopf
enthalten ist, der in 2 dargestellt ist;
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4 eine
vergrößerte Ansicht
eines Bereichs ist, der in 3 durch
die gestrichelte Linie umgeben ist;
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5 eine
vergrößerte Ansicht
eines Bereichs ist, der in 4 durch
die gestrichelte Linie umgeben ist;
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6 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 5 ist;
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7 eine
perspektivische Explosions-Teilansicht des Kopf-Hauptteiles ist,
das in 6 dargestellt ist;
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8A eine
vergrößerte Ansicht
einer Aktuatoreinheit ist, die in 6 dargestellt
ist, und
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8B eine
vergrößerte Ansicht
jeder einzelnen Elektrode ist, die auf der Aktuatoreinheit befestigt
ist;
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9A bis 9D Querschnittsansichten sind,
die Abwandlungen des Kopf-Hauptteiles des Tintenstrahl-Druckkopfes
zeigen, der in 1 dargestellt ist;
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10 eine
Querschnittsansicht des Kopf-Hauptteiles des Tintenstrahl-Druckkopfes
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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11 eine
Abwandlung des Kopf-Hauptteiles ist, das in 10 dargestellt
ist;
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12 eine
Querschnittsansicht ist, die eine andere Abwandlung des Kopf-Hauptteiles
des Tintenstrahl-Druckkopfes
zeigt; und
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13 eine
Querschnittsansicht des Kopf-Hauptteiles des Tintenstrahl-Druckkopfes
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun
Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen
wird eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
im Detail gegeben.
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Erste Ausführungsform
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die das äußerliche Aussehen eines Tintenstrahl-Druckkopfes
gemäß einer
ersten Ausführungsform
zeigt. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II
in 1. Der Tintenstrahl-Druckkopf 1 hat ein Kopf-Hauptteil 70 und
einen Basisblock 71. Der Kopf-Hauptteil 70 ist wie ein flaches
Rechteck gestaltet, welches sich in einer Haupt-Abtastrichtung erstreckt
zum Ausstoßen
von Tinte auf ein Blatt Papier. Der Basisblock 71 ist oberhalb
des Kopf-Hauptteils 70 angeordnet und beinhaltet Tintenreservoire 3,
die als Flußpfade
der dem Kopf-Hauptteil 70 zugeführten Tinte ausgebildet sind.
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Der
Kopf-Hauptteil 70 beinhaltet eine Flußpfadeinheit 4 und
eine Mehrzahl von Aktuatoreinheiten 21. Ein Tintenflußpfad ist
in der Flußpfadeinheit 4 ausgebildet.
Die Mehrzahl der Aktua toreinheiten 21 ist auf einer Deckfläche der
Flußpfadeinheit 4 befestigt.
Die Flußpfadeinheit 4 und
die Aktuatoreinheiten 21 sind auf solch eine Weise ausgebildet,
daß eine Mehrzahl
von dünnen
Plattenteilen aufeinander geschichtet und befestigt sind. Flexible
gedruckte Schaltplatinen (hier im folgenden als FPCs bezeichnet) 50,
welche Versorgungsschaltungsteile sind, sind auf einer Deckfläche der
Aktuatoreinheiten 21 befestigt und nach links und rechts
herausgezogen. Die FPCs 50 sind nach oben geführt, während sie
abgeknickt sind, wie in 2 gezeigt. Der Basisblock 71 besteht
aus einem Metallmaterial, wie z.B. Edelstahl. Jedes der Tintenreservoirs 3 in
dem Basisblock 71 ist ein nahezu rechteckiger hohler Parallelepipedbereich,
der entlang einer Richtung der Länge
des Basisblocks 71 ausgebildet ist.
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Eine
untere Oberfläche 73 des
Basisblocks 1 ragt von seiner Umgebung in Nachbarschaft
der Öffnungen 3b nach
unten hervor. Der Basisblock 71 berührt die Flußpfadeinheit 4 (in 3 gezeigt)
lediglich an den Nachbarn 73a der Öffnungen 3b der unteren Oberfläche 73.
Aus diesem Grunde sind alle anderen Bereiche als die Nachbarn 73a der Öffnungen 3b der unteren
Oberfläche 73 des
Basisblocks 71 von dem Kopf-Hauptteil 70 getrennt,
so daß die
Aktuatoreinheiten 21 in den getrennten Abschnitten angeordnet sind.
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Der
Basisblock 71 ist in einem Hohlraum, der in einer unteren
Oberfläche
eines Griffs 72a eines Halters 72 ausgebildet
ist, befestigt und fixiert. Der Halter 72. beinhaltet einen
Griff 72a und ein Paar von flachen plattenartigen Vorsprüngen 72b,
die sich von einer Deckfläche
des Griffes 72a in einer Richtung senkrecht zu der Deckfläche des
Griffes 72a erstrecken, so daß ein vorbestimmter Abstand
zwischen ihnen ausgebildet ist. Die an den Aktuatoreinheiten 21 befestigten
FPCs 50 sind so angeordnet, daß sie über elastische Teile 83,
wie z.B. einem Schwamm, entsprechend entlang Oberflächen der
Vorsprünge 72b der
Halter 72 verlaufen. Auf den FPCs 50, die auf den
Oberflächen
der Vorsprünge 72b des
Halters 72 angeordnet sind, sind Treiber-ICs 80 angeordnet.
Die FPCs 50 sind elektrisch mit den Treiber-ICs 80 und den
Aktuatoreinheiten 21 (die später im Detail beschrieben werden)
durch Löten
verbunden, so daß Treibersignale,
die von den Treiber-ICs 80 ausgegeben werden, zu den Aktuatoreinheiten 21 des Kopf-Hauptteils 70 übertragen
werden.
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Nahezu
rechteckige parallelepipedische Kühlkörper 82 sind nahebei
auf Außenflächen der Treiber-ICs 80 angeordnet,
so daß in
den Treiber-ICs 80 erzeugte Wärme wirkungsvoll abgestrahlt
werden kann. Über
den Treiber-ICs 80 und den Wärmesenken 82 und außerhalb
der FPCs 50 sind Platinen 81 angeordnet. Zwischen
einer Deckfläche
jeder Wärmesenke 82 und
einer entsprechenden Platine 81 bzw. zwischen einer unteren
Oberfläche
jeder Wärmesenke 82 und
einem entsprechenden FPC 50 sind Dichtungsteile 84 angeordnet.
Dies bedeutet, die Wärmesenken 82,
die Platinen 81 und die FPCs 50 sind durch die
Dichtungsteile 84 aneinander befestigt.
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3 ist
eine Draufsicht des Kopf-Hauptteils, das in dem Tintenstrahl-Druckkopf,
der in 1 dargestellt ist, enthalten ist. In 3 sind
die Tintenreservoirs 3, die in dem Basisblock 71 ausgebildet sind,
virtuell durch die unterbrochene Linie gezeichnet. Zwei Tintenreservoirs 3 erstrecken
sich parallel zueinander entlang einer Richtung der Länge des Kopf-Hauptteils 70,
so daß ein
vorbestimmter Abstand zwischen den beiden Tintenreservoirs 3 ausgebildet
ist. Jedes der beiden Tintenreservoirs 3 hat eine Öffnung 3a an
seinem einen Ende. Die beiden Tintenreservoirs 3 stehen
mit einem Tintentank (nicht gezeigt) über die Öffnungen 3a so in
Verbindung, daß sie
immer mit Tinte gefüllt
sind. Eine große
Anzahl an Öffnungen 3b sind
in jedem Tintenreservoir 3 entlang der Richtung der Länge des
Kopf-Hauptteils 70 vorgesehen. Wie oben beschrieben, sind
die Tintenreservoirs 3 durch die Öffnungen 3b mit der
Flußpfadeinheit 4 verbunden.
Die große
Anzahl an Öffnungen 3b ist
in solch einer Weise ausgebildet, daß jedes Paar von Öffnungen 3b nahe
bei einander angeordnet ist entlang der Richtung der Länge des Kopf-Hauptteils 70.
Die Paare von Öffnungen 3b,
die mit einem Tintenreservoir 3 verbunden sind, und die Paare
von Öffnungen 3b,
die mit dem anderen Tintenreservoir 3 verbunden sind, sind
im Zickzack angeordnet.
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Die
Mehrzahl von Aktuatoreinheiten 21, von denen jede eine
flache Trapezgestalt aufweist, sind in Bereichen angeordnet, in
denen die Öffnungen 3b nicht
vorgesehen sind. Die Mehrzahl der Aktuatoreinheiten 21 ist
so im Zickzack angeordnet, daß sie
ein umgekehrtes Muster zu jenem der Paare von Öffnungen 3b aufweist.
Parallele gegenüberliegende
Seiten (Ober- und Unterseiten) jeder Aktuatoreinheit 21 sind parallel
zu der Richtung der Länge
des Kopf-Hauptteils 70. Schräge Seiten von benachbarten
Aktuatoreinheiten 21 überlappen
teilweise miteinander in einer Richtung der Breite des Kopf-Hauptteils 70.
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4 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Bereichs, der durch die gestrichelte Linie in 3 umgeben
ist. Wie in 4 gezeigt, stehen die Öffnungen 3b,
die in jedem Tintenreservoir 3 vorgesehen sind, mit Verteilern 5 in
Verbindung, welches entsprechend gemeinsame Tintenkammern sind.
Ein Endabschnitt. jedes Verteilers 5 verzweigt sich in
zwei Unterverteiler 5a. In der Draufsicht erstrecken sich
jeweils zwei Unterverteiler 5a, die von benachbarten Öffnungen 3b getrennt
sind, von Schrägen
Seiten jeder Aktuatoreinheit 21. Dies bedeutet, vier Unterverteiler 5a im
Gesamten sind unterhalb jeder Aktuatoreinheit 21 vorgesehen
und erstrecken sich entlang der parallelen entgegengesetzten Seiten
der Aktuatoreinheit 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 Aktuatoreinheiten 21 ausgebildet.
Wie später
beschrieben werden wird, ist eine große Anzahl von Düsen 8 in
der Gestalt einer Matrix in einer Oberfläche jeder Tintenausstoßregion angeordnet.
Obwohl 4 einige Düsen 8 zum
Zwecke der Vereinfachung zeigt, sind die Düsen 8 tatsächlich in
dem gesamten Tintenausstoßbereich
angeordnet.
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5 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Bereichs, der durch die gestrichelte Linie in 4 umgeben
ist. 4 und 5 zeigen einen Zustand, in dem
eine Ebene einer großen
Anzahl von Druckkammern 10, die in der Gestalt einer Matrix
in der Flußpfadeinheit 4 angeordnet
sind, aus einer Richtung senkrecht zu der Tintenausstoßoberfläche betrachtet wird.
Jede der Druckkammern 10 ist in der Draufsicht im wesentlichen
wie ein Parallelogramm mit abgerundeten Ecken gestaltet. Die Längsdiagonallinie
des Parallelogramms ist parallel zu der Richtung der Breite der
Flußpfadeinheit 4.
Jede Druckkammer 10 hat ein Ende, das mit einer entsprechenden
Düse 8 verbunden
ist, und ein anderes Ende, das mit einem entsprechenden Unterverteiler 5a als
ein gemeinsamer Tintenflußpfad
durch eine Öffnung 12 verbunden
ist. Eine einzelne Elektrode 35 mit einer ebenen Gestalt ähnlich zu
jener jeder Druckkammer 10, aber mit geringerer Größe, ist
auf der Aktuatoreinheit 21 so ausgebildet, daß sie in
der Draufsicht benachbart zu der Druckkammer 10 ist. Einige
einer großen
Anzahl von Einzelelektroden 35 sind in 5 aus
Gründen
der Vereinfachung gezeigt. Tatsächlich
sind die Druckkammern 10 und die Öffnungen 12, die in
den Aktuatoreinheiten 21 oder in der Flußpfadeinheit 4 durch eine
gestrichelte Linie dargestellt werden müssen, in 4 und 5 durch
die durchgezogene Linie dargestellt, um das Verständnis der
Zeichnungen einfach zu machen.
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In 5 ist
eine Mehrzahl von virtuellen rhombischen Bereichen 10,
in denen die Druckkammern 10 entsprechend untergebracht
sind, benachbart in der Gestalt einer Matrix sowohl in einer Anordnungsrichtung
A (erste Richtung) als auch in einer Anordnungsrichtung B (zweite
Richtung) so angeordnet, daß benachbarte
virtuelle rhombische Bereiche 10x gemeinsame Seiten haben,
die nicht miteinander überlappen.
Die Anordnungsrichtung A ist eine Richtung der Länge des Tintenstrahl-Druckkopfes 1,
d.h. eine Richtung der Ausdehnung jedes Unterverteilers 5a.
Die Anordnungsrichtung A ist parallel zu der Kurzdiagonallinie jedes
rhombischen Bereichs 10x. Die Anordnungsrichtung B ist
eine Richtung einer schrägen
Seite jedes rhombischen Bereichs 10x, bei der ein stumpfer
Winkel θ zwischen
der Anordnungsrichtung B und der Anordnungsrichtung A ausgebildet
ist. Die Mittenposition jeder Druckkammer 10 ist mit der
einer entsprechenden rhombischen Region 10x gemeinsam,
die Umfangslinie jeder Druckkammer 10 ist jedoch von jener
einer entsprechenden rhombischen Region 10x in der Draufsicht
getrennt.
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Die
Druckkammern 10, die benachbart in der Gestalt einer Matrix
in den beiden Anordnungsrichtungen A und B angeordnet sind, sind
in Intervallen eines Abstands entsprechend zu 37,5 dpi entlang der Anordnungsrichtung
A ausgebildet. Die Druckkammern 10 sind so ausgebildet,
daß achtzehn
Druckkammern 10 in der Anordnungsrichtung B in einem Tintenausstoßbereich
angeordnet sind. Die Druckkammern, die an gegenüberliegenden Enden in der Anordnungsrichtung
B angeordnet sind, sind Dummy-Kammern,
die nicht zu dem Tintenausstoß beitragen.
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Die
Mehrzahl der Druckkammern 10, die in der Gestalt einer
Matrix angeordnet sind, bilden eine Mehrzahl von Druckkammerspalten
entlang der Anordnungsrichtung A, die in 5 gezeigt
ist. Die Druckkammerspalten sind in erste Druckkammerspalten 11a,
zweite Druckkammerspalten 11b, dritte Druckkammerspalten 11c und
vierte Druckkammerspalten 11d entsprechend Positionen relativ
zu den Unterverteilern 5a, betrachtet aus einer Richtung (dritte
Richtung) senkrecht zu der Papieroberfläche von 5, aufgeteilt.
Die ersten bis vierten Druckkammerspalten 11a bis 11d sind
zyklisch angeordnet in der Reihenfolge 11c -> 11d -> 11a -> 11b -> 11c -> 11d -> ... -> 11b von einer
Oberseite zu einer Unterseite jeder Aktuatoreinheit 21.
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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 auf
einer Unterseite der Papieroberfläche von 5 in einer
Richtung (vierte Richtung) senkrecht zu der Anordnungsrichtung A,
wenn sie von der dritten Richtung betrachtet werden, ungleich verteilt. Die
Düsen 8 sind
in unteren Endabschnitten der entsprechenden rhombischen Bereiche 10x entsprechend
angeordnet. Andererseits sind in Druckkammern 10c, die
die dritte Druckkammerspalte 11c bilden und Druckkammern 10d,
die die vierte Druckkammerspalte 11d bilden, Düsen 8 auf
einer Oberseite der Papieroberfläche
von 5 in der vierten Richtung ungleich verteilt. Die
Düsen 8 liegen
in unteren Endabschnitten der entsprechenden rhombischen Bereiche 10x entsprechend.
Bei der ersten und vierten Druckkammerspalte 11a und 11b überlappen
Bereiche, die nicht kleiner als die Hälfte der Druckkammern 10a und 10d sind,
wenn sie aus der dritten Richtung betrachtet werden, die Unterverteiler 5a.
In der zweiten und dritten Druckkammerspalte 11b und 11c überlappen
die Bereiche der Druckkammern 10b und 10c überhaupt
nicht die Unterverteiler 5a, wenn sie aus der dritten Richtung
betrachtet werden. Aus diesem Grund können Druckkammern 10, die
zu irgendeiner Druckkammerspalte gehören, so ausgebildet werden,
daß die
Unterverteiler 5a so hinreichend wie möglich verbreitert werden, während die
Düsen 8,
die mit den Druckkammern 10 verbunden sind, nicht die Unterverteiler 5a überlappen. Folglich
kann die Tinte den entsprechenden Druckkammern 10 problemlos
zugeführt
werden.
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Als
nächstes
wird der Querschnittsaufbau des Kopf-Hauptteils 70 mit
Bezug auf 6 und 7 spezieller
beschrieben werden. 6 ist eine Querschnittsansicht
entlang der Linie VI-VI in 5. Eine
Druckkammer 10a, die zu einer ersten Druckkammerspalte 11a gehört, ist
in 6 gezeigt. 7 ist eine
perspektivische Explosions-Teilansicht des Kopf-Hauptteils. Wie
aus 6 ersichtlich ist, ist jede Düse 8 mit einem Unterverteiler 5a durch
die Druckkammer 10 (10a) und die Öffnung 12 verbunden.
Auf diese Weise ist ein einzelner Tintenflußpfad 32 zum Leiten
von Tinte von einem Auslaß des
Unterverteilers 5a zu der Düse 8 durch die Öffnung 12 und
die Druckkammer 10 in dem Kopf-Hauptteil 70 so
ausgebildet, daß er
entsprechend zu jeder Druckkammer 10 angeordnet ist.
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Wie
ebenfalls aus 7 ersichtlich ist, hat das Kopf-Hauptteil 70 einen
Schichtaufbau, bei dem zehn Materialschichten insgesamt aufeinander
geschichtet sind, d.h. eine Aktuatoreinheit 21, eine Hohlraumplatte 22,
eine Basisplatte 23, eine Öffnungsplatte 24,
eine Zufuhrplatte 25, Verteilerplatten 26, 27 und 28,
eine Deckplatte 29 und eine Düsenplatte 30 sind
aufeinanderfolgend in absteigender Reihenfolge geschichtet.
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Die
zehn Materialschichten mit Ausnahme der Aktuatoreinheit 21,
d.h. neun Metallplatten, bilden eine Flußpfadeinheit 4. Die
entsprechenden Metallplatten sind mittels einer Diffusionsverbindung
gemeinsam aneinander befestigt.
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Wie
später
im Detail beschrieben werden wird, beinhaltet die Aktuatoreinheit 21 eine
Schichtung von vier piezoelektrischen Schichten 41–44 (siehe 8A)
als vier Lagen und so angeordnete Elektroden, daß lediglich die oberste Lage
als eine Lage vorgesehen ist mit einem Abschnitt, der als eine aktive
Lage zu der Zeit des Anlegens des elektrischen Feldes dient (hier
im folgenden einfach als eine "die aktive
Lage enthaltende Lage" bezeichnet),
während die
restlichen drei Lagen als nichtaktive Lagen vorgesehen sind. Die
Hohlraumplatte 22 ist eine Metallplatte mit einer großen Anzahl
von annähernd
rhomboidischen Öffnungen
entsprechend den Druckkammern 10. Die Basisplatte 23 ist
eine Metallplatte mit Löchern,
von denen jedes zum Verbinden einer Druckkammer 10 der
Hohlraumplatte 22 mit einer entsprechenden Öffnung 12 dient,
und Löchern,
von denen jedes zum Verbinden der Druckkammer 10 mit einer
entsprechenden Tintendüse 8 dient.
Die Öffnungsplatte 24 ist
eine Metallplatte, welche Öffnungen 12 aufweist,
die als Halbätzbereiche
ausgebildet sind, von denen jeder zum Verbinden von zwei Löchern in
einer Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 dient,
sowie Löcher,
jedes zum Verbinden einer Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
einer entsprechenden Tintendüse 8.
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Bei
der Ausführungsform
dienen die Öffnungen 12 als
ein eingeschränkter
Flußpfad,
der den Fluß der
Tinte beschränkt
und zwischen der gemeinsamen Tintenkammer (Verteiler 5)
und der Druckkammer 10 in dem einzelnen Tintenflußweg vorgesehen
ist.
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Die
Zufuhrplatte 25 ist eine Metallplatte, welche Löcher aufweist,
von denen jedes zum Verbinden einer Öffnung 12 für eine Druckkammer 10 der
Hohlraumplatte 22 mit einem entsprechenden Unterverteiler 5a dient,
und Löcher,
jedes zum Verbinden der Druckkammer 10 mit der Tintendüse 8.
Die Verteilerplatten 26, 27 und 28 sind
Metallplatten, welche Löcher 26c, 27c und 28c aufweisen,
die miteinander verbunden werden zu der Zeit der Schichtung zum Ausbilden
der Verteiler 5a, sowie Löcher, jedes zum Verbinden einer
Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit einer
entsprechenden Tintendüse.
Die Abdeckplatte 29 ist eine Metallplatte, welche Löcher aufweist,
jedes zum Verbinden einer Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
einer entsprechenden Tintendüse 8.
Die Düsenplatte 30 ist
eine Metallplatte, welche Düsen 8 aufweist,
jede vorgesehen für eine
Tintenkammer 10 der Hohlraumplatte 22.
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Diese
neun Metallplatten sind aufeinandergeschichtet, während sie
so angeordnet sind, daß einzelne
Tintenflußpfade 32,
wie in 6 gezeigt, ausgebildet sind. Jeder der einzelnen
Tintenflußpfade 32 erstreckt
sich zunächst
von dem Unterverteiler 5a nach oben, erstreckt sich in
der Öffnung 12 horizontal,
erstreckt sich weiter nach oben, erstreckt sich in der Druckkammer 10 wieder
horizontal, erstreckt sich in einer Richtung, die sich von der Öffnung 12 entfernt,
eine Zeit lang schräg
nach unten und erstreckt sich vertikal nach unten zu der Düse 8.
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Insbesondere
ist jeder Unterverteiler 5a, der als die gemeinsame Tintenkammer
dient, aus den drei Löchern 26c, 27c und 28c der
Verteilerplatten 26, 27 und 28 ausgebildet,
wie oben beschrieben. Die Querschnittsflächen der Metallplatten in jedem Unterverteiler 5a in
einer ebenen Richtung, d.h. die Öffnungsbereiche
der Löcher 26c, 27c und 28c der Verteilerplatten 26, 27 und 28 zum
Ausbilden jedes Unterverteilers 5a, werden schrittweise
(in drei Stufen) größer in der
Reihenfolge der Schichtung der Verteilerplatten 26, 27 und 28,
wenn diese von der Seite der Öffnungsplatte 24 zu
der Seite der Abdeckplatte 29 betrachtet werden.
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Die
Löcher 26c, 27c und 28c der
Verteilerplatten 26, 27 und 28 zum Ausbilden
jedes Unterverteilers 5a haben Innenwände 26a, 26b, 27a, 27b, 28a und 28b,
welche als Innenwände
in der Richtung der Breite des Unterverteilers 5a dienen.
Die Innenwände 26a, 27a und 28a sind
Innenwände
auf der Bodenseite (in der Unterseite von 5 gezeigt)
des Unterverteilers 5a, der wie ein Trapez gestaltet ist, wie
in 5 gezeigt. Die Innenwände 26b, 27b und 28b sind
Innenwände
auf der Oberseite (in der Oberseite von 5 gezeigt)
des Unterverteilers 5a. Im übrigen ist eine Gestalt in
der Breite, die durch die Innenwände 28a und 28b der
Verteilerplatte 28 ausgebildet wird, wiedergegeben als
die Gestalt in der Breite des Unterverteilers 5a, der in 4 und 5 gezeigt
ist. Die Innenwände 26a, 27a und 28a sind
so angeordnet, daß die
Innenwände
auf der Bodenseite des Unterverteilers 5a zu der Bodenseite
schrittweise verschoben sind, wenn sie von der Seite der Öffnungsplatte 24 zu
der Seite der Abdeckplatte 29 betrachtet werden. Andererseits
sind die Innenwände 26b, 27b und 28b so
angeordnet, daß die
Innenwände
auf der Oberseite des Unterverteilers 5a auf einer geraden
Linie ausgerichtet sind. Dies bedeutet, die Querschnittsgestalt
des Unterverteilers 5a in der Richtung der Breite ist im
wesentlichen wie ein rechtwinkliges Dreieck.
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Als
nächstes
wird die Gestaltung der Aktuatoreinheit 21 beschrieben,
die auf die Hohlraumplatte 22 als die oberste Lage der
Flußpfadeinheit 4 geschichtet
ist. 8A ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht,
die die Aktuatoreinheit 21 und eine Druckkammer 10 zeigt. 8B ist
eine Draufsicht, die die Gestalt einer einzelnen Elektrode zeigt, die
auf einer Oberfläche
der Aktuatoreinheit 21 befestigt ist.
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Wie
in 8A gezeigt, beinhaltet die Aktuatoreinheit 21 vier
piezoelektrische Schichten 41, 42, 43 und 44,
die so ausgebildet sind, daß sie
eine gleiche Dicke von ungefähr
15 μm haben.
Die piezoelektrischen Schichten 41 bis 44 sind
als geschichtete flache Platten (kontinuierliche Flachplattenlagen)
vorgesehen, die so miteinander fortgesetzt werden, daß sie über einer
großen
Anzahl von Druckkammern 10 angeordnet sind, die in einem
Tintenausstoßbereich in
dem Kopf-Hauptteil 70 ausgebildet sind. Da die piezoelektrischen
Schichten 41 bis 44 als kontinuierliche Flachplattenlagen über der
großen
Anzahl von Druckkammern 10 angeordnet sind, können die
einzelnen Elektroden 35 dicht auf der piezoelektrischen Schicht 41 angeordnet
werden, wenn beispielsweise eine Rasterdruckmethode verwendet wird.
Folglich können
die Druckkammern 10, die an Positionen entsprechend den
einzelnen Elektroden 35 ausgebildet sind, ebenfalls dicht
angeordnet werden, so daß ein hochaufgelöstes Bild
gedruckt werden kann. Jede der piezoelektrischen Schichten 41 bis 44 besteht aus
einem keramischen Material des Blei-Zirkonat-Titanat(PZT)-Typs mit Ferroelektrizität.
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Die
einzelnen Elektroden 35 sind auf der piezoelektrischen
Schicht 41 als der obersten Lage ausgebildet. Eine gemeinsame
Elektrode 34 mit einer Dicke von ungefähr 2 μm ist zwischen die piezoelektrische
Schicht 41 als die oberste Lage und die piezoelektrische
Schicht 42, die unter der piezoelektrischen Schicht 41 liegt,
gefügt,
so daß die
gemeinsame Elektrode 34 auf der gesamten Oberfläche der piezoelektrischen
Schicht 42 ausgebildet ist. Die einzelnen Elektroden 35 und
die gemeinsa me Elektrode 34 bestehen aus einem Metallmaterial,
wie z.B. Ag-Pd.
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Wie
in 8B gezeigt, hat jede einzelne Elektrode 35 eine
Dicke von ungefähr
1 μm und
weist im wesentlichen eine Rhomboid-Gestalt auf, die nahezu gleich
der Gestalt der Druckkammer 10 ist, wie in 5 gezeigt.
Ein spitzwinkliger Abschnitt jeder annähernd rhomboidischen einzelnen
Elektrode 35 dehnt sich aus. Ein kreisförmiger Anschlußabschnitt 36 mit
einem Durchmesser von ungefähr
160 μm ist an
einem Ende der Ausdehnung des spitzwinkligen Abschnitts der einzelnen
Elektrode 35 so vorgesehen, daß er elektrisch mit der einzelnen
Elektrode 35 verbunden ist. Beispielsweise besteht der
Anschlußabschnitt 36 aus
Gold, welches Glasfritte enthält.
Wie in 8A gezeigt, ist der Anschlußabschnitt 36 auf einer
Oberfläche
der Ausdehnung der einzelnen Elektrode 35 befestigt.
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Die
gemeinsame Elektrode 34 ist zu einer nicht gezeigten Region
hin mit Masse verbunden. Folglich wird die gemeinsame Elektrode 34 in
Bereichen, die allen Druckkammern 10 entsprechen, gleichmäßig auf
Massepotential gehalten. Die einzelnen Elektroden 35 sind
mit dem Treiber-IC 80 durch das FPC 50 verbunden,
welches unabhängige
Zuleitungsdrähte
enthält
entsprechend den einzelnen Elektroden 35, so daß das elektrische
Potential entsprechend jeder Druckkammer 10 gesteuert werden kann
(siehe 1 und 2).
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Als
nächstes
wird ein Ansteuerverfahren der Aktuatoreinheit 21 beschrieben
werden. Die Polarisationsrichtung der piezoelektrischen Schicht 41 in der
Aktuatoreinheit 21 ist eine Richtung der Dicke der piezoelektrischen
Schicht 41. Dies bedeutet, die Aktuatoreinheit 21 hat
einen Aufbau vom sogenannten unimorphen Typ, bei dem eine piezoelektrische Schicht 41 auf
einer Ober seite (d.h. weit von den Druckkammern 10 entfernt)
verwendet wird als eine Lage, die eine aktive Lage enthält, während drei
piezoelektrische Schichten 42–44 auf einer Unterseite (d.h.
nahe den Druckkammern 10) als nicht aktive Lagen verwendet
werden. Wenn das elektrische Potential einer einzelnen Elektrode 35 auf
einen vorbestimmten positiven oder negativen Wert gesetzt wird, dient
folglich ein Abschnitt der piezoelektrischen Schicht 41,
die zwischen Elektroden gesetzt ist, an den ein elektrische Feld
angelegt wird, als eine aktive Lage (Druckerzeugungsabschnitt) und
schrumpft in einer Richtung senkrecht zu der Richtung der Polarisation
durch den transversalen piezoelektrischen Effekt, beispielsweise,
wenn die Richtung des elektrischen Feldes die gleiche wie die Richtung
der Polarisation ist. Andererseits werden die piezoelektrischen Schichten 42 bis 44 nicht
durch das elektrische Feld beeinträchtigt, so daß die piezoelektrischen
Schichten 42 bis 44 nicht plötzlich versetzt werden. Ein
Unterschied in der Verbiegung in einer Richtung senkrecht zu der
Richtung der Polarisation wird folglich zwischen der piezoelektrischen
Schicht 41 auf der Oberseite und den piezoelektrischen
Schichten 42 bis 44 auf der Unterseite erzeugt,
so daß die
Gesamtheit der piezoelektrischen Schichten 41 bis 44 sich
so verformen soll, daß sie
auf der nichtaktiven Seite konvex gekrümmt ist (unimorphe Deformation).
Wie in 8A gezeigt, ist bei dieser Gelegenheit
die untere Oberfläche
der Gesamtheit der piezoelektrischen Schichten 41 bis 44 auf
der Deckfläche
der Trennwand (Hohlraumplatte) 22 befestigt, welche die Druckkammern
aufgliedert. Als ein Ergebnis sind die piezoelektrischen Schichten 41 bis 44 so
verformt, daß sie
auf der Seite der Druckkammer konvex gekrümmt sind. Aus diesem Grund
ist das Volumen der Druckkammer 10 verringert zum Vergrößern des
Tintendrucks, um dadurch Tinte von einer mit der Druckkammer 10 verbundenen
Düse 8 auszustoßen. Wenn
das elektrische Potential der einzelnen Elektrode 35 auf
den gleichen Wert wie das elektrische Potential der gemeinsamen
Elektrode 34 zurückgesetzt
wird, werden dann die piezoelektrischen Schichten 41 bis 44 auf
die ursprüngliche
Gestalt zurückgesetzt,
so daß das
Volumen der Druckkammer 10 zu dem ursprünglichen Wert zurückkehrt.
Als ein Ergebnis wird Tinte von der Seite des Verteilers 5 gesaugt.
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Gemäß der ersten
Ausführungsform,
die oben beschrieben wurde, wird der zur Metallverbindung an den
entsprechenden Metallplatten in der Richtung der Dicke anliegende
Druck zur Metallbefestigung der entsprechenden Metallplatten in
Bereichen benachbart zu den Unterverteilern 5a sukzessive
von der Zufuhrplatte 25 zu den Verteilerplatten 26, 27 und 28 verbreitet
zum Ausbilden der Unterverteiler 5a. Aus diesem Grunde
wird die Zufuhrplatte 25 nicht konvex zu den Unterverteilern 5a hin
verbogen, so daß es
weder die Ausbildung eines Spaltes, der zwischen der Zufuhrplatte 25 und
der Öffnungsplatte 24 ausgebildet
ist, noch die Deformation einer inneren Gestalt der Tintenflußpfade der Öffnungen 12,
die durch die Zufuhrplatte 25 und die Öffnungsplatte 24 gebildet
werden, gibt. Sogar in dem Fall, in dem die Unterverteiler 5a in
der Flußpfadeinheit 4 ausgebildet sind,
kann folglich die Mehrzahl der Metallplatten benachbart zu den Unterverteilern 5a aneinander
durch Metall-Metall-Verbindungen sicher befestigt werden.
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Da
die Unterverteiler 5a in solch einer Weise ausgebildet
sind, daß die
Mehrzahl der Löcher 26c, 27c und 28c,
die in den Verteilerplatten 26, 27 und 28 ausgebildet
sind, miteinander verbunden ist, können zusätzlich die Unterverteiler 5a auf
einfache Weise in dem Zustand hergestellt werden, daß jeder
Unterverteiler 5a eine gewünschte Querschnittsgestalt
aufweist.
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Obwohl
die erste Ausführungsform
für den Fall
beschrieben wurde, daß die
Querschnittsgestalt jedes Unterverteilers 5a in der Richtung
der Breite im wesentlichen wie ein rechtwinkliges Dreieck ist, ist die
Gestalt jedes Unterverteilers 5a nicht beschränkt, solange
die Querschnittsflächen
der entsprechenden Metallplatten in der ebenen Richtung in jedem
Verteiler 5a anwachsen, wenn sie von der Seite der Öffnungsplatte 24 zu
der Seite der Abdeckplatte 29 betrachtet werden. 9A bis 9D sind
Querschnittsansichten, die Abwandlungen des Kopf-Hauptteils 70 zeigen. Wie in 9A gezeigt, können beispielsweise
die Innenwände
der Löcher 26c, 27c und 28c,
die in den Verteilerplatten 26, 27 und 28 ausgebildet
sind, stufenweise verbreitert werden an den in der Breite gegenüberliegenden
Seiten jedes Unterverteilers 5a in der Reihenfolge der Schichtung
der Verteilerplatten 26, 27 und 28, so
daß die
Querschnittsgestalt jedes Unterverteilers 5a in der Richtung
der Breite im wesentlichen gleich einem Dreieck ist.
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Obwohl
die Abwandlungen für
den Fall beschrieben wurden, in dem die Flächen der Löcher 26c, 27c und 28c der
Verteilerplatten 26, 27 und 28, die die
Unterverteiler 5a bilden, entsprechend den Verteilerplatten 26, 27 und 28 stufenweise
anwachsen, wenn diese von der Seite der Öffnungsplatte 24 zu
der Seite der Deckplatte 29 betrachtet werden, sind die
Formen der Löcher 26c, 27c und 28c nicht hierauf
beschränkt.
Die Löcher 26c, 27c und 28c der Verteilerplatten 26, 27 und 28 können so
geformt sein, daß die
Flächen
der Löcher 26c, 27c und 28c sich
kontinuierlich ändern.
Die Querschnittsgestalt jedes Unterverteilers 5a in der
Richtung der Breite kann beispielsweise im wesentlichen gleich einem Dreieck
oder rechtwinkligen Dreieck sein, das aus Linien gebildet wird.
Die Querschnittsgestalt jedes Unterverteilers 5a in der
Richtung der Breite kann ein Trapez sein, wie in 9B gezeigt,
oder wie ein Halbkreis, wie in 9C gezeigt.
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Obwohl 6 die
Gestaltung zeigt, bei der die Flächen
aller Löcher 26c, 27c und 28c der
drei Verteilerplatten 26, 27 und 28,
die die Unterverteiler 5a bilden, sich so ändern, daß sie entsprechend
der Reihenfolge der Schichtung anwachsen, ist die Erfindung nicht
auf diese Gestaltung begrenzt. Wie in 9D gezeigt,
kann beispielsweise die Gestaltung so vorgenommen werden, daß die Flächen der
Löcher 26c und 27c der
Verteilerplatten 26 und 27 sich so ändern, daß sie entsprechend
der Reihenfolge der Schichtung anwachsen, während die Flächen der
Löcher 27c und 28c der
Verteilerplatten 27 und 28 sich so ändern, daß sie entsprechend
der Reihenfolge der Schichtung abnehmen.
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Zweite Ausführungsform
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Eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Ein
Kopf-Hauptteil 70A entsprechend der zweiten Ausführungsform
entspricht dem Kopf-Hauptteil 70 entsprechend der ersten
Ausführungsform.
Die zweite Ausführungsform
ist im wesentlichen die gleiche wie die erste Ausführungsform, mit
der Ausnahme des Querschnittsaufbaus des Kopf-Hauptteils 70A bei
der zweiten Ausführungsform.
Folglich wird bei der zweiten Ausführungsform lediglich der Querschnittsaufbau
des Kopf-Hauptteils 70A beschrieben werden.
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10 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 5.
Eine Druckkammer 10a, die zu einer ersten Druckkam merspalte 11a gehört, ist
in 10 gezeigt. Wie aus 10 ersichtlich
ist, ist eine Düse 8 mit
einem Unterverteiler 5aA durch die Druckkammer 10 (10a)
und eine Öffnung 12 verbunden.
Auf diese Weise ist ein einzelner Tintenflußpfad 32A zum Leiten
von Tinte von einem Auslaß des
Unterverteilers 5aA zu der Düse 8 durch die Öffnung 12 und
die Druckkammer 10 in dem Kopf-Hauptteil 70A entsprechend
jeder Druckkammer 10 ausgebildet.
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Das
Kopf-Hauptteil 70A hat einen Schichtaufbau, bei dem zehn
Materialschichten im Gesamten aufeinander geschichtet sind, d.h.
eine Aktuatoreinheit 21, eine Hohlraumplatte 22,
eine Basisplatte 23, eine Öffnungsplatte 24,
eine Zufuhrplatte 25A, Verteilerplatten 26A, 27A und 28A,
eine Abdeckplatte 29 und eine Düsenplatte 30 sind
sukzessive in absteigender Reihenfolge geschichtet. Die zehn Materialschichten
mit Ausnahme der Aktuatoreinheit 21, d.h. neun Metallplatten,
bilden eine Flußpfadeinheit 4A.
Die entsprechenden Metallplatten sind gemeinsam über eine Diffusionsverbindung
miteinander verbunden.
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Die
Aktuatoreinheit 21 beinhaltet eine Schichtung von vier
piezoelektrischen Schichten 41 bis 44 als vier
Lagen und so angeordnete Elektroden, daß lediglich die oberste Lage
als eine Lage mit einem Abschnitt vorgesehen ist, der als eine aktive Lage
zu der Zeit des Anlegens des elektrischen Feldes dient, während die
restlichen drei Lagen als nichtaktive Lagen vorgesehen sind. Die
Hohlraumplatte 22 ist eine Metallplatte mit einer großen Anzahl von
annähernd
rhomboiden Öffnungen
entsprechend den Druckkammern 10. Die Basisplatte 23 ist
eine Metallplatte, die Löcher
aufweist, jedes zum Verbinden einer Druckkammer 10 der
Hohlraumplatte 22 mit einer entsprechenden Öffnung 12,
sowie Löcher, jedes
zum Verbinden der Druckkammer 10 mit einer entsprechenden
Tintendüse 8.
Die Öffnungsplatte 24 ist
eine Metallplatte, die Öffnungen 12 aufweist,
welche als Halbätzbereiche
ausgebildet sind, jeder zum Verbinden von zwei Löchern in einer Druckkammer 10 der
Hohlraumplatte 22, sowie Löcher, jedes zum Verbinden einer
Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit einer
entsprechenden Tintendüse 8.
Die Zufuhrplatte 25A ist eine Metallplatte, die Löcher aufweist,
von denen jedes dem Verbinden einer Öffnung 12 für eine Druckkammer 10 der
Hohlraumplatte 22 mit einem entsprechenden Unterverteiler 5aA dient, sowie
Löcher,
von denen jedes dem Verbinden der Druckkammer 10 mit der
Tintendüse 8 dient.
Die Zufuhrplatte 25A ist so ausgebildet, daß sie die
dickste unter den Metallplatten ist, welche die Flußpfadeinheit 4 bilden.
Die Dicke der Zufuhrplatte 25A ist so gewählt, daß die Zufuhrplatte 25A nicht
zu der Seite des Unterverteilers 5aA durch den zur Zeit
der Diffusionsverbindung ausgeübten
Druck hin verbogen wird. Die Verteilerplatten 26A, 27A und 28A sind
Metallplatten, die Löcher 26cA, 27cA und 28cA aufweisen,
welche zu der Zeit der Schichtung miteinander verbunden werden zum
Ausbilden der Unterverteiler 5aA, sowie Löcher, von
denen jedes dem Verbinden einer Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
einer entsprechenden Tintendüse 8 dient.
Die Deckplatte 29 ist eine Metallplatte, welche Löcher aufweist,
von denen jedes dem Verbinden einer Druckkammer 10 der
Hohlraumplatte 22 mit einer entsprechenden Tintendüse 8 dient.
Die Düsenplatte 30 ist eine
Metallplatte, die Düsen 8 aufweist,
von denen jede vorgesehen ist für
eine Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22.
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Diese
neun Metallplatten werden aufeinandergeschichtet, während sie
so angeordnet sind, daß einzelne
Tintenflußpfade 32A wie
in 10 gezeigt ausgebildet werden. Jeder der einzelnen
Tintenflußpfade 32A erstreckt
sich zunächst
von dem Unterverteiler 5aA nach oben, erstreckt sich in
der Öffnung 12 horizontal,
erstreckt sich weiter nach oben, erstreckt sich in der Druckkammer 10 wieder
horizontal, erstreckt sich für
eine Zeit in einer Richtung, die sich von der Öffnung 12 entfernt,
schräg
nach unten und erstreckt sich vertikal nach unten zu der Düse 8.
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Jeder
Unterverteiler 5aA, der als ein Tintenflußweg dient,
ist aus den drei Löchern 26cA, 27cA und 28cA der
Verteilerplatten 26A, 27A und 28A ausgebildet,
wie oben beschrieben. Die Querschnittsgestalt jedes Unterverteilers 5aA in
der Richtung der Breite ist gleich einem Rechteck, bei dem die Länge in der
Richtung der Breite (Breite) größer ist
als die Länge
in der Richtung der Schichtung der Metallplatten (Höhe).
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Entsprechend
der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform ist die Zufuhrplatte 25A mit
der vorstehend erwähnten
Dicke so geschichtet, daß sie benachbart
der Verteilerplatte 26A ist, die die Löcher 26cA als große Öffnungen
in Bereichen benachbart zu den entsprechenden Unterverteilern 5aA hat.
Aus diesem Grund wird die Zufuhrplatte 25A durch den in der
Richtung der Dicke der entsprechenden Metallplatten zugeführten Druck
nicht zu der Seite des Unterverteilers 5aA hin konvex verbogen,
wenn die entsprechenden Metallplatten über eine Metall-Metall-Verbindung aneinander
befestigt werden. Folglich gibt es weder die Ausbildung eines Spalts
zwischen der Zufuhrplatte 25A und der Öffnungsplatte 24,
noch eine Deformation der inneren Gestalt der Tintenflußpfade der Öffnungen 12,
die durch die Zufuhrplatte 25A und die Öffnungsplatte 24 gebildet werden.
Sogar in dem Fall, in dem die Unterverteiler 5aA in dem
Inneren der Metallplatten ausgebildet werden, können als ein Ergebnis die Metallplatten benachbart
zu den Unterverteilern 5aA aneinander durch Metall-Metall-Verbindungen
sicher befestigt werden.
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Obwohl
die zweite Ausführungsform
für den Fall
beschrieben wurde, in dem die Querschnittsgestalt jedes Unterverteilers 5aA gleich
einem Rechteck ist, bei dem die Länge in der Richtung der Breite (Höhe) größer ist
als die Länge
in der Richtung der Schichtung der Metallplatten (Breite), ist die
Gestalt jedes Verteilers 5aA nicht hierauf beschränkt. 11 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Abwandlung des Kopf-Hauptteils 70A zeigt.
Wie in 11 gezeigt, kann beispielsweise
die Querschnittsgestalt jedes Unterverteilers 5aA gleich
einem Rechteck sein, bei dem die Länge in der Richtung der Breite
(Breite) kleiner ist als die Länge
in der Richtung der Schichtung der Metallplatten (Höhe). Gemäß dieser
Abwandlung kann die Ausbildung des Spalts zwischen der Zufuhrplatte 25A und
der Öffnungsplatte 24 verhindert
werden, während
die innere Gestalt der Tintenflußpfade der Öffnungen 12, die durch
die Zufuhrplatte 25A und die Öffnungsplatte 24 gebildet
werden, daran gehindert werden kann, verformt zu werden.
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Obwohl
oben bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf die
Ausführungsformen
beschränkt und
verschiedene Änderungen
können
durchgeführt werden,
ohne von dem Umfang des Anspruchs abzuweichen. Obwohl die erste
Ausführungsform
die Konfiguration gezeigt hat, bei der jeder Unterverteiler 5a aus
den Löchern 26c, 27c und 28c der
drei Verteilerplatten 26, 27 und 28 gebildet
ist, ist beispielsweise die Erfindung nicht auf die Konfiguration
beschränkt. Jeder
Unterverteiler 5a kann ausgebildet sein aus Löchern von
zwei oder weniger Metallplatten oder aus Löchern von vier oder mehr Metallplatten.
Wenn jeder Unterverteiler 5a aus einem Loch einer Metallplatte
ausgebildet ist, wird im übrigen
die Querschnittsfläche
in der ebenen Richtung des Loches der Metallplatte, das zum Ausbilden
des Unterverteilers 5a verwendet wird, so gewählt, daß sie anwächst, wenn
es von der Seite der Öffnungsplatte 24 zu
der Seite der Abdeckplatte 29 betrachtet wird.
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Obwohl
die zweite Ausführungsform
die Konfiguration gezeigt hat, bei der die Zufuhrplatte 25A die
dickste unter den Metallplatten ist, die die Flußpfadeinheit 4A bilden,
ist die Erfindung nicht auf die Konfiguration beschränkt, sondern
kann ebenfalls auf eine Konfiguration angewendet werden, bei der eine
andere Metallplatte als die Zufuhrplatte, wie z.B. die Basisplatte,
die dickste unter den Metallplatten ist, die die Flußpfadeinheit 4A bilden.
Wie bei der ersten Ausführungsform
beschrieben, können
die Querschnittsflächen
in der Flächenrichtung
der Löcher
der Metallplatten, die den Unterverteiler 5aA bilden, so ausgebildet
sein, daß sie
anwachsen, wenn sie von der Seite der Öffnungsplatte 24 zu
der Seite der Deckplatte 29 betrachtet werden.
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Obwohl
die erste und zweite Ausführungsform
den Aufbau gezeigt haben, bei dem die Metallplatten miteinander
verbunden sind mittels einer Diffusionsverbindung, ist die Erfindung
nicht auf die Konfiguration beschränkt. Beispielsweise können die Metallplatten
durch Lötverbinden
miteinander verbunden werden. Wenn eine Lötverbindung verwendet wird,
werden im übrigen
Metallplatten, wie z.B. kupferbeschichtete, silberbeschichtete oder
goldbeschichtete Metallplatten, die gut in der Benetzbarkeit zum
Löten sind
oder Edelstahlplatten, die zumindest eines dieser Elemente enthalten,
miteinander verbunden bei einer hohen Temperatur in einer Vakuumatmosphäre.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung beinhaltet der Tintenstrahl-Druckkopf eine gemeinsame Tintenkammer
und einzelne Tintenflußpfade
zum entsprechenden Leiten der Tinte von einem Auslaß der gemeinsamen
Tintenkammer zu Düsen
durch Druckkam mern. Die gemeinsame Tintenkammer und die einzelnen
Tintenflußpfade
sind dabei in solch einer Weise ausgebildet, daß eine Mehrzahl von dünnen Plattenteilen
mit Löchern
aneinander durch eine Metall-Metall-Verbindung befestigt ist, während sie
aufeinander geschichtet sind, wobei die Querschnittsfläche der
gemeinsamen Tintenkammer entlang einer Flächenrichtung der Mehrzahl von
dünnen
Plattenteilen so gestaltet ist, daß die Querschnittsfläche an einem
Endabschnitt an der Auslaßseite
der gemeinsamen Tintenkammer kleiner ist als die Querschnittsfläche in einem
Mittelabschnitt in einer Richtung der Dicke der Mehrzahl der dünnen Plattenteile.
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Gemäß der Konfiguration
des Obigen wird der in der Richtung der Dicke der dünnen Plattenteile zugeführte Druck,
wenn die dünnen
Plattenteile aneinander befestigt werden durch Metall-Metall-Verbindungen,
in Regionen benachbart zu der gemeinsamen Tintenkammer, zu den dünnen Plattenteilen
zerstreut, die die gemeinsame Tintenkammer bilden. Folglich können die
dünnen
Plattenteile daran gehindert werden, sich (konvex zu der gemeinsamen
Tintenkammer hin) zu verbiegen. Folglich kann die Erscheinung vermieden
werden, daß ein
Spalt ausgebildet wird zwischen den dünnen Plattenteilen oder die
Innengestalt der Tintenflußpfade,
die zwischen den dünnen
Plattenteilen ausgebildet sind, verformt wird. Sogar in dem Fall,
in dem die gemeinsame Tintenkammer im Innern der dünnen Plattenteile
ausgebildet ist, kann als ein Ergebnis die Mehrzahl der dünnen Plattenteile
benachbart zu der gemeinsamen Tintenkammer durch Metall-Metall-Verbindung
sicher aneinander befestigt werden.
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Bei
dem Aufbau ist vorzugsweise die Querschnittsfläche der gemeinsamen Tintenkammer
entlang einer Flächenrichtung
der Mehrzahl der dünnen Plattenteile
so gestaltet, daß die
Querschnittsfläche an
einem Endabschnitt auf der Auslaßseite der gemeinsamen Tintenkammer
kleiner ist als die Querschnittsfläche in einem Mittelabschnitt
in einer Richtung der Dicke der Mehrzahl der dünnen Plattenteile, während die
Querschnittsfläche
in der Umgebung des anderen Endabschnitts größer ist als die Querschnittsfläche in der
Umgebung des Mittelabschnitts. Gemäß dieser Konfiguration kann
der Druck stärker zu
den dünnen
Plattenteilen zerstreut werden, die die gemeinsame Tintenkammer
bilden. Folglich kann verhindert werden, daß sich die dünnen Plattenteile (konvex
zu der gemeinsamen Tintenkammer hin) verbiegen. Folglich kann hinreichender
die Erscheinung vermieden werden, daß ein Spalt zwischen den dünnen Plattenteilen
ausgebildet ist oder die Innengestalt der Tintenflußpfade,
die zwischen den dünnen
Plattenteilen ausgebildet sind, verformt ist.
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Die
Querschnittsfläche
der gemeinsamen Tintenkammer entlang einer Flächenrichtung der Mehrzahl der
dünnen
Plattenteile kann sich schrittweise in drei oder mehr Stufen an
einem Endabschnitt an der Auslaßseite
der gemeinsamen Tintenkammer ändern
oder kann sich kontinuierlich an einem Endabschnitt an der Auslaßseite der
gemeinsamen Tintenkammer ändern.
Gemäß dieser
Konfiguration kann die Verhinderung der Ausbildung eines Spaltes
zwischen den dünnen
Plattenteilen auf einfache Weise kombiniert werden mit der Beibehaltung des
Volumens der. gemeinsamen Tintenkammer.
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Vorzugsweise
kann die gemeinsame Tintenkammer auf solch eine Weise ausgebildet
sein, daß die
in der Mehrzahl der dünnen
Plattenteile, die benachbart aufeinandergeschichtet sind, ausgebildeten Löcher miteinander
verbunden sind. Gemäß dieser Konfiguration
kann die gemeinsame Tintenkammer auf einfache Weise hergestellt
werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung beinhaltet der Tintenstrahl-Druckkopf
eine gemeinsame Tintenkammer und einzelne Tintenflußpfade zum entsprechenden
Leiten der Tinte von einem Auslaß der gemeinsamen Tintenkammer
zu Düsen
durch Druckkammern. Die gemeinsame Tintenkammer und die einzelnen
Tintenflußpfade
sind dabei auf solch eine Weise ausgebildet, daß eine Mehrzahl von dünnen Plattenteilen
mit Löchern
durch Metall-Metall-Verbindungen aneinander befestigt wird, während sie
aufeinandergeschichtet sind, wobei das dickste der dünnen Plattenteile
benachbart zu den dünnen
Plattenteilen, die die gemeinsame Tintenkammer bilden in der Richtung
der Schichtung, zwischen der Mittelposition der Mehrzahl von dünnen Plattenteilen
in der Richtung der Schichtung und der gemeinsamen Tintenkammer
liegt .
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Gemäß der obigen
Konfiguration wird das dickste dünne
Plattenteil kaum durch Druck deformiert, der in der Richtung der
Dicke der dünnen
Plattenteile anliegt, wenn die Mehrzahl der dünnen Plattenteile durch eine
Metall-Metall-Verbindung aneinander befestigt wird in Bereichen
benachbart zu der gemeinsamen Tintenkammer. Folglich kann verhindert
werden, daß die
dünnen
Plattenteile sich (konvex zu der gemeinsamen Tintenkammer hin) verbiegen.
Folglich kann das Phänomen
vermieden werden, daß ein
Spalt zwischen den dünnen
Plattenteilen ausgebildet ist oder die Innengestalt der Tintenflußpfade,
die zwischen den dünnen
Plattenteilen ausgebildet sind, deformiert ist. Sogar in dem Fall,
in dem die gemeinsame Tintenkammer im Innern der dünnen Plattenteile
ausgebildet ist, können
als ein Ergebnis die Mehrzahl der dünnen Plattenteile benachbart
zu der gemeinsamen Tintenkammer durch eine Metall-Metall-Verbindung sicher
aneinander befestigt werden.
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Bei
der obigen Konfiguration kann bevorzugt das dickste dünne Plattenteil
so gestaltet sein, daß es
als eine Wand der gemeinsamen Tintenkammer dient. Gemäß dieser
Konfiguration wird der Druck auf das dickste dünne Plattenteil konzentriert.
Folglich kann verhindert werden, daß sich die dünnen Plattenteile
verbiegen. Folglich kann in hinreichenderer Weise das Phänomen vermieden
werden, daß ein
Spalt zwischen den dünnen
Plattenteilen ausgebildet ist oder die Innengestalt der Tintenflußpfade,
die zwischen den dünnen
Plattenteilen ausgebildet sind, deformiert ist.
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Die
gemeinsame Tintenkammer kann sich entlang der Druckkammern erstrecken
und kann solch eine Gestalt aufweisen, daß die Länge der gemeinsamen Tintenkammer
in der Richtung der Schichtung größer ist als die Breite der
gemeinsamen Tintenkammer in einer Richtung senkrecht zu der Richtung
der Ausdehnung. Gemäß dieser
Konfiguration kann in hinreichenderer Weise das Phänomen vermieden
werden, daß ein
Spalt ausgebildet ist zwischen den dünnen Plattenteilen aufgrund
einer Verformung der dünnen
Plattenteile.
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Bei
dem Tintenstrahl-Druckkopf gemäß den oben
beschriebenen Ausführungsformen
kann die Änderungsrate
der Querschnittsfläche
der gemeinsamen Tintenkammer (Verteiler 5) so gestaltet
werden, daß sie
auf einer Seite, an der die Druckkammer 10 angeordnet ist,
größer ist,
als an einer gegenüberliegenden
Seite, die gegenüberliegend
zu der einen Seite bezüglich
des Auslasses angeordnet ist, wie in 12 gezeigt.
Gemäß dieser
Konfiguration können die
dünnen
Plattenteile daran gehindert werden, sich (konvex zu der gemeinsamen
Tintenkammer hin) zu verbiegen. Folglich kann das Phänomen vermieden werden,
daß ein
Spalt zwischen den dünnen
Plattenteilen ausgebildet ist oder die Innengestalt der Tintenflußpfade,
die zwischen den dünnen
Plattenteilen ausgebildet sind, deformiert ist. Sogar in dem Fall,
in dem die gemeinsame Tintenkammer im Innern der dünnen Plattenteile
ausgebildet ist, können
als ein Ergebnis die Mehrzahl der dünnen Plattenteile benachbart
zu der gemeinsamen Tintenkammer sicher durch eine Metall-Metall-Verbindung
aneinander befestigt werden.
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Gemäß der Erfindung
wird ebenfalls ein Tintenstrahl-Druckkopf mit einem in 13 gezeigten Aufbau
erzielt. Der in 13 gezeigte Tintenstrahl-Druckkopf
hat einen Aufbau, der beinhaltet: eine gemeinsame Tintenkammer mit
einem Auslaß; und
einen einzelnen Tintenflußpfad,
der eine Druckkammer aufweist und Tinte von dem Auslaß der gemeinsamen
Tintenkammer zu einer Düse
durch die Druckkammer leitet. Die gemeinsame Tintenkammer und der
einzelne Tintenflußpfad
sind aus einer Mehrzahl von dünnen
Plattenteilen mit darauf ausgebildeten Löchern ausgebildet, die dünnen Plattenteile
sind aufeinandergeschichtet und aneinander durch eine Metall-Metall-Verbindung
befestigt. Eine Querschnittsfläche
der gemeinsamen Tintenkammer entlang einer Flächenrichtung der dünnen Plattenteile
ist so gestaltet, daß sie
an einem Endabschnitt, an dem der Auslaß vorgesehen ist, kleiner ist
als an einem Mittelabschnitt in einer Richtung der Dicke der Mehrzahl
der dünnen
Plattenteile. In der in 13 gezeigten
Konfiguration ist ein dickstes eines Teils der Mehrzahl von dünnen Plattenteilen,
die über
die gemeinsame Tintenkammer an einer Seite der Druckkammer geschichtet
sind, an einer Seite der gemeinsamen Tintenkammer in dem Teil der
Mehrzahl von dünnen
Plattenteilen bezüglich
einer Mittelposition des Teils der Mehrzahl von dünnen Plattenteilen
angeordnet.
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Gemäß der in 13 gezeigten
Konfiguration können
die dünnen
Plattenteile daran gehindert werden, sich (konvex zu der ge meinsamen
Tintenkammer hin) zu verbiegen. Folglich kann das Phänomen vermieden
werden, daß ein
Spalt ausgebildet ist zwischen den dünnen Plattenteilen oder die
Innengestalt der Tintenflußpfade,
die zwischen den dünnen Plattenteilen
ausgebildet sind, deformiert ist. Sogar in dem Fall, in dem die
gemeinsame Tintenkammer im Innern der dünnen Plattenteile ausgebildet
ist, können
als ein Ergebnis die Mehrzahl der dünnen Plattenteile benachbart
zu der gemeinsamen Tintenkammer aneinander durch eine Metall-Metall-Verbindung sicher
befestigt werden.
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Die
vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
wurde präsentiert
zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie ist nicht
beabsichtigt, erschöpfend
zu sein oder die Erfindung auf die offenbarte präzise Form zu beschränken und
Abwandlungen und Variationen sind möglich im Licht der obigen Lehren
oder können
durch Ausübung
der Erfindung erhalten werden. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben
zum Erläutern
der Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Durchführung, um
es einem Fachmann zu ermöglichen,
die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen
Abwandlungen zu verwenden, wie sie für die spezielle anvisierte
Verwendung geeignet sind. Es ist beabsichtigt, daß der Umfang
der Erfindung durch die hieran angefügten Ansprüche definiert wird.