DE602005006371T2

DE602005006371T2 - Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes

Info

Publication number: DE602005006371T2
Application number: DE602005006371T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Technology Planning & IP Dep Ito; Yasuo Technology Planning & IP Dept Okawa
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: CN1796132A; CN100406260C; EP1674265A1; EP1674265B1; US20060137180A1; JP2006181796A; US7426783B2; DE602005006371D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren des Herstellens eines Tintenstrahlkopfes.
Ein Verfahren des Herstellens eines Tintenstrahlkopfes durch Verbinden einer Düsenplatte mit Düsen mit einer Platte mit Tintendurchgangslöchern ist bekannt.
Die Japanische offengelegte Patentanmeldungsveröffentlichung 2003-205610 entsprechend zu US 6,808,251 beschreibt einen Tintenstrahlkopf, der durch dieses Verfahren hergestellt ist. Bei diesem Tintenstrahlkopf wird eine Düsenplatte mit Düsen auf eine Platte gestapelt mit Tintendurchgangslöchern, und jedes der Tintendurchgangslöcher kommuniziert mit einer eindeutig entsprechenden Düse. Die Platte mit Tintendurchgangslöchern und die Düsenplatte mit Düsen werden durch einen Klebstoff verbunden.
Bei dem obigen Verfahren ist es notwendig, genau die Platte mit Tintendurchgangslöchern mit der Düsenplatte mit Düsen genau auszurichten, bevor sie verbunden werden. Da jedes der Tintendurchgangslöcher und jede der Düsen klein sind, ist es schwierig, die zwei Platten auszurichten.
Weiterhin erzeugt das Verfahren, das den Klebstoff zum Verbinden der Platte mit Tintendurchgangslöchern mit der Düsenplatte mit Düsen benutzt, ein Risiko, dass der Klebstoff in Tintendurchgangslöcher oder Düsen fließen kann. Wenn der Klebstoff in die Düse fließt, verändert er den Düsendurchmesser, wodurch eine Druckqualität gesenkt wird. Eine Düse kann sogar durch den Klebstoff blockiert werden. Wenn der Klebstoff in die Tintendurchgangslöcher fließt, verhindert er den Fluss von Tinte innerhalb der Tintendurchgangslöcher.
Die Japanische offengelegte Patentanmeldungsveröffentlichung H11-179900 offenbart eine Technik, die eine Metallplatte mit Tintendurchgangslöchern und einer Metalldüsenplatte mit Düsen stapelt und die Metallplatte mit Tintendurchgangslöchern und die Metalldüsenplatte mit Düsen durch Setzen des gestapelten Körpers innerhalb einer Vakuumkammer und unter Druck setzen des gestapelten Körpers in der Stapelrichtung bei hoher Temperatur diffusionsverbindet. Dieses Herstellungsverfahren kann das Problem eines Klebstoffes beseitigen, der in die Düsen oder Tintendurchgangslöcher fließt.
Selbst mit dem in der Japanischen offengelegten Patentanmeldungsveröffentlichung H11-179900 beschriebenen Tintenstrahlkopfherstellungsverfahren ist es jedoch notwendig, genau die Platte mit Tintendurchgangslöchern mit der Düsenplatte mit Düsen auszurichten. Da jedes der Tintendurchgangslöcher und jede der Düsen zunehmend feiner werden, wird es schwierig, genau die zwei Platten auszurichten.
Aus der US 2003/167637 A kann ein Verfahren des Herstellens eines Tintenstrahlkopfes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 entnommen werden. Die erste Platte und die zweite Platte werden durch einen wärmehärtenden Klebstoff verbunden. Eine der Platten ist aus Polyimid hergestellt, und die andere Platte ist aus PZT hergestellt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Technik vorzusehen, die, wenn eine Platte mit mindestens einem Tintendurchgangsloch (die hier im folgenden als "eine erste Platte" bezeichnet werden kann) mit einer Platte mit mindestens einer Düse (die hier im folgenden als "eine zweite Platte" bezeichnet werden kann) verbunden werden, keine genaue Ausrichtung zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte benötigt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tintenstrahlherstellungsverfahren vorzusehen, dass jede von Tintendurchgangslöcher mit einer eindeutig entsprechenden Düse verbinden kann, ohne dass die erste Platte mit der zweiten Platte ausgerichtet wird.
Ein Verfahren des Herstellens eines Tintenstrahlkopfes gemäß dieser Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
Bei dem obigen Verfahren wird die Düse durch Bilden des Durchgangsloches in der zweiten Platte gebildet. Bei dem Verfahren werden die erste Platte und die zweite Platte zusammen verbunden, bevor die Düse gebildet wird. Da die zweite Platte mit der ersten Platte verbunden wird, bevor die Düse in der zweiten Platte gebildet wird, ist es nicht notwendig, die zwei Platten auszurichten, wenn sie miteinander verbunden werden.
Bei dem Verfahren wird die Düse in der zweiten Platte gebildet, nachdem sie mit der ersten Platte verbunden ist. Bei dem Düsenbildungsprozess ist es möglich, die Düse in der zweiten Platte zu bilden, während die Position des Tintendurchgangsloches in der ersten Platte geprüft wird. Daher kann die Düse leicht an der Position in der zweiten Platte gebildet werden, die zu der Position des Tintendurchgangsloches in der ersten Platte passt. Es ist bevorzugt, dass der Schritt des Bildens des Durchgangsloches einen Schritt aufweist des Treibens eines Stempels in die zweite Platte durch das Tintendurchgangsloch so, dass ein Vorsprung auf der Tintenausgabeoberfläche gebildet wird, und einen Schritt des Entfernens des Vorsprunges, der an der Tintenausgabeoberfläche gebildet ist. Der Stempel wird in die zweite Platte getrieben, bis die Spitze des Stempels über die Tintenausgabeoberfläche hinaus vorgeht, und wird gestoppt, bevor die zweite Platte gebrochen wird, und das Durchgangsloch wird in der zweiten Platte gebildet. Das Durchgangsloch wird durch Entfernen des Vorsprunges gebildet.
Durch Treiben des Stempels in die zweite Platte durch das Tintendurchgangsloch in der ersten Platte ist es möglich, die Düse an der Position in der zweiten Platte zu bilden, die zu der Position des Tintendurchgangsloches in der ersten Platte passt. Da die Düse durch Eintreiben des Stempels gebildet wird, kann die Düse mit einer glatten inneren Oberfläche gebildet werden. Die Düse kann auch mit einem genauen inneren Durchmesser gebildet werden.
Der Stempel wird getrieben, bis die Spitze über die Tintenausgabeoberfläche hinaus geht. Der Stempel wird jedoch gestoppt, bevor seine Spitze durch die zweite Platte geht und das Durchgangsloch in der zweiten Platte bildet. Da der Stempel getrieben wird, bis seine Spitze über die Tintenausgabeoberfläche geht, wird dadurch der Vorsprung an der Tintenausgabeoberfläche gebildet. Daher kann das Entfernen des Vorsprunges die Düsenöffnung an der Tintenausgabeoberfläche der zweiten Platte bilden. Da die Spitze des Stempels nicht durch die zweite Platte geht, wird die innere Oberfläche der Düse glatt. Wenn der Stempel durch die zweite Platte geht, können Zacken an dem Umfang der gebildeten Öffnung erzeugt werden. Wenn Zacken in dem Umfang der Öffnung erzeugt werden, gibt es ein Risiko, das Zacken innerhalb der Öffnung verbleiben, selbst wenn die Tintenausgabeoberfläche der zweiten Platte zum Beispiel geglättet wird. Treiben des Stempels derart, dass die Spitze nicht durch die zweite Platte geht und Entfernen des gebildeten Vorsprunges kann die Düse bilden, die den ganzen Weg bis zu ihrer Öffnung glatt ist.
Hierin ist die Zimmertemperatur typischerweise ungefähr 25°C.
Gemäß diesem Verbindungsverfahren gibt es keine Notwendigkeit einen Klebstoff zu benutzen zum Verbinden der ersten Platte und der zweiten Platte. Daher gibt es keinen Klebstoff, der in das Tintendurchgangsloch von der ersten Platte fließen könnte, wie es der Fall mit dem Tintenstrahlkopf ist, der in der Japanischen offengelegten Patentanmeldungsveröffentlichung 2003-205610 offenbart ist.
Es ist bevorzugt, dass ein wasserabstoßender Film auf der Tintenausgabeoberfläche gebildet wird. Der wasserabstoßende Film kann auf das Bilden des Durchgangsloches folgend angewendet werden.
Bilden eines wasserabstoßenden Filmes auf der Tintenausgabeoberfläche kann verhindern, dass Tinte aus der Düse an der Tintenausgabeoberfläche anhaftet. Wenn ein Klebstoff benutzt wird zum Verbinden der ersten Platte und der zweiten Platte und wenn eine Wärmebehandlung notwendig ist zum Bilden eines wasserabstoßenden Filmes, gibt es ein Risiko, dass die Wärmebehandlung des wasserabstoßenden Filmes den Klebstoff schwächen kann. Die vorliegende Erfindung verbindet die erste Platte und die zweite Platte durch Pressen derselben bei einer vorbestimmten Temperatur. Das heißt, die erste Platte wird mit der zweiten Platte verbunden, ohne dass ein Klebstoff benutzt wird. Daher gibt es kein Problem der Wärmebehandlung während des Bildens des wasserabstoßenden Filmes, die den Klebstoff schwächt. Da weiterhin der wasserabstoßende Film auf der zweiten Platte gebildet wird, nachdem die erste Platte mit der zweiten Platte verbunden ist, zerstört die Wärme, die während des Prozesses des Verbindens der ersten Platte und der zweiten Platte nicht den wasserabstoßenden Film.
Gemäß dem Verfahren kann der wasserabstoßende Film aus einem Material gebildet werden, dessen maximale Temperaturtoleranz niedriger als die vorbestimmte Temperatur zum Verbinden ist.
Der wasserabstoßende Film wird auf der zweiten Platte gebildet, nachdem die erste Platte mit der zweiten Platte verbunden ist.
Selbst wenn daher die erste Platte und die zweite Platte auf die vorbestimmte Temperatur erwärmt werden und miteinander verbunden werden, beeinflusst die vorbestimmte Temperatur nicht die Bildung des wasserabstoßenden Filmes. Selbst wenn der wasserabstoßende Film aus einem Material gebildet wird, dessen maximale Temperaturtoleranz niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, zerstört die vorbestimmte Temperatur nicht den wasserabstoßenden Film.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlkopfes in einer Ausführungsform.
2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Durchgangseinheit des Tintenstrahlkopfes in der Ausführungsform.
3 ist eine vergrößerte Teilansicht der Durchgangseinheit in 2.
4 ist eine Teildraufsicht einer Tintenausgabeoberfläche einer Düsenplatte in der Ausführungsform.
5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Teilansicht einer Betätigungseinheit des Tintenstrahlkopfes in der Ausführungsform.
6 ist eine Querschnittsansicht des Tintenstrahlkopfes, die entlang der Linie VI-VI in 1 genommen ist.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens eines Tintenstrahlkopfes in der Ausführungsform.
8(a) bis (c) zeigen einen Düsenbildungsprozess. 8(a) zeigt einen Prozess des Verbindens einer Oberfläche der Düsenplatte mit einer Oberfläche einer zweiten Verteilerplatte. 8(b) zeigt einen Prozess des Treibens eines Stempels in eine Düsenplatte durch ein zweites Tintendurchgangsloch der zweiten Verteilerplatte. 8(c) zeigt einen Prozess des Entfernens eines Vorsprunges, der in der Tintenausgabeoberfläche gebildet ist.
9(a) bis (e) zeigen Prozesse des Bildens eines wasserabstoßenden Filmes. 9(a) zeigt einen Prozess des Anbringens eines lichthärtenden Harzes an der Tintenausgabeoberfläche. 9(b) zeigt einen Prozess des Härtens des lichthärtenden Harzes innerhalb einer Düse. 9(c) zeigt einen Prozess des Entfernens des lichthärtenden Harzes auf der Tintenausgabeoberfläche mit der Ausnahme eines säulenförmigen gehärteten Abschnittes. 9(d) zeigt einen Prozess des Bildens eines wasserabstoßenden Filmes auf der Tintenausgabeoberfläche. 9(e) zeigt einen Prozess des Entfernens des säulenförmigen gehärteten Abschnittes.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird erläutert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlkopfes 101 der Ausführungsform. Das Gebiet, das durch die zweifachpunktierte Kettenlinie in 1 bezeichnet ist, ist der Bereich, an dem eine Betätigungseinheit 2 positioniert wird. Der Tintenstrahlkopf 101 wird als ein Tintenstrahldrucker benutzt, der Buchstaben und Bilder auf ein Druckmedium durch Ausgeben von Tinte druckt.
Wie in 1 gezeigt ist, weist der Tintenstrahlkopf 101 eine Durchgangseinheit 1 und die Betätigungseinheit 2 auf, die aufeinander gestapelt sind. Die Durchgangseinheit 1 ist mit einer Bodenoberfläche der Betätigungseinheit 2 verbunden, wie in 1 gesehen wird. Eine Mehrzahl von Druckkammern 11 ist an einem oberen Abschnitt der Durchgangseinheit 1 vorgesehen. Diese Druckkammern 11 werden unten beschrieben.
Ein flexibles Flachkabel 40 ist mit einer oberen Oberfläche der Betätigungseinheit 2 verbunden, wie in 1 gesehen wird.
Das flexible Flachkabel 40 ist ein Kabel zum elektrischen Verbinden der Betätigungseinheit 2 mit einer Steuervorrichtung, die in dem Tintenstrahldrucker vorgesehen ist. Verbindungsanschlüsse 26 und 27 sind auf der oberen Oberfläche der Betätigungseinheit 2 vorgesehen. Diese Verbindungsanschlüsse 26 und 27 werden unten beschrieben.
Als nächstes wird die Durchgangseinheit 2 erläutert, indem auf 2, 3, 4 und 6 Bezug genommen wird. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Durchgangseinheit 1. 3 ist eine vergrößerte Teilansicht von 2. 4 ist eine Teildraufsicht einer Tintenausgabeoberfläche 9b einer Düsenplatte 9. 6 ist eine Querschnittsansicht des Tintenstrahlkopfes 101, die entlang der Linie VI-VI in 1 genommen ist. Wie unten beschrieben wird, weist die Durchgangseinheit 1 einen Verteiler 18 (siehe 6) innerhalb der Durchgangseinheit 1 auf. Tinte wird von einem nicht in den Zeichnungen gezeigten Tintentank zu dem Verteiler 18 geliefert.
Wie unten beschrieben wird, weist die Durchgangseinheit 1 eine Mehrzahl von Tintendurchgängen 19 auf. Jeder Tintendurchgang 19 erstreckt sich von dem Verteiler 18 zu einer eindeutig entsprechenden Düse 10 (siehe 6). Wie in 2 und 3 gezeigt ist, weist die Durchgangseinheit 1 eine Hohlraumplatte 3, eine Basisplatte 4, eine erste Verteilerplatte 6, eine zweite Verteilerplatte 7 und die Düsenplatte 9 auf. Diese Platten 3, 4, 6, 7 und 9 sind aufeinander gestapelt. Jede dieser Platten 3, 4, 6, 7 und 9 weist eine ungefähr rechteckige Form mit einer Dicke zwischen 50 μm und 150 μm auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden 42%-Nickellegierungsstahlplatten für die Platten 3, 4, 6 und 7 benutzt, und SUS430 wird für die Düsenplatte 9 benutzt.
Eine Mehrzahl von Druckkammerlöchern 11a (siehe 3) ist in einem mittleren Abschnitt der Hohlraumplatte 3 in einer Quer richtung gebildet. Diese Druckkammerlöcher 11a sind in zwei abwechselnden Reihen in einer Längsrichtung der Hohlraumplatte 3 vorgesehen. Jedes der Druckkammerlöcher 11a bildet eine Druckkammer 11. Jedes der Druckkammerlöcher 11a ist in einer ungefähr rechteckigen Form gebildet. Rechteckige Druckkammerlöcher 11a sind derart positioniert, dass ihre Längsrichtung die Längsrichtung der Hohlraumplatte 3 kreuzt. Vertiefungen 11b sind an einer Bodenoberfläche der Hohlraumplatte 3 gebildet. Jede Vertiefung 11b ist mit einem eindeutig entsprechenden Druckloch 11a an einem Ende in der Längsrichtung eines jeden Druckkammerloches 11a verbunden.
Die Hohlraumplatte 3 weist eine Vertiefung 17 mit einer elliptischen Form an einem Ende der Hohlraumplatte 3 in ihrer Längsrichtung auf. Ein Paar von Vertiefungslöchern 15a und 15b ist in einem Boden der Vertiefung 17 gebildet. Ein Filter (nicht in den Zeichnungen gezeigt) zum Filtern der Tinte, die von einem Tintentank (nicht in den Zeichnungen gezeigt) geliefert wird, ist in der Vertiefung 17 positioniert.
Eine Mehrzahl von ersten Basisplattenlöchern 12a ist in einen mittleren Abschnitt der Basisplatte 4 in der Querrichtung gebildet. Hier im folgenden werden die ersten Basisplattenlöcher 12a als erste BP-Löcher 12a bezeichnet. Diese ersten BP-Löcher 12a sind in zwei abwechselnden Reihen in der Längsrichtung der Basisplatte 4 vorgesehen.
Zweite Basisplattenlöcher 13, die entlang eines Paares von Reihen in der Längsrichtung der Basisplatte 4 angeordnet sind, sind nahe den Kanten der Basisplatte 4 gebildet. Hier im folgenden werden die zwei Basisplattenlöcher 13 als zweite BP-Löcher 13 bezeichnet.
Dritte Basisplattenlöcher 16a und 16b sind an einem Ende der Basisplatte 4 in ihrer Längsrichtung gebildet. Hier im folgen den werden die dritten Basisplattenlöcher 16a und 16b als dritte BP-Löcher 16a und 16b bezeichnet. Eines der dritten BP-Löcher 16a ist an der Position vorgesehen, die dem Vertiefungsloch 15a der Hohlraumplatte 3 entspricht. Das andere der dritten BP-Löcher 16b ist an der Position vorgesehen, die dem Vertiefungsloch 15b der Hohlraumplatte 3 entspricht.
Langlöcher 6a und 6b, die sich in der Längsrichtung erstrecken, sind nahe den zwei längeren Kanten der ersten Verteilerplatte 6 gebildet. Verteilervertiefungen 7a und 7b, die sich in der Längsrichtung erstrecken, sind ebenfalls nahe den zwei längeren Kanten der zweiten Verteilerplatte 7 gebildet. Ein Ende des Langloches 6a und ein Ende der Verteilervertiefung 7a sind an der Position vorgesehen, die dem dritten BP 16a der Basisplatte 4 entspricht. Ein Ende des Langloches 6b und ein Ende der Verteilervertiefung 7b sind an der Position vorgesehen, die dem dritten BP-Loch 16b der Basisplatte 4 entspricht.
Die langen Abschnitte der Langlöcher 6a und 6b und die langen Abschnitte der Verteilervertiefungen 7a und 7b sind an der Position vorgesehen, die einer jeden Reihe der zweiten BP-Löcher 13 der Basisplatte 4 entspricht. Wie in 6 gezeigt ist, bilden das Langloch 6a und die Verteilervertiefung 7a den Verteiler 18, wenn die erste Verteilerplatte 6 und die zweite Verteilerplatte 7 miteinander verbunden sind. Zu der gleichen Zeit bilden das Langloch 6b und die Verteilervertiefung 7b auch einen anderen Verteiler 18.
Eine Mehrzahl von ersten Tintendurchgangslöcher 12b ist in dem mittleren Abschnitt der ersten Verteilerplatte 6 in ihrer Querrichtung gebildet. Die ersten Tintendurchgangslöcher 12b sind entlang der Längsrichtung der ersten Verteilerplatte 6 verteilt. Jedes erste Tintendurchgangsloch 12b ist an der Position eindeutig entsprechend zu einem ersten BP-Loch 12a der Basisplatte 4 vorgesehen.
Eine Mehrzahl von zweiten Tintendurchgangslöchern 12c ist in dem mittleren Abschnitt der zweiten Verteilerplatte 7 in ihrer Querrichtung gebildet. Die zweiten Tintendurchgangslöcher 12c sind entlang der Längsrichtung der zweiten Verteilerplatte 7 verteilt. Jedes zweite Tintendurchgangsloch 12c ist an der Position eindeutig entsprechend zu einem ersten Tintendurchgangsloch 12b der ersten Verteilerplatte 6 vorgesehen.
Eine Mehrzahl von Düsen 10 mit sich verjüngenden Spitzen ist in dem mittleren Abschnitt der Düsenplatte 9 in ihrer Querrichtung gebildet. Die Düsen 10 sind entlang der Längsrichtung der Düsenplatte 9 verteilt. Jede Düse 10 ist an der Position eindeutig entsprechend zu einem zweiten Tintendurchgangsloch 12c der zweiten Verteilerplatte 7 vorgesehen.
Die Löcher, die in den verschiedenen Platten gebildet sind, wie die Druckkammerlöcher 11a, Vertiefungslöcher 15a und 15b, erste BP-Löcher 12a, erste Tintendurchgangslöcher 12b und zweite Tintendurchgangslöcher 12c durchdringen jede Platte in der Dickenrichtung. Mit andern Worten, die Löcher, die in diesen Platten gebildet sind, durchdringen die entsprechende Platte in der Stapelrichtung.
Wie in 4 und 6 gezeigt ist, ist ein wasserabstoßender Film 92, der aus Nickelplattierung oder ähnlichem mit einem Polymer auf Fluoridbasis wie Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht, auf der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9 gebildet. Dieser Aufbau verhindert, dass Tinte, die von der Düse 10 ausgegeben wird, an dem Rand der Düse 10 auf der Tintenausgabeoberfläche 9b anhaftet und die Tinte stört, die als nächstes ausgegeben wird, um die Aufschlageigenschaften der Tinte auf dem Druckmedium zu verschlechtern.
Mit solch einem Aufbau bilden das Langloch 6a der ersten Verteilerplatte 6 und die Verteilervertiefung 7a der zweiten Verteilerplatte 7 den Verteiler 18 innerhalb der Durchgangseinheit 1, wie in 6 gezeigt ist. Entsprechend bilden das Langloch 6b der ersten Verteilerplatte 6 und die Verteilervertiefung 7b der zweiten Verteilerplatte 7 einen anderen Verteiler 18. Eine Mehrzahl von Tintendurchgängen ist gebildet, von denen sich jeder von dem Verteiler 18 zu einer entsprechenden Düse 10 über ein entsprechendes zweites BP-Loch 13, eine entsprechende Vertiefung 11d, ein entsprechendes Druckloch 11a und einen entsprechenden Durchgang 12 erstreckt, der von einem entsprechenden ersten BP-Loch 12a, einem entsprechenden ersten Tintendurchgangsloch 12b und einem entsprechenden zweiten Tintendurchgangsloch 12c gebildet ist.
Als nächstes wird die Betätigungseinheit 2 unter Bezugnahme auf 5 und 6 erläutert. 5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Teilansicht der Betätigungseinheit 2. Wie in 6 gezeigt ist, ist die Betätigungseinheit 2 mit zwei ersten piezoelektrischen Platten 21, zwei zweiten piezoelektrischen Platten 22 und einer oberen Platte 23 versehen. Die zwei ersten piezoelektrischen Platten 21 und die zwei zweiten elektrischen Platten 22 sind abwechselnd gestapelt. Die obere Platte 23 ist auf die Oberseite der gestapelten ersten piezoelektrischen Platten 21 und der zweiten piezoelektrischen Platten 22 gestapelt. Von den zwei ersten piezoelektrischen Platten 21 ist die eine, die auf die untere Seite gestapelt ist, nicht in 5 gezeigt. Entsprechend ist von den zwei piezoelektrischen Platten 22 die, die auf die untere Seite gestapelt ist, nicht in 5 gezeigt.
Die obere Platte 23 ist ein rechteckiges Plattenteil, das aus einem isolierenden Material hergestellt ist. Die obere Platte 23 weist eine Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 26 auf, von denen jeder mit einer entsprechenden Signalelektrode (nicht in den Zeichnungen gezeigt) zu verbinden ist, die in dem flexiblen Flachkabel 40 vorgesehen sind. Die obere Platte 23 weist auch eine Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 27 auf, von denen jeder mit Masseelektroden (nicht in den Zeichnungen gezeigt) zu verbinden ist, die in dem flexiblen Flachkabel 40 vorgesehen sind. Die Verbindungsanschlüsse 26 sind in der Längsrichtung entlang der zwei längeren Kanten der oberen Platte 23 positioniert. Die Verbindungsanschlüsse 27 sind an beiden Enden der Reihen von Verbindungsanschlüssen 26 positioniert. Erste Seitenrillen 30a, von denen sich jede in der Dickenrichtung erstreckt, sind auf einer Seitenoberfläche, die senkrecht zu den Verbindungsanschlüssen 26 ist, der oberen Platte 23 gebildet. Zusätzlich sind zweite Seitenrillen 31a, von denen sich jede in der Dickenrichtung erstreckt, auf einer Seitenoberfläche, die senkrecht zu den Verbindungsanschlüssen 27 ist, der oberen Platte 23 gebildet. Ein Ende eines jeden Verbindungsanschlusses 26 ist derart positioniert, dass es zu einer entsprechenden ersten Seitenrille 30a offenliegt. Ein Ende eines jeden Verbindungsanschlusses 27 ist derart positioniert, dass es zu einer entsprechenden zweiten Seitenrille 31a offenliegt.
Die piezoelektrischen Platten 22 sind rechteckige Plattenteile, die aus Bleizirconattitanat (PZT) hergestellt sind. Jede piezoelektrische Platte 22 weist eine Mehrzahl von Blindelektroden 29 auf, von denen jede elektrisch mit einem entsprechenden Verbindungsanschluss 26 zu verbinden ist. Jede piezoelektrische Platte 22 weist auch eine gemeinsame Elektrode 25 auf, die elektrisch mit den Verbindungsanschlüssen 27 zu verbinden ist. Die Blindelektroden 29 sind entlang der zwei längeren Kanten von der piezoelektrischen Platte 22 und auf der Oberseite der piezoelektrischen Platte 22 positioniert, so dass sie den Verbindungsanschlüssen 26 der oberen Platte 23 entsprechen. Die gemeinsame Elektrode 25 ist zum Bedecken eines mittleren Gebietes der piezoelektrischen Platte 22 positioniert. Die gemeinsame Elektrode 25 weist Kantenelektroden 25a auf. Die Kantenelek troden 25a sind an beiden Enden der Reihe von Blindelektroden 29 positioniert, so dass sie den Verbindungsanschlüssen 27 der oberen Platte 23 entsprechen. Dritte Seitenrillen 30b, von denen jede sich in der Dickenrichtung erstreckt, sind auf einer Seitenoberfläche gebildet, die senkrecht zu den Blindelektroden 29 der piezoelektrischen Platte 22 sind. Vierte Seitenrillen 31b, von denen sich jede in der Dickenrichtung erstreckt, sind auf einer Seitenoberfläche gebildet, die senkrecht zu den Kantenelektroden 25a der piezoelektrischen Platte 22 sind. Ein Ende einer jeden Blindelektrode 29 ist derart positioniert, dass es zu einer entsprechenden dritten Seitenrille 30b offenliegt. Ein Ende einer jeden Kantenelektrode 25a ist derart positioniert, dass es zu einer entsprechenden vierten Seitenrille 31b offenliegt.
Die piezoelektrischen Platten 21 sind rechteckige Plattenteile, die aus PZT hergestellt sind. Jede piezoelektrische Platte 21 weist eine Mehrzahl von Elektroden 24 auf, von denen jede elektrisch mit einem entsprechenden Verbindungsanschluss 26 verbunden ist. Weiterhin weist die piezoelektrische Platte 21 Blindelektroden 28 auf, von denen jede elektrisch mit einem entsprechenden Verbindungsanschluss 27 zu verbinden ist. Die Elektroden 24 sind entlang der zwei längeren Kanten der piezoelektrischen Platten 21 und auf der Oberseite der piezoelektrischen Platte 21 positioniert, so dass sie den Verbindungsanschlüssen 26 der oberen Platte 23 entsprechen. Die Elektroden 24 erstrecken sich zu dem mittleren Abschnitt der piezoelektrischen Platte 21 derart, dass jede Elektrode 24 so positioniert ist, dass sie einer Druckkammer 11 der Durchgangseinheit 1 (siehe 6) zugewandt ist. Die Blindelektroden 28 sind an beiden Enden der Reihen von Elektroden 24 positioniert, so dass sie den Verbindungsanschlüssen 27 der oberen Platte 23 entsprechen. Fünfte Seitenrillen 30c, von denen sich jede in der Dickenrichtung erstreckt, sind auf einer Seitenoberfläche der piezoelektrischen Platte 21 gebildet, die senkrecht zu den Elektroden 24 ist.
Sechste Seitenrillen 31c, von denen sich jede in einer Dickenrichtung erstreckt, sind auf der Seitenoberfläche der piezoelektrischen Platte 21 gebildet, die senkrecht zu den Blindelektroden 28 sind. Ein Ende einer jeden Elektrode 24 ist derart positioniert, dass sie zu einer entsprechenden fünften Seitenrille 30c offenliegt. Ein Ende einer jeden Blindelektrode 28 ist derart positioniert, dass es zu einer entsprechenden sechsten Seitenrille 31c offenliegt.
Wenn zwei piezoelektrische Platten 21, zwei piezoelektrische Platten 22 und die obere Platte 23 zusammengestapelt sind, werden jede erste Seitenrille 30a, eine entsprechende dritte Seitenrille 30b und eine entsprechende fünfte Seitenrille 30c zum Bilden einer entsprechenden Seitenrille 30 integriert, die sich in der Dickenrichtung entlang der Seitenoberfläche der Betätigungseinheit 2 erstreckt. Entsprechend werden jede zweite Seitenrille 31a, eine entsprechende vierte Seitenrille 31b und eine entsprechende sechste Seitenrille 31c zum Bilden einer entsprechenden Seitenrille 31 integriert, die sich in der Dickenrichtung entlang der Seitenoberfläche der Betätigungseinheit 2 erstreckt.
Jede der Seitenrillen 30 und 31 ist mit einer leitenden Paste (nicht in den Zeichnungen gezeigt) beschichtet. Die an jede Seitenrille 30 angelegte leitende Paste verbindet elektrisch eine entsprechende Blindelektrode 29 und eine entsprechende Elektrode 24 mit einem entsprechenden Verbindungsanschluss 26. Entsprechend verbindet die leitende Paste, die an jede Seitenrille 31 angebracht ist, elektrisch einen entsprechenden Verbindungsanschluss 27 und eine entsprechende Kantenelektrode 25a mit einer entsprechenden Blindelektrode 28.
Als nächstes wird der Betrieb der Betätigungseinheit 2 erläutert. Die piezoelektrischen Platten 21 und 22 sind in ihrer Dickenrichtung polarisiert, das heißt in der Stapelrichtung.
Wenn eine Spannung an die piezoelektrischen Platten 21 und 22 in ihrer polarisierten Dickenrichtung angelegt wird, expandieren ihre Dicken oder kontrahieren. Das heißt, die Dicke der piezoelektrischen Platten 21 und 22 in der Stapelrichtung expandiert oder kontrahiert. Ob die Dicke expandiert oder kontrahiert, wird durch die Richtung der angelegten Spannung bestimmt. Wenn daher eine vorbestimmte Spannung zwischen der gemeinsamen Elektrode 25 und eine der Elektroden 24 angelegt wird, expandieren oder kontrahieren die Teile der piezoelektrischen Platten 21 und 22, die die ausgewählte Elektrode 24 kontaktieren, in der Stapelrichtung. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die piezoelektrischen Platten 21 und 22 gestapelt. Wenn daher die vorbestimmte Spannung zwischen der gemeinsamen Elektrode 25 und einer der Elektroden 24 angelegt wird, sind die Versetzungen, die durch die Expansion oder Kontraktion in der Dickenrichtung in den Teilen der piezoelektrischen Platten 21 und 22 entsprechend zu der ausgewählten Elektrode 24 erzeugt werden, additiv.
Wenn zum Beispiel eine Spannung in der Richtung angelegt wird, die die piezoelektrischen Platten 21 und 22 in ihrer Dickenrichtung expandiert, an eine Signalelektrode (nicht in den Zeichnungen gezeigt) des flexiblen Flachkabels 40, mit der ein vorbestimmter Verbindungsanschluss 26 der oberen Platte 23 verbunden ist, expandieren die Teile der piezoelektrischen Platten 21 und 22 entsprechend der Elektrode 24, die elektrisch mit dem vorbestimmten Verbindungsanschluss 26 verbunden ist, in der Dickenrichtung. Wie in 6 gezeigt ist, ist die Bodenoberfläche der piezoelektrischen Platte 21 am Boden mit der oberen Oberfläche der Hohlraumplatte 3 gesichert, die die Druckkammern 11 definiert. Daher verformen sich die piezoelektrischen Platten 21 und 22 an den Teilen, so dass sie in eine der Druckkammern 11 vorstehen, die an einer Position angeordnet ist entsprechend zu einer der Elektroden 24, die elektrisch mit dem vorbestimmten Verbindungsanschluss 26 verbunden sind. Folglich nimmt das Volumen der einen von den Druckkammern 11, die an der Position entsprechend zu der einen Elektrode 24 angeordnet ist, ab, wodurch der Druck der Tinte innerhalb der einen Druckkammer 11 ansteigt. Als Resultat wird die Tinte von der entsprechenden Düse 10 ausgegeben, die mit der einen der Druckkammern 11 verbunden ist. Darauf folgend, wenn die eine der Elektroden 24 zu dem gleichen Potential wie die gemeinsame Elektrode 25 zurückkehrt, kehren die piezoelektrischen Platten 21 und 22 zu ihren ursprünglichen Formen zurück, wodurch das Volumen der einen der Druckkammern 11 zu seiner ursprünglichen Größe zurückkehrt. Als Resultat wird Tinte in die eine der Druckkammern 11 von dem Verteiler 18 angesaugt.
Durch Steuern der Spannung, die an jede Signalelektrode (nicht in den Zeichnungen gezeigt) des flexiblen Flachkabels 40 anzulegen ist, mit der ein entsprechender Verbindungsanschluss 26 der oberen Platte verbunden ist, ist es möglich, die Tintenausgabetätigkeit unabhängig für jede Düse 10 zu steuern. Es ist möglich, Tinte von irgendeiner ausgewählten Düse auszustoßen zum Zeichnen gewünschter Buchstaben oder Bilder auf einem Druckmedium.
Als nächstes wird das Verfahren des Herstellens des Tintenstrahlkopfes 101 erläutert unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 7 als auch auf 8 und 9. Sli (worin i = 0, 1, ...5) in 7 bezeichnet jeden Prozess bei den tintenstrahlherstellungsverfahren. 8 zeigt einen Prozess des Bildens einer Düse 10 in der Düsenplatte 9. 9 zeigt einen Prozess des Bildens des wasserabstoßenden Filmes 92 auf der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9, in der die Düse 10 gebildet worden ist.
Zuerst werden verschiedene Löcher und Vertiefungen in den Metallplatten 3, 4, 6 und 7 gebildet (S10). Die Druckkammerlöcher 11a, die Vertiefungen 11b, die Vertiefung 17 und ein paar Ver tiefungslöchern 15a und 15b werden in der Hohlraumplatte 3 durch Ätz- oder Stanzprozess oder ähnliches gebildet. Die ersten BP-Löcher 12a, die zweiten BP-Löcher 13 und die dritten BP-Löcher 16a, 16b werden in der Basisplatte 4 durch Ätz- oder Stanzprozess oder ähnliches gebildet. Die ersten Tintendurchgangslöcher 12b und die Langlöcher 6a, 6b werden in der ersten Verteilerplatte 6 durch Ätz- oder Stanzprozess oder ähnliches gebildet. Die zweiten Tintendurchgangslöcher 11c und die Verteilervertiefungen 7a, 7b werden in der zweiten Verteilerplatte 7 durch Ätz- oder Stanzprozess oder ähnliches gebildet. Es sei angemerkt, dass die Düsen 10 nicht in der Düsenplatte 9 während dieses Prozesses gebildet werden. Wie unten beschrieben wird, werden die Düsen 10 gebildet, nachdem die Düsenplatte 9 und die zweite Verteilerplatte 7 miteinander verbunden sind.
Als nächstes wird eine Oberfläche der Düsenplatte 9 mit der Bodenoberfläche der zweiten Verteilerplatte 7 verbunden. Bei diesem Schritt, wenn ein Klebstoff zum Verbinden der Oberfläche der Düsenplatte 9 mit der Bodenoberfläche der zweiten Verteilerplatte 7 benutzt wird und wenn die zwei Platten verbunden werden, nachdem die Düsen 10 gebildet worden sind, gibt es eine Möglichkeit, dass der Klebstoff in die Düsen 10 oder die zweiten Tintendurchgangslöcher 12c von der verbundenen Oberfläche fließen kann. Wenn der Klebstoff in die Düsen 10 oder die zweiten Durchgangslöcher 12c fließt, kann er den Durchmesser der Düsen 10 oder der zweiten Tintendurchgangslöcher 12c ändern, wodurch die Druckqualität vermindert wird.
Wie in 8(a) gezeigt ist, bei dieser Ausführungsform werden die Oberfläche der Düsenplatte 9 (die Oberfläche gegenüber der Tintenausgabeoberfläche 9b) und die Bodenoberfläche der zweiten Verteilerplatte 7 aufeinander gestapelt, und diese Metallplatten 7 und 9 werden durch unter Druck setzen derselben während 30 bis 60 Minuten bei einer vorbestimmten Temperatur unter einer Vakuumbedingung verbunden. Hier ist die vorbestimm te Temperatur bevorzugt höher als die Zimmertemperatur. Die Zimmertemperatur ist typisch ungefähr 25°C. Bevorzugter ist die vorbestimmte Temperatur zwischen 900 und 1050°C. Dann diffundieren an der Kontaktoberfläche zwischen der Düsenplatte 9 und der zweiten Verteilerplatte 7 Metallatome ineinander, wodurch die Oberfläche der Düsenplatte 9 mit der Bodenoberfläche der zweiten Verteilerplatte 7 verbunden wird (S11). Durch Verbinden der Metallplatten zusammen durch Erwärmen derselben auf die vorbestimmte Temperatur unter Vakuumbedingung und unter Druck setzen derselben auf diese Weise können sie der Prozesstemperatur für einen wasserabstoßenden Film widerstehen. Weiterhin kann dieses Verfahren das Problem vermeiden, dass überschüssiger Klebstoff von der Kontaktoberfläche in die zweiten Tintendurchgangslöcher 12c fließt, wenn die zwei Metallplatten 7 und 9 miteinander durch einen Klebstoff verbunden werden. Mit andern Worten, das Problem der verminderten Druckqualität aufgrund der Änderung des Durchmessers der zweiten Tintendurchgangslöcher 12c durch überschüssigen Klebstoff tritt nicht auf.
Als nächstes wird eine Kamera oder ähnliches benutzt zum Aufnehmen eines fotografischen Bildes des zweiten Tintendurchgangsloches 12c der zweiten Verteilerplatte 7. Aufgrund des aufgenommenen Bildes wird ein Stempel 45 an einer vorbestimmten Position angesetzt. Während dieses Schrittes wird das Zentrum des Stempels 42 mit dem Zentrum des zweiten Tintendurchgangsloches 12c der zweiten Verteilerplatte 7 ausgerichtet. Wie in 8(b) gezeigt ist, weist der Stempel 45 eine Form auf, die an seiner Spitze schmaler ist. Der dünnste Teil dieser verjüngten Form weist eine zylindrisch vorstehende Spitze 45a auf. Nicht in den Zeichnungen gezeigt, die Zahl der Stempel 45 ist gleich der Zahl der zweiten Tintendurchgangslöcher 12c, und ein Verteilungsmuster der Stempel 45 ist das gleiche wie das Verteilungsmuster der zweiten Tintendurchgangslöcher 12c.
Sobald die Stempel 45 an der vorbestimmten Position gesetzt sind, werden sie in die Düsenplatte 9 durch die zweiten Tintendurchgangslöcher 12c der zweiten Verteilerplatte 7 getrieben. Während dieses Schrittes wird jeder Stempel 45 derart getrieben, dass seine Spitze 45a über die Ebene der Tintenausgabeoberfläche 9b hinaus geht aber nicht die Tintenausgabeoberfläche 9b durchdringt. Die Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9 ist die Oberfläche, die der Kontaktoberfläche zwischen der Düsenplatte 9 und der zweiten Verteilerplatte 7 gegenüber ist. Mit andern Worten, die Stempel 45 werden so hineingetrieben, dass sie nicht die Düsenplatte 9 zerbrechen. Das Treiben der Stempel 45 in die Düsenplatte 9 bildet Vorsprünge 9a in der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9.
Als nächstes werden die Stempel 45 von der Düsenplatte 9 zurückgezogen. Dann werden die Vorsprünge 9a durch ein bekanntes Verfahren wie elektrolytisches Polieren, Fluidpolieren, Polieren durch eine Läppmaschine, magnetisches Polieren und Reinigen durch Ultraschallwellen niedriger Frequenz entfernt. Die Stempel 45 sind so angetrieben worden, dass ihre Spitzen 45a über die Ebene der Tintenausgabeoberfläche 9b hinaus gehen. Daher bildet das Entfernen der Vorsprünge 9a Durchgangslöcher mit Öffnungen an der Tintenausgabeoberfläche 9b. Die Düsen 10 sind in der Düsenplatte 9 gebildet, wie in 8(c) gezeigt ist.
Da jeder Stempel 45 in die Düsenplatte 9 durch ein entsprechendes Tintendurchgangsloch 12c der zweiten Verteilerplatte 7 getrieben worden ist, kommuniziert ein Ende der Düse 10 mit einem entsprechenden zweiten Tintendurchgangsloch 12c an der Kontaktoberfläche zwischen der zweiten Verteilerplatte 7 und der düsenplatte 9. Das andere Ende einer jeden Düse 10 öffnet sich an der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9. Schließlich wird die Tintenausgabeoberfläche 9b zum Fertigstellen der Düsen 10 eingeebnet (S12).
Bei dem Düsenbildungsprozess in S10 werden die Stempel 45 hineingetrieben, nachdem das Zentrum eines jeden Stempels 45 mit dem Zentrum von einem entsprechenden Tintendurchgangsloch 12c der zweiten Verteilerplatte 7 ausgerichtet ist. Daher tritt keine Positionsfehlausrichtung zwischen jedem gebildeten Durchgangsloch, d. h. Düse 10 und einem entsprechenden zweiten Tintendurchgangsloch 12c der zweiten Verteilerplatte 7 auf. Da weiterhin die Düsen 10 durch die Presstätigkeit durch die Stempel 45 gebildet werden, ist die innere Oberfläche der Düse 10 glatt, was es möglich macht, genau die Düsen 10 mit dem vorbestimmten Durchmesser zu bilden.
Jeder Stempel wird derart getrieben, dass seine Spitze 45a durch die Ebene der Tintenausstoßoberfläche 9b geht aber nicht die Tintenausgabeoberfläche 9b zerbricht. Das Treiben eines jeden Stempels 45, so dass seine Spitze 45a über die Ebene der Tintenausgabeoberfläche 9b geht, bildet Vorsprünge 9a in der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9. Die Oberfläche, die der Spitze 45a eines jeden Stempels 45 zugewandt ist, innerhalb des Vorsprunges 9a steht über die Ausgabeoberfläche 9b vor. Daher kann das Entfernen der Vorsprünge 9b Düsen 10 bilden, die an der Tintenausgabeoberfläche 9b offen sind.
Die Stempel werden so hineingetrieben, dass die Tintenausgabeoberfläche 9b nicht zerbrochen wird. Wenn irgendeiner der Stempel 45 die Tintenausgabeoberfläche 9b zerbricht, das heißt, wenn irgendeiner der Stempel 45 durch die Tintenausgabeoberfläche 9b geht, können Zacken in dem Umfang der Tintenausgabeoberfläche 9b erzeugt werden. Wenn Zacken in dem Umfang der Öffnung erzeugt werden, die durch irgendeinen der Stempel 45 erzeugt sind, der durch die Tintenausgabeoberfläche 9b geht, gibt es ein Risiko, dass Zacken innerhalb der Öffnung verbleiben, selbst nach dem der Vorsprung 9a, der an der Tintenausgabeoberfläche 9b gebildet ist, entfernt ist. Das Treiben der Stempel 45 derart, dass ihre Spitze nicht durch die Tintenausgabeober fläche 9b der Düsenplatte 9 gehen und einfaches Entfernen der Vorsprünge 9a kann die Düsen 10 in der Düsenplatte 9 bilden, die alle glatt den gesamten Weg zu ihrer Öffnung an der Tintenausgabeoberfläche 9b sind.
Als nächstes wird ein Prozess des Bildens des wasserabstoßenden Filmes 92 erläutert. Zuerst wird, wie in 9(a) gezeigt ist, eine Rolle oder ähnliches benutzt zum Pressen von lichthärtendem Harz 50 als ein Resistfilm auf die Tintenausgabeoberfläche 9b, während Wärme angelegt wird. Während diesen Schritts tritt ein vorbestimmter Betrag des lichthärtenden Harzes 50 in die Spitze der Düse 10. Während das lichthärtende Harz 10 gepresst wird, werden die Heiztemperatur, Druck, Rollengeschwindigkeit usw. eingestellt. Nicht in den Zeichnungen ist gezeigt, der vorbestimmte Betrag des lichthärtenden Harzes 50 tritt in jede Spitze der Düsen 10 ein, aber in 9 wird der Prozess des wasserabstoßenden Filmes 92 um eine der Düsen 10 erläutert.
Als nächstes wird, wie in 9(b) gezeigt ist, ein UV-Laser oder ähnliches auf das lichthärtende Harz 50 auf der Tintenausgabeoberfläche 9b durch die Düse 10 von der zweiten Verteilerplatte 7 gestrahlt. Strahlen des UV-Lasers oder ähnliches härtet das lichthärtende Harz 10 innerhalb der Düse. Hier wird durch Einstellen des Betrages des für die Belichtung benutzten Lichtes das Licht, das durch die Düse 10 geht, zum Härten des lichthärtenden Harzes 50 nur in der Richtung, in der sich die Düse 10 erstreckt, benutzt. Dieser Prozess bildet einen zylindrischen gehärteten Abschnitt 51, der teilweise von der Seite der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9 vorsteht und den gleichen Durchmesser wie der innere Durchmesser der Öffnung der Düse 10 an der Seite der Tintenausgabeoberfläche aufweist.
Als nächstes wird, wie in 9(c) gezeigt ist, das lichthärtende Harz 50 auf der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9 aufgelöst und entfernt mit einer Entwicklerlösung wie 1% Na₂CO₃ (alkalische Ätzlösung), mit Ausnahme des zylindrischen gehärteten Abschnittes 51. Der zylindrische gehärtete Abschnitt 51 wird derart belassen, dass er die Öffnung der Düse 10 maskiert und von der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9 vorsteht.
Als nächstes wird, wie in 9(d) gezeigt ist, der wasserabstoßende Film 92, der aus Nickelplattierung oder ähnlichem besteht, der ein Polymer auf Fluidbasis wie Polytetrafluorethylen (PTFE) enthält, auf der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9 gebildet. Die Dicke des wasserabstoßenden Filmes 92 beträgt zwischen 1 und 5 μm. Dann wird, wie in 9(e) gezeigt ist, nachdem der wasserabstoßende Film 92 gebildet ist, der zylindrische gehärtete Abschnitt 51 aufgelöst und entfernt mit einer Ätzlösung wie 3% NaOH.
Dann wird er zum Stabilisieren des wasserabstoßenden Filmes 92 mit Wärme bei 320 bis 390°C zum Beispiel während 15 bis 40 Minuten behandelt. Wenn die Düsenplatte 9 und die zweite Verteilerplatte 7 miteinander mit einem Klebstoff auf Epoxidbasis verbunden sind, beträgt die maximale Temperaturtoleranz des Klebstoffes zwischen 130 und 150°C, was niedriger als die des wasserabstoßenden Filmes 92 ist. Daher würde die Wärmebehandlung des wasserabstoßenden Filmes 92 nach dem Verbinden den Klebstoff zerstören. Bei der vorliegenden Ausführungsform jedoch sind die Düsenplatte 9 und die zweite Verteilerplatte 7 miteinander durch unter Druck setzen derselben bei der vorbestimmten Temperatur unter der Vakuumbedingung verbunden. Daher kann der wasserabstoßende Film 92 gebildet und wärmebehandelt werden, nachdem die Düsenplatte 9 und die zweite Verteilerplatte 7 miteinander verbunden sind. Der wasserabstoßende Film 92 wird gebildet, nachdem die Düsenplatte 9 und die zweite Verteilerplatte 7 miteinander verbunden sind. Obwohl die maximale Temperaturtoleranz des wasserabstoßenden Filmes 92 zwischen 320 und 390°C liegt, was niedriger als die Temperatur ist, die für das Verbinden der Düsenplatte 9 und der zweiten Verteilerplatte 7 benutzt wird (ungefähr 950°C), gibt es kein Risiko dass das Erwärmen der Verbindung den wasserabstoßenden Film 92 zerstören würde. Auf diese Weise wird der wasserabstoßende Film 92 auf der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9 gebildet (S13).
Als nächstes werden die Hohlraumplatte 3, die Basisplatte 4, die erste Verteilerplatte 6 und die zweite Verteilerplatte 7 ausgerichtet und gestapelt mit einem wärmehärtenden Klebstoff auf Epoxidbasis oder ähnliches. Dann werden die Platten 3, 4, 6 und 7 unter Druck gesetzt, während sie auf eine Temperatur erwärmt werden, die höher als die Aushärtungstemperatur des wärmehärtenden Klebstoffes ist, und sie werden miteinander verbunden (S14).
Während diesen Schrittes werden die Platten 3, 4, 6 und 7 derart ausgerichtet, dass das Vertiefungsloch 15a, das dritte BP-Loch 16a der Basisplatte 4, ein Ende des Langloches 6a der ersten Verteilerplatte 6 und ein Ende der Verteilervertiefung 7a der zweiten Verteilerplatte 7 einander entsprechen. Entsprechend werden die Platten 3, 4, 6 und 7 derart ausgerichtet, dass das Vertiefungsloch 15b, das dritte BP-Loch 16b der Basisplatte 4, ein Ende des Langloches 6b der ersten Verteilerplatte 6 und ein Ende der Verteilervertiefung 7b der zweiten Verteilerplatte 7 einander entsprechen.
Entsprechend werden Platten 3, 4, 6 und 7 derart ausgerichtet, dass jedes der Druckkammerlöcher 11a der Hohlraumplatte 3, ein entsprechendes erstes BP-Loch 12a der Basisplatte 4, ein entsprechendes erstes Tintendurchgangsloch 12b der ersten Verteilerplatte 6 und ein entsprechendes zweites Tintendurchgangsloch 12c der zweiten Verteilerplatte 7 einander entsprechen.
Entsprechend werden die Platten 3, 4, 6 und 7 derart ausgerichtet, dass jede der Vertiefung 11b der Hohlraumplatte 3, ein entsprechendes erstes BP-Loch 13 der Basisplatte 4, ein entsprechendes Langloch 6a oder 6b der ersten Verteilerplatte 6 und eine entsprechende Verteilervertiefung 7a oder 7b der zweiten Verteilerplatte 7 einander entsprechen.
Als nächstes werden die Durchgangseinheit 1 und die Betätigungseinheit 2 mit einem wärmehärtenden Klebstoff oder ähnliches gestapelt. Während dieses Schrittes werden diese Einheiten derart ausgerichtet, dass jede Elektrode 24 an einer Position eindeutig entsprechend zu einer Druckkammer 11 angeordnet wird. Dann werden die Durchgangseinheit 1 und die Betätigungseinheit 2 unter Druck gesetzt, während sie auf eine Temperatur erwärmt werden, die höher als die Härtungstemperatur des wärmehärtenden Klebstoffes ist, und sie werden miteinander verbunden (S15). Auf diese Weise wird der Tintenstrahlkopf 101 fertiggestellt. Das Herstellungsverfahren des Tintenstrahlkopfes, das oben erläutert wurde, sieht die unten beschriebenen Effekte vor.
Ein Durchgangsloch, d. h. Düse 10 wird in der Düsenplatte 9 gebildet, nachdem die Düsenplatte 9 (zweite Platte) mit der zweiten Verteilerplatte 7 (erste Platte) mit dem zweiten Tintendurchgangsloch 12c in der Dickenrichtung verbunden wird. Dieses macht es möglich, die Düse 10 zu bilden, während die Position des zweiten Tintendurchgangsloches 12c der zweiten Verteilerplatte 7 geprüft wird. Daher kann eine Fehlausrichtung zwischen der düsenplatte 10 und dem zweiten Tintendurchgangsloch 12c verhindert werden. Da weiterhin der Stempel 45 benutzt wird zum Bilden der Düse 10, kann die innere Oberfläche der Düse 10 glatt gemacht werden. Als Resultat kann die Düse 10 mit einem vorbestimmten Durchmesser genau gebildet werden.
Da zusätzlich die Düsenplatte 9 und die Verteilerplatte 7 miteinander durch unter Druck setzen derselben bei einer vorbe stimmten Temperatur unter Vakuumbedingung verbunden werden, können sie der Temperatur zum Bilden des wasserabstoßenden Filmes 92 wiederstehen. Weiterhin kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung das Problem vermeiden, dass überschüssiger Klebstoff von der Kontaktoberfläche in die Düse 10 oder das zweite Tintendurchgangsloch 12c fließt, wenn die zwei Platten miteinander durch einen Klebstoff verbunden werden, nachdem die Düse 10 gebildet worden ist, wodurch die Druckqualität durch Ändern des Durchmessers der Düse 10 oder des zweiten Tintendurchgangsloches 12c vermindert wird.
Da weiterhin der wasserabstoßende Film 92 auf der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9 gebildet wird, nachdem die Düsenplatte 9 und die zweite Verteilerplatte 7 miteinander verbunden sind, zerstört die vorbestimmte Temperatur zum Verbinden dieser Platten nicht den wasserabstoßenden Film 92.
Als nächstes wird ein modifiziertes Beispiel der vorliegenden Ausführungsform erläutert.
Nachdem die zweite Verteilerplatte 7 und die Düsenplatte 9 miteinander verbunden sind, ist es möglich, die Düse 10 durch Ätzen der Düsenplatte 9 oder Strahlen von Laserlicht auf die Düsenplatte 9 zu bilden.
Es ist auch möglich, einen wasserabstoßenden Film auf der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9 durch Beschichten der Tintenausgabeoberfläche 9b mit einer Harzlösung auf Fluor- oder Siliziumbasis zu bilden. In diesem Fall wird auch die gleiche Wärmebehandlung wie bei der vorliegenden Ausführungsform angewendet, nachdem das Harz auf die Tintenausgabeoberfläche 9b aufgebracht ist, zum Stabilisieren des wasserabstoßenden Filmes. Es ist auch möglich, die Tintenausgabeoberfläche 9b mit einem Elektronenstrahl oder einem Laserstrahl zu bestrahlen zum Ändern der Tintenausgabeoberfläche 9b in einen amorphen Zustand und dann rasches Abkühlen zum Verfestigen derselben, während der amorphe Zustand beibehalten wird, wodurch der wasserabstoßende Film gebildet wird, der aus einer amorphen Schicht auf der Tintenausgabeoberfläche 9b gebildet ist. Wenn der wasserabstoßende Film. durch die Elektronenstrahl- oder Laserstrahlbestrahlung gebildet wird, wird der wasserabstoßende Film nicht durch die vorbestimmte Temperatur (ungefähr 950°C) zum Verbinden der Düsenplatte 9 und der zweiten Verteilerplatte 7 zerstört. Daher ist es auch möglich, den wasserabstoßenden Film auf der Tintenausgabeoberfläche 9b der Düsenplatte 9 vor dem Verbinden der Düsenplatte 9 und der zweiten Verteilerplatte 7 zu bilden.
Während die Platten 3, 4 und 6 miteinander durch einen Klebstoff bei dieser Ausführungsform verbunden werden, ist es auch möglich, einige oder alle Platten 3, 4 und 6 durch unter Druck setzen derselben bei einer vorbestimmten Temperatur unter Vakuumbedingung zu verbinden. Weiterhin, wohingegen nur zwei Platten, d. h. die Düsenplatte 9 und die zweite Verteilerplatte 7 miteinander einmal bei dieser Ausführungsform verbunden werden, ist es auch möglich, einige oder alle Platten 3, 4 und 6 zu der gleichen Zeit des Verbindens der Düsenplatte 9 und der zweiten Verteilerplatte 7 zu verbinden und dann die Düse 10 in der Düsenplatte 9 zu bilden.

Claims

Verfahren des Herstellens eines Tintenstrahlkopfes mit: einem Schritte des Verbindens einer Oberfläche einer ersten Platte (7), die ein Tintendurchgangsloch (12c) aufweist, das die erste Platte durchdringt, mit einer Oberfläche einer zweiten Platte (9); und einem Schritt des Bildens eines Durchgangsloches (10), das die zweite Platte (9) durchdringt, der auf das Verbinden der ersten Platte (7) und der zweiten Platte (9) folgend ausgeführt wird, worin das Durchgangsloch (10) mit dem Tintendurchgangsloch (12c) an einer Kontaktfläche zwischen der ersten Platte (7) und der zweiten Platte (9) kommuniziert und sich an einer Tintenausgabeoberfläche (9b) öffnet, die der Kontaktfläche gegenüber ist; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platte (7) und die zweite Platte (9) ohne einen Klebstoff durch Pressen eines Stapels der ersten Platte (7) und der zweiten Platte (9) in ihrer Dickenrichtung bei einer vorbestimmten Temperatur, die höher als eine Zimmertemperatur ist, verbunden werden; und jede der ersten Platte (7) und der zweiten Platte (9) aus Metall hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, mit: einem Schritt des Bildens eines Wasser abstoßenden Filmes (92) auf der Tintenausgabeoberfläche (9b), der auf das Bilden des Durchgangsloches (10) folgend ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Wasser abstoßende Film (92) aus einem Material gebildet wird, dessen maximale Temperaturtoleranz niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritte des Bildens des Durchgangsloches aufweist: einen Schritt des Treibens eines Stempels (45) in die zweite Platte (9) durch das Tintendurchgangsloch (12c), bis die Spitze des Stempels (45) über die Tintenausgabeoberfläche (9b) hinaus vorsteht, aber nicht die zweite Platte (9) bricht, so dass ein Vorsprung (9a) an der Tintenausgabeoberfläche (9b) gebildet wird; und einen Schritt des Entfernens des Vorsprunges (9a), der an der Tintenausgabeoberfläche (9b) gebildet ist, wodurch das Durchgangsloch (10) gebildet wird.