ALLGEMEINER STAND DER
TECHNIK GENERAL STATUS OF THE
TECHNOLOGY
1. Gebiet
der Erfindung1st area
the invention
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahlkopf zum Drucken
durch Ausspritzen von Tinte auf ein Druckmedium und einen Tintenstrahldrucker,
der den Tintenstrahlkopf aufweist.The
The present invention relates to an ink jet head for printing
by ejecting ink onto a print medium and an inkjet printer,
having the ink jet head.
2. Beschreibung des Standes
der Technik2. Description of the state
of the technique
In
einem Tintenstrahldrucker verteilt ein Tintenstrahlkopf Tinte, die
aus einem Tintentank zugeführt
wird, zu Druckkammern. Der Tintenstrahlkopf legt selektiv Druck
an jede Druckkammer an, um Tinte durch eine Düse auszuspritzen. Als ein Mittel
zum selektiven Anlegen von Druck an die Druckkammern kann eine Betätigungseinheit
verwendet werden, in der keramische piezoelektrische Lagen laminiert sind.In
An ink jet head distributes ink to an ink jet printer
supplied from an ink tank
becomes, to pressure chambers. The ink jet head selectively applies pressure
to each pressure chamber to eject ink through a nozzle. As a means
for selectively applying pressure to the pressure chambers, an actuator unit
be used, are laminated in the ceramic piezoelectric layers.
Um
ein Beispiel zu nennen, ist ein Tintenstrahlkopf dieser Art bekannt,
der eine einzelne Betätigungseinheit
aufweist, in der kontinuierliche flache piezoelektrische Lagen,
die sich über
mehrere Druckkammern erstrecken, laminiert sind und wenigstens eine
der piezoelektrischen Lagen zwischen einer gemeinsamen Elektrode,
die von vielen Druckkammern gemeinsam genutzt wird und auf dem Erdungspotenzial
gehalten wird, und vielen einzelnen Elektroden, d. h. Ansteuerungselektroden,
die an Positionen, die den jeweiligen Druckkammern entsprechen,
angeordnet sind, eingeschlossen ist (siehe US-Patent Nr. 5,402,159).
Der Teil der piezoelektrischen Lage, der zwischen den einzelnen
Elektroden und der gemeinsamen Elektrode eingeschlossen ist und
in seiner Dicke polarisiert ist, wird in seiner Dickenrichtung als
eine aktive Schicht durch den sogenannten piezoelektrischen Längseffekt
expandiert oder kontrahiert, wenn an eine einzelne Elektrode auf einer
Seite der Lage ein anderes Potenzial angelegt wird als an die gemeinsame
Elektrode auf der anderen Seite. Dadurch ändert sich das Volumen der
entsprechenden Druckkammer, so dass Tinte durch eine Düse, die
mit der Druckkammer in strömungsmäßiger Verbindung
steht, in Richtung eines Druckmediums ausgespritzt wird.Around
to give an example, an ink jet head of this kind is known,
the one single actuator
having, in the continuous flat piezoelectric layers,
which are over
several pressure chambers extend, are laminated and at least one
the piezoelectric layers between a common electrode,
which is shared by many pressure chambers and at the grounding potential
is held, and many individual electrodes, d. H. Drive electrodes,
at positions corresponding to the respective pressure chambers,
are enclosed (see US Pat. No. 5,402,159).
The part of the piezoelectric layer between the individual
Electrodes and the common electrode is enclosed and
is polarized in its thickness, is in its thickness direction as
an active layer by the so-called piezoelectric longitudinal effect
expands or contracts when attached to a single electrode on one
Side of the situation another potential is created than to the common
Electrode on the other side. This changes the volume of the
corresponding pressure chamber, allowing ink through a nozzle, the
with the pressure chamber in fluid communication
is, is ejected in the direction of a pressure medium.
Um
bei einem solchen Tintenstrahlkopf gute Tintenausspritzergebnisse
zu erreichen, muss die Betätigungseinheit
präzise
an einer Durchgangseinheit dergestalt positioniert werden, dass
die einzelnen Elektroden sich in vorgegebenen Positionen befinden
müssen,
die in einer Draufsicht den jeweiligen Druckkammern entsprechen.Around
good ink ejection results with such an ink jet head
To reach, the operating unit must
precise
be positioned at a passage unit such that
the individual electrodes are in predetermined positions
have to,
which correspond to the respective pressure chambers in a plan view.
In
vielen Fällen
wird ein solcher Tintenstrahlkopf, wie er oben beschrieben ist,
aufgrund verschiedener Fertigungsbeschränkungen in der folgenden Weise
hergestellt. Das heißt,
die Durchgangseinheit, in der Tintendurchgänge, die Druckkammern enthalten,
ausgebildet sind, wird von der Betätigungseinheit separat hergestellt.
Die Durchgangseinheit wird dann mit einem Klebstoff an die Betätigungseinheit so
angeklebt, dass sich die Druckkammern nahe der Betätigungseinheit
befinden. Bei diesem Klebevorgang wird eine Markierung auf der Durchgangseinheit
mit einer Markierung auf der Betätigungseinheit in Übereinstimmung
gebracht. In
many cases
becomes such an ink jet head as described above
due to various manufacturing limitations in the following way
produced. This means,
the passage unit, in which ink passages containing pressure chambers,
are formed, is made separately from the actuator unit.
The passage unit is then bonded to the actuator unit with an adhesive
glued that the pressure chambers close to the actuator unit
are located. This gluing process marks the passage unit
with a mark on the actuator in accordance
brought.
Im
Allgemeinen jedoch werden die piezoelektrischen Lagen der Betätigungseinheit
mittels eines Sinterprozesses hergestellt, während die Durchgangseinheit
mit Metallfolien laminiert wird. Darum ist die Positionsgenauigkeit
der Elek troden umso geringer, je größer die piezoelektrischen Lagen
sind. Je länger
der Kopf ist, desto schwieriger wird der Positionierungsprozess
zwischen den Druckkammern in der Durchgangseinheit und den einzelnen
Elektroden in der Betätigungseinheit.
Infolge dessen kann es sein, dass der Produktionsertrag der Köpfe verringert wird.in the
Generally, however, the piezoelectric layers become the actuator unit
produced by a sintering process, while the passage unit
is laminated with metal foils. That's why the position accuracy
The Elek electrodes the smaller, the larger the piezoelectric layers
are. The longer
the head is, the harder the positioning process becomes
between the pressure chambers in the passage unit and the individual
Electrodes in the operating unit.
As a result, the production yield of the heads may be reduced.
Andererseits
ist die Betätigungseinheit
eine teure winzige Komponente, und weil sie aus Keramik besteht,
ist sie sehr spröde.
Besonders bei der Betätigungseinheit,
die eine polygonale Form aufweist, brechen leicht die Ecken ab.
Der Bruchverlust ist eine Ursache für einen Anstieg der Fertigungskosten.
Des Weiteren muss die Betätigungseinheit
sehr behutsam gehandhabt werden, damit keine Ecke gegen eine andere
Komponente stößt. Dadurch
wird die Montage des Tintenstrahlkopfes schwierig.on the other hand
is the operating unit
an expensive tiny component, and because it's made of ceramic,
she is very brittle.
Especially with the operating unit,
which has a polygonal shape, easily break off the corners.
Breakage loss is a cause of an increase in manufacturing costs.
Furthermore, the actuator unit
be handled very carefully, so that no corner against another
Component abuts. Thereby
the mounting of the ink jet head becomes difficult.
Aus EP 0 620 670 ist eine Bilddarstellungsvorrichtung
bekannt, die eine ungenaue Bauteilausrichtung und Nahtartefakte
ausgleicht, indem sie eine bewusste transversale Überlappung
zwischen benachbarten Gebieten vorsieht.Out EP 0 620 670 For example, an image display device is known that compensates for inaccurate component alignment and seam artifacts by providing a deliberate transversal overlap between adjacent regions.
KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNGSUMMARY
THE INVENTION
Eine
Aufgabe die vorliegende Erfindung ist die Bereitstellung eines Tintenstrahlkopfs,
bei dem eine Betätigungseinheit
präzise
relativ zu einer Durchgangseinheit positioniert ist.A
The object of the present invention is to provide an ink jet head,
in which an operating unit
precise
is positioned relative to a passage unit.
Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Tintenstrahlkopfes, bei dem eine Betätigungseinheit nur schwer zerbrochen
werden kann.A
Another object of the present invention is the provision
an ink jet head in which an operating unit is difficult to break
can be.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1 bereitgestellt.According to the present
An ink jet head according to claim 1 is provided.
Bei
dieser Konstruktion kann jede der Betätigungseinheiten unabhängig von
den anderen relativ zur Durchgangseinheit angeordnet werden. Darum kann
selbst im Fall eines langen Kopfes die Zunahme der Positionsverschiebung
zwischen Elektrode und Druckkammer jeder Betätigungseinheit vermeiden werden.
Somit können
beide präzise
relativ zueinander positioniert werden. Infolge dessen können gute Tintenausspritzergebnisse
erreicht werden, und der Produktionsertrag der Köpfe wird gesteigert. Weil außerdem die
Druckerzeugungsabschnitte in dem zusätzlichen Bereich, der sich
in einer Betätigungseinheit
befindet, dem Lückenabschnitt
zwischen sich und den Druckerzeugungsabschnitten in dem Basisbereich
einer benachbarten Betätigungseinheit
entsprechen, kann die Zahl der Druckerzeugungsabschnitte in der
unmittelbaren Umgebung des Nahtabschnitts zwischen der Betätigungseinheit
und der benachbarten Betätigungseinheit
nicht auf einen kleinen Wert gebracht werden. Darum kann ein Kopf
hergestellt werden, bei dem es im Wesentlichen keine Schwankung
der Zahl von Druckerzeugungsabschnitten in der Längsrichtung der Durchgangseinheit
gibt.With this construction, each of the operating units can be arranged independently of the others relative to the passage unit. Therefore even in the case of a long head, the increase of the positional shift between the electrode and the pressure chamber of each actuator unit can be avoided. Thus, both can be precisely positioned relative to each other. As a result, good ink ejection results can be achieved, and the production yield of the heads is increased. In addition, because the pressure generating sections in the additional area located in one operating unit correspond to the gap portion between them and the pressure generating sections in the base area of an adjacent operating unit, the number of pressure generating sections in the immediate vicinity of the seam section between the operating unit and the adjacent operating unit can not be brought to a small value. Therefore, a head can be manufactured in which there is substantially no fluctuation in the number of pressure generating sections in the longitudinal direction of the passage unit.
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION
THE DRAWINGS
Andere
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen
aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
hervor, in denen Folgendes zu sehen ist:Other
and other objects, features and advantages of the invention go
from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings
which shows:
1 ist
eine allgemeine Ansicht eines Tintenstrahldruckers, der Tintenstrahlköpfe gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält. 1 Fig. 10 is a general view of an ink-jet printer incorporating ink-jet heads according to a first embodiment of the present invention.
2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahl kopfes gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2 Fig. 15 is a perspective view of an ink jet head according to a first embodiment of the present invention.
3 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 2. 3 is a sectional view taken along the line III-III in 2 ,
4 ist
eine Draufsicht auf einen Kopfhauptkörper, der in dem Tintenstrahlkopf
von 2 enthalten ist. 4 FIG. 10 is a plan view of a head main body incorporated in the ink jet head of FIG 2 is included.
5 ist
eine vergrößerte Ansicht
des mit einer Punkt-Strich-Linie
umgrenzten Bereichs in 4. 5 is an enlarged view of the area enclosed by a dot-dash line in FIG 4 ,
6 ist
eine vergrößerte Ansicht
des mit einer Punkt-Strich-Linie
umgrenzten Bereichs in 5. 6 is an enlarged view of the area enclosed by a dot-dash line in FIG 5 ,
7 ist
eine teilweise Schnittansicht des Kopfhauptkörpers von 4. 7 is a partial sectional view of the head main body of 4 ,
8 ist
eine vergrößerte Ansicht
des mit einer Ein-Strich-zwei-Punkt-Linie
umgrenzten Bereichs in 5. 8th FIG. 14 is an enlarged view of the area bounded by a one-dash two-dot line in FIG 5 ,
9 ist
eine teilweise auseinandergezogene Ansicht des Kopfhauptkörpers von 4. 9 is a partially exploded view of the head main body of 4 ,
10 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
eines seitlichen Blicks auf den Bereich, der in 7 mit einer
Punkt-Strich-Linie
umgrenzt ist. 10 FIG. 14 is an enlarged sectional view of a side view of the area in FIG 7 is delimited with a dot-dash line.
11 ist
eine Draufsicht auf einen Kopfhauptkörper, der in einem Tintenstrahlkopf
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthalten ist. 11 Fig. 10 is a plan view of a head main body included in an ink jet head according to a second embodiment of the present invention.
12 ist
ein Blick von unten auf den Kopfhauptkörper von 11. 12 is a view from below of the head main body of 11 ,
13 ist
eine Querschnittsansicht des Kopfhauptkörpers von 11. 13 FIG. 16 is a cross-sectional view of the head main body of FIG 11 ,
14 ist
eine vergrößerte Ansicht
des Bereichs Q, der in 13 mit einer Punkt-Strich-Linie umgrenzt
ist. 14 is an enlarged view of the area Q in FIG 13 is delimited with a dot-dash line.
15 ist
eine teilweise Schnittansicht des Kopfhauptkörpers von 11. 15 is a partial sectional view of the head main body of 11 ,
16 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, die
den detaillierten Aufbau einer Betätigungseinheit in dem Kopfhauptkörper von 11 veranschaulicht. 16 FIG. 10 is an enlarged sectional view showing the detailed structure of an actuator unit in the head main body of FIG 11 illustrated.
17 ist
eine vergrößerte Draufsicht
auf eine Betätigungseinheit
in dem Kopfhauptkörper
von 11. 17 FIG. 10 is an enlarged plan view of an operating unit in the head main body of FIG 11 ,
18 ist
eine vergrößerte Draufsicht,
die einen Nahtabschnitt zwischen zwei Betätigungseinheiten von 17 zeigt. 18 is an enlarged plan view showing a seam portion between two actuation units of 17 shows.
19 ist
eine vergrößerte Draufsicht
auf eine Betätigungseinheit
gemäß einer
Modifizierung einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 19 FIG. 10 is an enlarged plan view of an actuator unit according to a modification of a second embodiment of the present invention. FIG.
20 ist
eine vergrößerte Draufsicht,
die einen Nahtabschnitt zwischen zwei Betätigungseinheiten von 19 zeigt. 20 is an enlarged plan view showing a seam portion between two actuation units of 19 shows.
21A ist eine Draufsicht auf einen Kopfhauptkörper, der
in einem Tintenstrahlkopf gemäß einer
Modifizierung der zweiten Ausführungsform
enthalten ist, in dem vier Betätigungseinheiten
angeordnet sind. 21A Fig. 11 is a plan view of a head main body included in an ink jet head according to a modification of the second embodiment in which four actuator units are arranged.
21B ist eine Draufsicht auf einen Kopfhauptkörper, der
in einem Tintenstrahlkopf gemäß einer
weiteren Modifizierung der zweiten Ausführungsform enthalten ist, in
dem vier Betätigungseinheiten angeordnet
sind. 21B Fig. 10 is a plan view of a head main body included in an ink jet head according to another modification of the second embodiment in which four actuator units are arranged.
22 ist
eine Draufsicht auf einen Kopfhauptkörper, der in einem Tintenstrahlkopf
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthalten ist. 22 FIG. 10 is a plan view of a head main body used in an ink jet head according to a third embodiment of the present invention. FIG is included.
23 ist
ein Blick von unten auf den Kopfhauptkörper von 22. 23 is a view from below of the head main body of 22 ,
24 ist
eine Querschnittsansicht des Kopfhauptkörpers von 22. 24 FIG. 16 is a cross-sectional view of the head main body of FIG 22 ,
25 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs
E, der in 24 mit einer Punkt-Strich-Linie umgrenzt
ist. 25 is an enlarged view of the area E in 24 is delimited with a dot-dash line.
26 ist eine teilweise Schnittansicht des Kopfhauptkörpers von 22. 26 is a partial sectional view of the head main body of 22 ,
27 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den
detaillierten Aufbau einer Betätigungseinheit in
dem Kopfhauptkörper
von 22 veranschaulicht. 27 FIG. 10 is an enlarged sectional view showing the detailed structure of an actuator unit in the head main body of FIG 22 illustrated.
28A ist eine schematische Ansicht, die das Profil
einer Betätigungseinheit
veranschaulicht, die in dem Kopfhauptkörper von 22 enthalten
ist. 28A FIG. 12 is a schematic view illustrating the profile of an operating unit included in the head main body of FIG 22 is included.
28B ist eine schematische Ansicht, die das Profil
einer Betätigungseinheit
als eine Modifizierung veranschaulicht. 28B Fig. 12 is a schematic view illustrating the profile of an actuator unit as a modification.
29A ist eine Draufsicht auf eine Modifizierung
des Kopfhauptkörpers
von 22, der heptagonale Betätigungseinheiten enthält. 29A FIG. 12 is a plan view of a modification of the head main body of FIG 22 containing heptagonal actuators.
29B ist eine Draufsicht auf eine Betätigungseinheit,
die in dem Kopfhauptkörper
von 29A enthalten ist. 29B FIG. 10 is a plan view of an operating unit included in the head main body of FIG 29A is included.
30A ist eine Draufsicht auf eine weitere Modifizierung
des Kopfhauptkörpers
von 22, der oktagonale Betätigungseinheiten enthält. 30A FIG. 10 is a plan view of another modification of the head main body of FIG 22 containing octagonal actuators.
30B ist eine Draufsicht auf eine Betätigungseinheit,
die in dem Kopfhauptkörper
von 30A enthalten ist. 30B FIG. 10 is a plan view of an operating unit included in the head main body of FIG 30A is included.
31A ist eine Draufsicht auf eine weitere Modifizierung
des Kopfhauptkörpers
von 22, die teilweise gerundete Betätigungseinheiten
enthält. 31A FIG. 10 is a plan view of another modification of the head main body of FIG 22 containing partially rounded actuators.
31B ist eine Draufsicht auf eine Betätigungseinheit,
die in dem Kopfhauptkörper
von 31A enthalten ist. 31B FIG. 10 is a plan view of an operating unit included in the head main body of FIG 31A is included.
32 ist eine schematische Ansicht eines hauptsächlichen
Teils eines Tintenstrahldruckers gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 32 Fig. 12 is a schematic view of a principal part of an ink jet printer according to the fourth embodiment of the present invention.
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION
THE PREFERRED EMBODIMENTS
Zuerst
wird zum Verständnis
von Tintenstrahlköpfen
gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ein Tintenstrahlkopf anhand der 1 bis 10 beschrieben. 1 ist
eine allgemeine Ansicht eines Tintenstrahldruckers, der Tintenstrahlköpfe gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält.
Der in 1 veranschaulichte Tintenstrahldrucker 101 ist
ein Farbtintenstrahldrucker mit vier Tintenstrahlköpfen 1.
In diesem Drucker 101 sind eine Papierzuführeinheit 111 und
eine Papierausgabeeinheit 112 in einem linken bzw. einem
rechten Abschnitt von 1 angeordnet.First, for understanding ink jet heads according to embodiments of the present invention, an ink jet head will be described with reference to FIGS 1 to 10 described. 1 Fig. 10 is a general view of an ink-jet printer incorporating ink-jet heads according to a first embodiment of the present invention. The in 1 illustrated inkjet printers 101 is a color inkjet printer with four inkjet heads 1 , In this printer 101 are a paper feed unit 111 and a paper output unit 112 in a left or a right section of 1 arranged.
In
dem Drucker 101 erstreckt sich ein Papiertransportpfad
von der Papierzuführeinheit 111 zu
der Papierausgabeeinheit 112. Ein Paar Zuführwalzen 105a und 105b ist
der Papierzuführeinheit 111 unmittelbar
nachgeordnet, um ein Papier als ein Bildaufzeichnungsmedium zu ergreifen
und vorwärts
zu transportieren. Mittels des Paares Zuführwalzen 105a und 105b wird
das Papier von der linken zur rechten Seite in 1 transportiert.
In der Mitte des Papiertransportpfades sind zwei Bandumlaufwalzen 106 und 107 und
ein Endlostransportband 108 angeordnet. Das Transportband 108 läuft um die
Bandumlaufwalzen 106 und 107 herum und erstreckt
sich zwischen ihnen. Die Außenseite,
d. h. die Transportseite, des Transportbandes 108 ist mit
Silikon behandelt. Somit kann ein Papier, das durch das Paar Zuführwalzen 105a und 105b hindurchgeführt wird,
auf der Transportseite des Transportbandes 108 mittels der
Adhäsion
der silikonbehandelten Seite gehalten werden. In diesem Zustand
wird das Papier stromabwärts
(nach rechts) transportiert, indem eine Bandwalze 106 in
der Uhrzeigerrichtung in 1 angetrieben wird (der Richtung,
die durch einen Pfeil 104 bezeichnet ist).In the printer 101 A paper transport path extends from the paper feed unit 111 to the paper output unit 112 , A pair of feed rollers 105a and 105b is the paper feed unit 111 immediately downstream to grab and forward a paper as an image recording medium. By means of the pair of feed rollers 105a and 105b the paper is going from left to right in 1 transported. In the middle of the paper transport path are two belt circulating rollers 106 and 107 and an endless conveyor belt 108 arranged. The conveyor belt 108 runs around the belt rollers 106 and 107 around and extends between them. The outside, ie the transport side, of the conveyor belt 108 is treated with silicone. Thus, a paper passing through the pair of feed rollers 105a and 105b is passed through, on the transport side of the conveyor belt 108 be held by means of the adhesion of the silicone-treated side. In this condition, the paper is transported downstream (to the right) by a belt roller 106 in the clockwise direction in 1 is driven (the direction indicated by an arrow 104 is designated).
Andruckelemente 109a und 109b sind
an Positionen zum Zuführen
eines Papiers auf die Bandwalze 107 bzw. zum Herunternehmen
des Papiers von der Bandwalze 106 angeordnet. Jedes der
Andruckelemente 109a und 109b dient dem Andrücken des
Papiers auf die Transportseite des Transportbandes 108,
damit sich das Papier nicht von der Transportseite des Transportbandes 108 lösen kann.
Somit haftet das Papier sicher an der Transportseite.pressure elements 109a and 109b are at positions for feeding a paper to the band roller 107 or for taking down the paper from the strip roller 106 arranged. Each of the pressure elements 109a and 109b serves to press the paper onto the transport side of the conveyor belt 108 so that the paper does not get off the transport side of the conveyor belt 108 can solve. Thus, the paper adheres securely to the transport side.
Eine
Ablösevorrichtung 110 ist
entlang des Papiertransportpfades dem Transportband 108 unmittelbar
nachgeordnet. Die Ablösevorrichtung 110 löst das Papier,
das an der Transportseite des Transportbandes 108 anhaftet,
von der Transportseite, um das Papier in Richtung der rechtsseitigen
Papierausgabeeinheit 112 zu transportieren.A detachment device 110 is along the paper transport path the conveyor belt 108 immediately downstream. The detachment device 110 releases the paper that is on the transport side of the conveyor belt 108 adheres, from the transport side, to the paper toward the right side paper output unit 112 to transport.
Jeder
der vier Tintenstrahlköpfe 1 hat
an seinem unteren Ende einen Kopfhauptkörper 1a. Jeder Kopfhauptkörper 1a hat einen
rechteckigen Querschnitt. Die Kopfhauptkörper 1a sind dicht
beieinander angeordnet, wobei die Längsachse jedes Kopfhauptkörpers 1a senkrecht
zur Papiertransportrichtung (senkrecht zur 1) verläuft. Das
heißt,
dieser Drucker 101 ist ein Zeilendrucker. Der Boden jedes der
vier Kopfhauptkörper 1a ist
dem Papiertransportpfad zugewandt. Im Boden jedes Kopfhauptkörpers 1a befinden
sich eine Anzahl Düsen,
die jeweils eine Tintenausspritzöffnung
mit einem kleinen Durchmesser aufweisen. Die vier Kopfhauptkörper 1a spritzen Tinte
der Farben Magenta, Gelb, Cyan bzw. Schwarz aus.Each of the four inkjet heads 1 has a head main body at its lower end 1a , Each head main body 1a has a rectangular cross-section. The head main body 1a are arranged close to each other, with the longitudinal axis of each head main body 1a perpendicular to the paper transport direction (perpendicular to the 1 ) runs. That is, this printer 101 is a line printer. The bottom of each of the four head main bodies 1a is facing the paper transport path. In the bottom of each head main body 1a There are a number of nozzles each having an ink ejection opening with a small diameter. The four head main bodies 1a Inject ink of the colors magenta, yellow, cyan or black.
Die
Kopfhauptkörper 1a sind
so angeordnet, dass ein schmaler Freiraum zwischen der Unterseite jedes
Kopfhauptkörpers 1a und
der Transportseite des Transportbandes 108 entsteht. Der
Papiertransportpfad verläuft
innerhalb des Freiraums. Bei diesem Aufbau werden – während ein
Papier, das durch das Transportband 108 transportiert wird,
unmittelbar unter den vier Kopfhauptkörpern 1a der Reihe
nach vorbeigeführt
wird – die
jeweiligen Farbtinten durch die entsprechenden Düsen in Richtung der Oberseite,
d. h. der Druckseite, des Papiers ausgespritzt, um ein gewünschtes
Farbbild auf dem Papier herzustellen. The head main body 1a are arranged so that a narrow clearance between the bottom of each head main body 1a and the transport side of the conveyor belt 108 arises. The paper transport path runs within the free space. In this construction will be - while a paper passing through the conveyor belt 108 is transported, immediately under the four head main bodies 1a is passed in sequence - the respective color inks are ejected through the respective nozzles toward the top, ie the printing side, of the paper to produce a desired color image on the paper.
Der
Tintenstrahldrucker 101 ist mit einer Wartungseinheit 117 für eine automatische
Wartung der Tintenstrahlköpfe 1 ausgestattet.
Die Wartungseinheit 117 enthält vier Kappen 116 zum
Bedecken der Unterseiten der vier Kopfhauptkörper 1a sowie ein
nicht-veranschaulichtes Reinigungssystem. The inkjet printer 101 is with a maintenance unit 117 for automatic maintenance of inkjet heads 1 fitted. The maintenance unit 117 contains four caps 116 for covering the bottoms of the four head main bodies 1a and a non-illustrated cleaning system.
Während der
Tintenstrahldrucker 101 druckt, befindet sich die Wartungseinheit 117 in
einer Position unmittelbar unter der Papierzuführeinheit 117 (Rückzugsposition).
Wenn nach Beendigung des Druckvorgangs eine vorgegebene Bedingung
er füllt ist
(wenn zum Beispiel ein Zustand, in dem kein Druckvorgang ausgeführt wird,
für einen
vorgegebenen Zeitraum fortbesteht oder wenn der Drucker 101 ausgeschaltet
wird), so bewegt sich die Wartungseinheit 117 in eine Position
unmittelbar unter den vier Kopfhauptkörpern 1a (Kappenposition),
in der die Wartungseinheit 117 die Unterseiten der Kopfhauptkörper 1a mit
den jeweiligen Kappen 116 bedeckt, um zu verhindern, dass
Tinte in den Düsen
der Kopfhauptkörper 1a antrocknet. While the inkjet printer 101 prints, is the maintenance unit 117 in a position immediately under the paper feed unit 117 (Retreat position). When, after the completion of the printing operation, a predetermined condition is filled (for example, when a state in which no printing is carried out continues for a predetermined period or when the printer 101 is turned off), the maintenance unit moves 117 in a position immediately under the four head main bodies 1a (Cap position), in which the maintenance unit 117 the bottoms of the head main body 1a with the respective caps 116 covered to prevent ink in the nozzles of the head main body 1a dries.
Die
Bandumlaufwalzen 106 und 107 und das Transportband 108 werden
von einem Tragrahmen 113 getragen. Der Tragrahmen 113 befindet
sich auf einem zylindrischen Element 115, das unter dem
Tragrahmen 113 angeordnet ist. Das zylindrische Element 115 kann
sich um eine Welle 114 drehen, die an einer Position angeordnet
ist, die von der Mitte des zylindrischen Elements 115 abweicht.
Somit kann durch Drehen der Welle 114 die Höhe des obersten Abschnitts
des zylindrischen Elements 115 verändert werden, um den Tragrahmen 113 entsprechend
nach oben oder unten zu bewegen. Wenn die Wartungseinheit 117 aus
der Rückzugsposition
in die Kappenposition bewegt wird, so muss das zylindrische Element 115 zuvor
um einen vorgegebenen Winkel gedreht worden sein, um das Transportband 108 und die
Bandumlaufwalzen 106 und 107 um eine notwendige
Distanz aus der in 1 veranschaulichten Position
abwärts
zu bewegen. Dadurch wird Platz für
die Bewegung der Wartungseinheit 117 gewährleistet. The belt rollers 106 and 107 and the conveyor belt 108 be from a support frame 113 carried. The supporting frame 113 is located on a cylindrical element 115 under the support frame 113 is arranged. The cylindrical element 115 can be about a wave 114 rotate, which is disposed at a position from the center of the cylindrical member 115 differs. Thus, by turning the shaft 114 the height of the topmost portion of the cylindrical element 115 be changed to the support frame 113 move up or down accordingly. When the maintenance unit 117 moved from the retreat position to the cap position, so must the cylindrical element 115 previously rotated by a predetermined angle to the conveyor belt 108 and the belt rollers 106 and 107 to get a necessary distance from the in 1 illustrated position to move down. This will make room for the movement of the maintenance unit 117 guaranteed.
In
dem von dem Transportband 108 umgebenen Bereich ist eine
nahezu rechteckige parallelflachförmige Führung 121 (deren Breite
im Wesentlichen gleich der Breite des Transportbandes 108 entspricht)
an einer Position angeordnet, die den Tintenstrahlköpfen 1 gegenüberliegt.
Die Führung 121 befindet
sich in Kontakt mit der Unterseite des oberen Teils des Transportbandes 108,
um den oberen Teil des Transportbandes 108 von innen her
zu stützen. In the of the conveyor belt 108 surrounded area is a nearly rectangular Parallelflachförmige guide 121 (whose width is substantially equal to the width of the conveyor belt 108 corresponds) at a position corresponding to the inkjet heads 1 opposite. The leadership 121 is in contact with the underside of the upper part of the conveyor belt 108 to the upper part of the conveyor belt 108 to support from the inside.
Als
nächstes
wird der Aufbau jedes Tintenstrahlkopfes 1 gemäß dieser
Ausführungsform
genauer beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht
des Tintenstrahlkopfes 1. 3 ist eine Schnittansicht
entlang der Linie III-III in 2. Wenden
wir uns den 2 und 3 zu. Der
Tintenstrahlkopf 1 gemäß dieser
Ausführungsform
enthält einen
Kopfhauptkörper 1a,
der eine – von
oben gesehen – rechteckige
Form aufweist und sich in einer Richtung (der Hauptabtastrichtung)
erstreckt, und einen Basisabschnitt 131 zum Tragen des
Kopfhauptkörpers 1a.
Der Basisabschnitt 131, der den Kopfhauptkörper 1a trägt, trägt des Weiteren
Ansteuerungs-ICs 132 zum Zuführen von Ansteuerungssignalen
zu einzelnen Elektroden 35a und 35b (siehe 6 und 10)
sowie Substrate 133. Next, the structure of each ink jet head will be explained 1 described in more detail according to this embodiment. 2 Fig. 16 is a perspective view of the ink jet head 1 , 3 is a sectional view taken along the line III-III in 2 , Let us turn to that 2 and 3 to. The inkjet head 1 according to this embodiment, includes a head main body 1a which has a rectangular shape as seen from above and extends in one direction (the main scanning direction) and a base portion 131 for supporting the head main body 1a , The base section 131 containing the head main body 1a carries, further carries drive ICs 132 for supplying drive signals to individual electrodes 35a and 35b (please refer 6 and 10 ) as well as substrates 133 ,
Wenden
wir uns 2 zu. Der Basisabschnitt 131 besteht
aus einem Basisblock 138, der teilweise an die Oberseite
des Kopfhauptkörpers 1a gebondet
ist, um den Kopfhauptkörper 1a zu
tragen, und einem Halter 139, der an die Oberseite des
Basisblocks 138 gebondet ist, um den Basisblock 138 zu
tragen. Der Basisblock 138 ist ein nahezu rechteckiges
quaderförmiges
Element mit im Wesentlichen der gleichen Länge wie der Kopfhauptkörper 1a.
Der Basisblock 138, der aus einem metallischen Material wie
zum Beispiel Edelstahl hergestellt ist, dient als eine leichte Struktur
zum Verstärken
des Halters 139. Der Halter 139 besteht aus einem
Halterhauptkörper 141,
der nahe dem Kopfhauptkörper 1a angeordnet ist,
und einem Paar Haltertragabschnitten 142, von denen sich
jeder auf der Seite des Halterhauptkörpers 141 erstreckt,
die dem Kopfhauptkörper 1a gegenüberliegt.
Jeder Haltertragabschnitt 142 ist als ein flaches Element
konfiguriert. Diese Haltertragabschnitte 142 erstrecken
sich in der Längsrichtung
des Halterhauptkörpers 141 und
sind parallel zueinander in einem vorgegebenen Abstand angeordnet.Let us turn 2 to. The base section 131 consists of a basic block 138 partially to the top of the head main body 1a is bonded to the head main body 1a to wear, and a holder 139 which is at the top of the base block 138 Bonded to the base block 138 to wear. The basic block 138 is a nearly rectangular parallelepiped member of substantially the same length as the head main body 1a , The basic block 138 Made of a metallic material such as stainless steel serves as a lightweight structure for reinforcing the holder 139 , The holder 139 consists of a holder main body 141 standing near the head main body 1a is arranged, and a pair of holding power sections 142 each of which is on the side of the holder main body 141 extending to the head main body 1a opposite. Each holding section 142 is configured as a flat element. These holding yield sections 142 extend in the longitudinal direction of the holder main body 141 and are arranged parallel to each other at a predetermined distance.
Paarweise
vorhandene, abwärts
gerichtete Einfassungsabschnitte 141a sind in beiden Endabschnitten
des Halterhauptkörpers 141a in
einer Unterabtastrichtung (senkrecht zur Hauptabtastrichtung) angeordnet.
Jeder Einfassungsabschnitt 141a erstreckt sich über die
gesamte Länge
des Halterhauptkörpers 141.
Infolge dessen wird in dem unteren Abschnitt des Halterhauptkörpers 141 durch
das Paar Einfassungsabschnitte 141a eine nahezu rechteckige
parallelflachförmige
Rinne 141b gebildet. Der Basisblock 138 ist in
der Rinne 141b aufgenommen. Die Oberseite des Basisblocks 138 ist
am Boden der Rinne 141b des Halterhauptkörpers 141 mit
einem Klebstoff angeklebt. Der Basisblock 138 ist ein wenig dicker,
als die Rinne 141b des Halterhauptkörpers 141 tief ist.
Infolge dessen ragt das untere Ende des Basisblocks 138 nach
unten über
die Einfassungsabschnitte 141a hinaus. Paired, downhill casing sections 141 are in both end portions of the holder main body 141 in a sub-scanning direction (perpendicular to the main scanning direction). Each surround section 141 extends over the entire length of the holder main body 141 , As a result, in the lower portion of the holder main body 141 through the pair of skirt sections 141 a nearly rectangular parallelepiped-shaped channel 141b educated. The basic block 138 is in the gutter 141b added. The top of the base block 138 is at the bottom of the gutter 141b the holder main body 141 glued with an adhesive. The basic block 138 is a little thicker than the gutter 141b the holder main body 141 is deep. As a result, the lower end of the base block protrudes 138 down over the skirt sections 141 out.
Innerhalb
des Basisblocks 138 ist – als ein Durchgang für Tinte,
die dem Kopfhauptkörper 1a zuzuführen ist – ein Tintenreservoir 3 als
ein nahezu rechteckiger quaderförmiger
Raum (Hohlraum) ausgebildet, der sich in der Längsrichtung des Basisblocks 138 erstreckt.
In der Unterseite 145 des Basisblocks 138 sind Öffnungen 3b (siehe 4)
ausgebildet, die jeweils mit dem Tintenreservoir 3 in strömungsmäßiger Verbindung
stehen. Das Tintenreservoir 3 ist über eine nicht-veranschaulichte
Zufuhrröhre
mit einem nichtveranschaulichten Haupttintentank (Tintenzufuhrquelle)
innerhalb des Druckerhauptkörpers
verbunden. Somit wird dem Tintenreservoir 3 zweckmäßigerweise
Tinte vom Haupttintentank zugeführt. Inside the basic block 138 is - as a passage for ink, the head main body 1a is to be supplied - an ink reservoir 3 as a nearly rectangular cuboidal space (cavity) formed in the longitudinal direction of the base block 138 extends. In the bottom 145 of the basic block 138 are openings 3b (please refer 4 ) formed respectively with the ink reservoir 3 be in fluid communication. The ink reservoir 3 is connected via an unillustrated feed tube to an unexposed main ink tank (ink supply source) within the printer main body. Thus, the ink reservoir becomes 3 expediently supplied ink from the main ink tank.
An
der Unterseite 145 des Basisblocks 138 ragt die
unmittelbare Umgebung jeder Öffnung 3b von
dem umgebenden Abschnitt nach unten hervor. Der Basisblock 138 steht
mit einer Durchgangseinheit 4 (siehe 3)
des Kopfhauptkörpers 1a an
dem einzigen unmittelbaren Umgebungsabschnitt 145a jeder Öffnung 3b der
Unterseite 145 in Kontakt. Somit ist der Bereich der Unterseite 145 des
Basisblocks 138 mit Ausnahme des unmittelbaren Umgebungsabschnitts 145a jeder Öffnung 3b von
dem Kopfhauptkörper 1a beabstandet.
Betätigungseinheiten 21 sind
in einer Entfernung angeordnet. On the bottom 145 of the basic block 138 juts out the immediate surroundings of each opening 3b from the surrounding section down. The basic block 138 stands with a passage unit 4 (please refer 3 ) of the head main body 1a at the only immediate surrounding section 145a every opening 3b the bottom 145 in contact. Thus, the area is the bottom 145 of the basic block 138 except for the immediate environment section 145a every opening 3b from the head main body 1a spaced. actuating units 21 are arranged at a distance.
An
der äußeren Seitenfläche jedes
Haltertragabschnitts 142 des Halters 139 ist ein
Ansteuerungs-IC 132 mit einem elastischen Element 137,
wie zum Beispiel einem dazwischen befindlichen Schwamm, befestigt.
Ein Wärmeableiter 134 ist
in engem Kontakt mit der äußeren Seitenfläche des
Ansteuerungs-IC 132 angeordnet. Der Wärmeableiter 134 besteht
aus einem nahezu rechteckigen quaderförmigen Element zum effizienten
Abstrahlen von Wärme,
die in dem Ansteuerungs-IC 132 entsteht. Eine flexible
gedruckte Schaltung (FGS) 136, die als ein Stromversorgungselement
fungiert, ist mit dem Ansteuerungs-IC 132 verbunden. Die
mit dem Ansteuerungs-IC 132 verbundene FGS 136 ist
an das entsprechende Substrat 133 und den Kopfhauptkörper 1a angelötet und
elektrisch mit ihnen verbunden. Das Substrat 133 ist außerhalb
der FGS 136 über dem
Ansteuerungs-IC 132 und dem Wärmeableiter 134 angeordnet.
Die Oberseite des Wärmeableiters 134 ist
mit einem Versiegelungselement 149 an das Substrat 133 gebondet.
Außerdem
ist die Unterseite des Wärmeableiters 134 mit
einem Versiegelungselement 149 an die FGS 136 gebondet. On the outer side surface of each holder section 142 of the owner 139 is a drive IC 132 with an elastic element 137 , such as a sponge therebetween. A heat sink 134 is in close contact with the outer side surface of the driving IC 132 arranged. The heat sink 134 consists of a nearly rectangular cuboidal element for efficiently radiating heat contained in the driving IC 132 arises. A flexible printed circuit (FGS) 136 acting as a power supply element is connected to the drive IC 132 connected. The with the driving IC 132 affiliated FGS 136 is to the corresponding substrate 133 and the head main body 1a soldered and electrically connected to them. The substrate 133 is outside the FGS 136 over the driving IC 132 and the heat sink 134 arranged. The top of the heat sink 134 is with a sealing element 149 to the substrate 133 bonded. In addition, the bottom of the heat sink 134 with a sealing element 149 to the FGS 136 bonded.
Zwischen
der Unterseite jedes Einfassungsabschnitts 141a des Halterhauptkörpers 141 und
der Oberseite der Durchgangseinheit 4 ist ein Versiegelungselement 150 angeordnet,
so dass die FGS 136 dazwischenliegt. Die FGS 136 ist
durch das Versiegelungselement 150 an der Durchgangseinheit 4 und dem
Halterhauptkörper 141 befestigt.
Darum kann selbst bei einem länglichem
Kopfhauptkörper 1a verhindert
werden, dass der Kopfhauptkörper 1a durchgebogen
wird; es kann verhindert werden, dass der Verbindungsabschnitt zwischen
jeder Betätigungseinheit
und der FGS 136 mechanischen Spannungen ausgesetzt wird,
und die FGS 136 kann sicher gehalten werden. Between the bottom of each facing section 141 the holder main body 141 and the top of the passage unit 4 is a sealing element 150 arranged so that the FGS 136 between. The FGS 136 is through the sealing element 150 at the passage unit 4 and the holder main body 141 attached. Therefore, even with an elongated head main body 1a prevents the head main body 1a is bent; It can be prevented that the connecting portion between each actuator unit and the FGS 136 mechanical stress is exposed, and the FGS 136 can be kept safe.
Wenden
wir uns 2 zu. In der unmittelbaren Umgebung
jeder unteren Ecke des Tintenstrahlkopfes 1 entlang der
Hauptabtastrichtung sind sechs hervorstehende Abschnitte 30a in
regelmäßigen Abständen entlang
der entsprechenden Seitenwand des Tintenstrahlkopfes 1 angeordnet.
Diese hervorstehenden Abschnitte 30a befinden sich an beiden Enden
in der Unterabtastrichtung einer Düsenplatte 30 in der
untersten Schicht des Kopfhauptkörpers 1a (siehe 7A und 7B).
Die Düsenplatte 30 ist
entlang der Grenzlinie zwischen jedem hervorstehenden Abschnitt 30a und
dem anderen Abschnitt um etwa 90 Grad gebogen. Die hervorstehenden
Abschnitte 30a befinden sich an Positionen, die den unmittelbaren
Umgebungen der beiden Enden verschiedener zu bedruckender Papierblätter entsprechen.
Jeder gebogene Abschnitt der Düsenplatte 30 hat
eine Form, die nicht rechtwinklig, sondern gerundet ist. Diese Konfiguration
erschwert es einem Papier, hängen
zu bleiben, d. h. sich zu verklemmen, wozu es kommen kann, weil
die Vorderkante des Papiers, das an den Kopf 1 herantransportiert
wurde, gegen die Seitenfläche
des Kopfes 1 stößt. Let us turn 2 to. In the immediate vicinity of each lower corner of the inkjet head 1 along the main scanning direction are six protruding portions 30a at regular intervals along the corresponding side wall of the ink jet head 1 arranged. These protruding sections 30a are located at both ends in the sub-scanning direction of a nozzle plate 30 in the lowermost layer of the head main body 1a (please refer 7A and 7B ). The nozzle plate 30 is along the boundary line between each protruding section 30a and the other section bent about 90 degrees. The protruding sections 30a are located at positions corresponding to the immediate surroundings of the two ends of different sheets of paper to be printed. Each bent section of the nozzle plate 30 has a shape that is not right-angled, but rounded. This configuration makes it difficult for a piece of paper to hang, ie to jam, which can happen because the leading edge of the paper is attached to the head 1 was transported against the side surface of the head 1 encounters.
4 ist
eine schematische Draufsicht auf den Kopfhauptkörper 1a. In 4 ist
ein Tintenreservoir 3, das in dem Basisblock 138 ausgebildet
ist, phantomhaft mit einer durchbrochenen Linie veranschaulicht.
Wenden wir uns 4 zu. Der Kopfhauptkörper 1a hat – von oben
betrachtet – eine rechteckige
Form, die sich in einer Richtung (der Hauptabtastrichtung) erstreckt.
Der Kopfhauptkörper 1a enthält eine
Durchgangseinheit 4, in der eine große Anzahl von Druckkammern 10 und
eine große
Anzahl von Tintenausspritzöffnungen 8 an
den vorderen Enden der Düsen
(für beide
siehe 5, 6 und 7) ausgebildet
sind, wie weiter unten noch beschrieben wird. Trapezartige Betätigungseinheiten 21,
die zickzackartig in zwei Reihen angeordnet sind, sind auf die Oberseite
der Durchgangseinheit 4 gebondet. Jede Betätigungseinheit 21 ist
so angeordnet, dass ihre parallelen gegenüberliegenden Seiten (Ober- und
Unterseite) in der Längsrichtung
der Durchgangseinheit 4 verlaufen. Die schrägen Seiten
aller benachbarten Betätigungseinheiten 21 überlappen sich
in der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit 4. 4 FIG. 12 is a schematic plan view of the head main body. FIG 1a , In 4 is an ink reservoir 3 that in the basic block 138 is formed, phantomly illustrated with a broken line. Let us turn 4 to. The head main body 1a has a rectangular shape as seen from above, which extends in one direction (the main scanning direction). The head main body 1a contains a passage unit 4 in which a large number of pressure chambers 10 and a large number of ink ejection 8th at the front ends of the nozzles (for both see 5 . 6 and 7 ) are formed, as will be described below. Trapezoidal actuators 21 , which are arranged zigzag in two rows, are on top of the passage unit 4 bonded. Each actuation unit 21 is arranged so that its parallel opposite sides (top and bottom) in the longitudinal direction of the passage unit 4 run. The oblique sides of all adjacent actuators 21 overlap in the lateral direction of the passage unit 4 ,
Die
Unterseite der Durchgangseinheit 4, die dem gebondeten
Bereich jeder Betätigungseinheit 4 entspricht,
wird zu einem Tintenausspritzbereich gemacht. In der Oberfläche jedes
Tintenausspritzbereichs sind eine große Anzahl von Tintenausspritzöffnungen 8 in
einer Matrix angeordnet, wie weiter unten noch beschrieben wird.
In dem Basisblock 138, der über der Durchgangseinheit 4 angeordnet
ist, ist ein Tintenreservoir 3 in der Längsrichtung des Basisblocks 138 ausgebildet.
Das Tintenreservoir 3 steht mit einem (nichtveranschaulichten)
Tintentank über eine Öffnung 3a,
die in einem Ende des Tintenreservoirs 3 ausgebildet ist,
so in strömungsmäßiger Verbindung,
dass das Tintenreservoir 3 immer mit Tinte gefüllt ist.
In dem Tintenreservoir 3 sind Paare von Öffnungen 3b in
Bereichen, in denen es keine Betätigungseinheit 21 gibt,
so angeordnet, dass sie zickzackartig in der Längsrichtung des Tintenreservoirs 3 verlaufen. The bottom of the passage unit 4 that is the bonded area of each actuator unit 4 is made an ink ejection area. In the surface of each ink ejection area are a large number of ink ejection openings 8th arranged in a matrix, as will be described below. In the basic block 138 that is above the passage unit 4 is disposed, is an ink reservoir 3 in the longitudinal direction of the base block 138 educated. The ink reservoir 3 stands with an (unexposed) ink tank over an opening 3a placed in one end of the ink reservoir 3 is formed, so in fluid communication that the ink reservoir 3 always filled with ink. In the ink reservoir 3 are pairs of openings 3b in areas where there is no operating unit 21 are arranged so that they zigzag in the longitudinal direction of the ink reservoir 3 run.
5 ist
eine vergrößerte Ansicht
des mit einer Punkt-Strich-Linie
umgrenzten Bereichs in 4. Wenden wir uns den 4 und 5 zu.
Das Tintenreservoir 3 steht über jede Öffnung 3b mit einem
Verteilerkanal 5, der unter der Öffnung 3b angeordnet ist,
in strömungsmäßiger Verbindung.
Jede Öffnung 3b ist
mit einem (nicht-veranschaulichten) Filter versehen, um in der Tinte
enthaltenen Staub und Schmutz aufzufangen. Der Vorderendabschnitt
jedes Verteilerkanals 5 verzweigt sich in zwei Unterverteilerkanäle 5a.
Unter einer einzelnen Betätigungseinheit 21 erstrecken
sich zwei Unterverteilerkanäle 5a von
jeder der zwei Öffnungen 3b auf
beiden Seiten der Betätigungseinheit 21 in
der Längsrichtung
des Tintenstrahlkopfes 1. Das heißt, unter der einzelnen Betätigungseinheit 21 erstrecken
sich insgesamt vier Unterverteilerkanäle 5a in der Längsrichtung
des Tintenstrahlkopfes 1. Jeder Unterverteilerkanal 5a ist
mit Tinte gefüllt,
die aus dem Tintenreservoir 3 herangeführt wird. 5 is an enlarged view of the area enclosed by a dot-dash line in FIG 4 , Let us turn to that 4 and 5 to. The ink reservoir 3 stands over every opening 3b with a distribution channel 5 under the opening 3b is arranged, in fluid communication. Every opening 3b is provided with a filter (not shown) to catch dust and dirt contained in the ink. The front end portion of each distribution channel 5 branches into two sub-distribution channels 5a , Under a single operating unit 21 two sub-distribution channels extend 5a from each of the two openings 3b on both sides of the operating unit 21 in the longitudinal direction of the ink jet head 1 , That is, under the single operating unit 21 a total of four sub-distribution channels extend 5a in the longitudinal direction of the ink jet head 1 , Each sub-distribution channel 5a is filled with ink coming from the ink reservoir 3 is introduced.
6 ist
eine vergrößerte Ansicht
des mit einer Punkt-Strich-Linie
umgrenzten Bereichs in 5. Wenden wir uns den 5 und 6 zu.
Auf der Oberseite jeder Betätigungseinheit 21 sind
einzelne Elektroden 35a, die jeweils – von oben betrachtet – eine nahezu
rhombische Form haben, regelmäßig in einer
Matrix angeordnet. Außerdem
sind einzelne Elektroden 35b mit der gleichen Form wie
die einzelnen Elektroden 35a in der Betätigungseinheit 21 so angeordnet,
dass sie die jeweiligen einzelnen Elektroden 35a überlappen.
Eine große
Anzahl von Tintenausspritzöffnungen 8 sind
regelmäßig in einer
Matrix in der Oberfläche
des Tintenausspritzbereichs entsprechend der Betätigungseinheit 21 der
Durchgangseinheit 4 angeordnet. In der Durchgangseinheit 4 sind
Druckkammern (Hohlräume) 10,
die – von oben
betrachtet – jeweils
eine nahezu rhombische Form aufweisen, die ein wenig größer ist
als die der einzelnen Elektroden 35a und 35b,
regelmäßig in einer
Matrix angeordnet. Darüber hinaus
sind in der Durchgangseinheit 4 auch noch Öffnungen 12 regelmäßig in einer
Matrix angeordnet. Diese Druckkammern 10 und Öffnungen 12 stehen
mit den entsprechenden Tintenausspritzöffnungen 8 in strömungsmäßiger Verbindung.
Die Druckkammern 10 sind an Positionen angeordnet, die
den jeweiligen einzelnen Elektroden 35a und 35b entsprechend.
Von oben betrachtet, ist der große Teil der einzelnen Elektroden 35a und 35b in
einem Bereich der entsprechenden Druckkammer 10 enthalten.
In den 5 und 6 sind – zur besseren Verständlichkeit
der Zeichnungen – die
Druckkammern 10, die Öffnungen 12 usw. mit
durchgezogenen Linien veranschaulicht, obgleich sie mit durchbrochenen
Linien veranschaulicht sein sollten, weil sie sich innerhalb der
Betätigungseinheit 21 oder
der Durchgangseinheit 4 befinden. 6 is an enlarged view of the area enclosed by a dot-dash line in FIG 5 , Let us turn to that 5 and 6 to. On top of each actuator unit 21 are individual electrodes 35a , each of which - viewed from above - have a nearly rhombic shape, regularly arranged in a matrix. There are also individual electrodes 35b with the same shape as the individual electrodes 35a in the operating unit 21 arranged so that they have the respective individual electrodes 35a overlap. A large number of ink ejection openings 8th are regularly in a matrix in the surface of the ink ejection area corresponding to the actuator unit 21 the passage unit 4 arranged. In the passage unit 4 are pressure chambers (cavities) 10 , which - viewed from above - each have a nearly rhombic shape, which is slightly larger than that of the individual electrodes 35a and 35b , arranged regularly in a matrix. In addition, in the passage unit 4 also still openings 12 regularly arranged in a matrix. These pressure chambers 10 and openings 12 stand with the appropriate ink ejection openings 8th in fluid communication. The pressure chambers 10 are arranged at positions corresponding to the respective individual electrodes 35a and 35b corresponding. Viewed from above, is the big part of each electrode 35a and 35b in an area of the corresponding pressure chamber 10 contain. In the 5 and 6 are - for better understanding of the drawings - the pressure chambers 10 , the openings 12 etc. with solid lines, although they should be illustrated with broken lines because they are within the actuator unit 21 or the passage unit 4 are located.
7 ist
eine teilweise Schnittansicht des Kopfhauptkörpers 1a von 4 in
der Längsrichtung einer
Druckkammer. Wie aus 7 zu ersehen ist, ist jede Tintenausspritzöffnung 8 am
vorderen Ende einer verjüngten
Düse ausgebildet.
Jede Tintenausspritzöffnung 8 steht über eine
Druckkammer 10 (Länge:
900 μm,
Breite: 350 μm)
und eine Öffnung 12 mit
einem Unterverteilerkanal 5a in strömungsmäßiger Verbindung. Somit sind
innerhalb des Tintenstrahlkopfes 1 Tintendurchgänge 32 ausgebildet,
die sich jeweils von einem Tintentank über ein Tintenreservoir 3,
einen Verteilerkanal 5, einen Unterverteilerkanal 5a,
eine Öffnung 12 und
eine Druckkammer 10 zu einer Tintenausspritzöffnung 8 erstrecken. 7 Fig. 16 is a partial sectional view of the head main body 1a from 4 in the longitudinal direction of a pressure chamber. How out 7 it can be seen, is any ink ejection opening 8th formed at the front end of a tapered nozzle. Each ink ejection opening 8th is above a pressure chamber 10 (Length: 900 μm, width: 350 μm) and an opening 12 with a sub-distribution channel 5a in fluid communication. Thus, within the inkjet head 1 Ink passages 32 each formed by an ink tank via an ink reservoir 3 , a distribution channel 5 , a sub-distribution channel 5a , an opening 12 and a pressure chamber 10 to an ink ejection port 8th extend.
Wenden
wir uns 7 zu. Die Druckkammer 10 und
die Öffnung 12 sind
auf verschiedenen Ebenen angeordnet. Darum kann in dem Abschnitt
der Durchgangseinheit 4, der dem Tintenausspritzbereich
unter einer Betätigungseinheit 21 entspricht, eine Öffnung 12,
die mit einer einzelnen Druckkammer 10 in strömungsmäßiger Verbindung
steht, innerhalb des gleichen Abschnitts – von oben gesehen – angeordnet
sein wie eine Druckkammer 10, die sich neben der Druckkammer 10 befindet,
die mit der Öffnung 12 in
strömungsmäßiger Verbindung
steht. Infolge dessen kann – weil
die Druckkammern 10 mit einer hohen Dichte nahe beieinander
angeordnet werden können – ein Bilddruck
mit hoher Auflösung mittels
eines Tintenstrahlkopfes 1 mit einem relativ kleinen Belegungsbereich
realisiert werden.Let us turn 7 to. The pressure chamber 10 and the opening 12 are arranged at different levels. Therefore, in the section of the passage unit 4 the ink ejection area under an actuator unit 21 corresponds to an opening 12 that with a single pressure chamber 10 is in fluid communication, within the same portion - seen from above - be arranged like a pressure chamber 10 , which is next to the pressure chamber 10 located with the opening 12 is in fluid communication. As a result - because the pressure chambers 10 arranged with a high density close to each other can be - a high resolution image printing by means of an ink jet head 1 be realized with a relatively small occupancy area.
In
der Ebene der 5 und 6 sind Druckkammern 10 innerhalb
eines Tintenausspritzbereichs in zwei Richtungen angeordnet, und
zwar einer Richtung in der Längsrichtung
des Tintenstrahlkopfes 1 (erste Anordnungsrichtung) und
einer Richtung, die ein wenig schräg zu der seitlichen Richtung des
Tintenstrahlkopfes 1 verläuft (zweite Anordnungsrichtung).
Die erste und die zweite Anordnungsrichtungen bilden einen Winkel θ, der ein
wenig kleiner als der rechte Winkel ist. Die Tintenausspritzöffnungen 8 sind
in der ersten Anordnungsrichtung mit 50 dpi (dots per inch) angeordnet.
Die Druckkammern 10 hingegen sind in der zweiten Anordnungsrichtung
dergestalt angeordnet, dass der Tintenausspritzbereich, der einer
einzelnen Betätigungseinheit 21 entspricht,
zwölf Druckkammern 10 enthält. Darum
gibt es innerhalb der gesamten Breite des Tintenstrahlkopfes 1 in
einem Bereich des Raumes zwischen zwei Tintenausspritzöffnungen 8,
die in der ersten Anordnungsrichtung nebeneinander liegen, zwölf Tintenausspritzöffnungen 8.
An beiden Enden jedes Tintenausspritzbereichs in der ersten Anordnungsrichtung
(entsprechend einer schrägen
Seite der Betätigungseinheit 21)
wird die obige Bedingung erfüllt,
indem man eine Kompensationsbeziehung zu dem Tintenausspritzbereich
herstellt, welcher der gegenüberliegenden
Betätigungseinheit 21 in
der seitlichen Richtung des Tintenstrahlkopfes 1 entspricht. Darum
kann man in dem Tintenstrahlkopf 1 durch Ausspritzen von
Tintentröpfchen
der Reihe nach durch eine große
Anzahl von Tintenausspritzöffnungen 8,
die in der ersten und der zweiten Richtung angeord net sind, bei
relativer Bewegung eines Papiers in der seitlichen Richtung des
Tintenstrahlkopfes 1 einen Druck mit 600 dpi in der Hauptabtastrichtung ausführen. In the plane of 5 and 6 are pressure chambers 10 disposed in an ink ejection region in two directions, one direction in the longitudinal direction of the ink jet head 1 (first arrangement direction) and a direction slightly oblique to the lateral direction of the ink jet head 1 runs (second arrangement direction). The first and second arrangement directions form an angle θ which is a little smaller than the right angle. The ink ejection openings 8th are arranged in the first arrangement direction at 50 dpi (dots per inch). The pressure chambers 10 on the other hand, in the second arrangement direction, the ink ejection area of a single operation unit is arranged 21 corresponds to twelve pressure chambers 10 contains. That's why it's within the full width of the inkjet head 1 in an area of the space between two ink ejection openings 8th which are juxtaposed in the first arrangement direction, twelve ink ejection openings 8th , At both ends of each ink ejection area in the first arrangement direction (corresponding to an oblique side of the actuator unit 21 ), the above condition is satisfied by making a compensation relation to the ink ejecting area, which is the opposite operating unit 21 in the lateral direction of the ink jet head 1 equivalent. That's why you can in the inkjet head 1 by ejecting ink droplets in sequence through a large number of ink ejection orifices 8th which are in the first and the second direction angeord net, upon relative movement of a paper in the lateral direction of the ink jet head 1 print at 600 dpi in the main scanning direction.
Als
nächstes
wird der Aufbau der Durchgangseinheit 4 eingehender anhand
von 8 beschrieben. 8 ist eine
schematische Ansicht, welche die Positionsbeziehung zwischen jeder
Druckkammer 10, jeder Tintenausspritzöffnung 8 und jeder Öffnung (jedem
beschränktem
Durchgang) 12 zeigt. Wenden wir uns 8 zu. Druckkammern 10 sind
in Reihen in der ersten Anordnungsrichtung in vorgegebenen Abständen mit
500 dpi angeordnet. Zwölf
Reihen von Druckkammern 10 sind in der zweiten Anordnungsrichtung
angeordnet. Insgesamt sind die Druckkammern 10 in dem Tintenausspritzbereich, der
einer einzelnen Betätigungseinheit 21 entspricht, zweidimensional
angeordnet. Next, the structure of the passage unit 4 in detail by means of 8th described. 8th Fig. 12 is a schematic view showing the positional relationship between each pressure chamber 10 , every ink ejection opening 8th and every opening (every restricted passage) 12 shows. Let us turn 8th to. pressure chambers 10 are arranged in rows in the first arrangement direction at predetermined intervals of 500 dpi. Twelve rows of pressure chambers 10 are arranged in the second arrangement direction. Overall, the pressure chambers 10 in the ink ejection area, that of a single actuator unit 21 corresponds, arranged two-dimensionally.
Die
Druckkammern 10 sind in zwei Arten klassifiziert, und zwar
Druckkammern 10a, in denen jeweils eine Düse mit dem
oberen spitzwinkligen Abschnitt in 8 verbunden
ist, und Druckkammern 10b, in denen jeweils eine Düse mit dem
unteren spitzwinkligen Abschnitt verbunden ist. Die Druckkammern 10a und 10b sind
in der ersten Anordnungsrichtung zu Druckkammerreihen 11a bzw. 11b angeordnet.
Wenden wir uns 8 zu. In dem Tintenausspritzbereich,
der einer einzelnen Betätigungseinheit 21 entspricht,
sind – von
der unteren Seite von 8 – ausgehend zwei Druckkammerreihen 11a und
zwei Druckkammerreihen 11b angeordnet, die sich neben der
oberen Seite der Druckkammerreihen 11a befinden. Die vier
Druckkammerreihen aus den zwei Druckkammerreihen 11a und
den zwei Druckkammerreihen 11b bilden eine Gruppe von Druckkammerreihen.
Eine solche Gruppe von Druckkammerreihen ist – ausgehend von der unteren Seite
in dem Tintenausspritzbereich, der einer einzelnen Betätigungseinheit 21 entspricht – wiederholt dreimal
angeordnet. Eine gerade Li nie, die durch den oberen spitzwinkligen
Abschnitt jeder Druckkammer in jeder Druckkammerreihe 11a und 11b verläuft, kreuzt
die untere schräge
Seite jeder Druckkammer in der Druckkammerreihe neben der oberen
Seite dieser Druckkammerreihe.The pressure chambers 10 are classified into two types, namely pressure chambers 10a , in each case a nozzle with the upper acute-angled section in 8th connected, and pressure chambers 10b , in each of which a nozzle is connected to the lower acute-angled portion. The pressure chambers 10a and 10b are in the first arrangement direction to pressure chamber rows 11a respectively. 11b arranged. Let us turn 8th to. In the ink ejection area, that of a single actuator unit 21 corresponds, are - from the lower side of 8th - Starting two pressure chamber rows 11a and two pressure chamber rows 11b arranged next to the upper side of the pressure chamber rows 11a are located. The four pressure chamber rows from the two pressure chamber rows 11a and the two pressure chamber rows 11b form a group of pressure chamber rows. Such a group of pressure chamber rows is, starting from the lower side in the ink ejection area, that of a single actuator unit 21 corresponds - repeatedly arranged three times. A straight line through the top acute-angled section of each pressure chamber in each row of pressure chambers 11a and 11b runs, crosses the lower oblique side of each pressure chamber in the pressure chamber row adjacent to the upper side of this pressure chamber row.
Wie
oben beschrieben, sind – wenn
man senkrecht auf 8 blickt – zwei erste Druckkammerreihen 11a und
zwei Druckkammerreihen 11b, in denen mit Druckkammern 10 verbundene
Düsen an verschiedenen
Positionen angeordnet sind, im Wechsel nebeneinander angeordnet.
Folglich sind – insgesamt
betrachtet – die
Druckkammern 10 regelmäßig angeordnet.
Andererseits sind Düsen
in einem zentralen Bereich jeder Gruppe von Druckkammerreihen, die
durch die oben erwähnten
vier Druckkammerreihen gebildet wird, konzentriert angeordnet. In dem
Fall, dass jeweils vier Druckkammerreihen eine Gruppe von Druckkammerreihen
bilden und eine solche Gruppe von Druckkammerreihen – ausgehend von
der unteren Seite, wie oben beschrieben – wiederholt dreimal angeordnet
ist, entsteht somit ein düsenfreier
Bereich in der unmittelbaren Umgebung der Grenze zwischen jeweils
benachbarten Gruppen von Druckkammerreihen, d. h. auf beiden Seiten
jeder Gruppe von Druckkammerreihen, die aus vier Druckkammerreihen
besteht. Breite Unterverteilerkanäle 5a erstrecken sich
dort zum Zuführen
von Tinte zu den entsprechenden Druckkammern 10. In diesem Tintenstrahlkopf
sind in dem Tintenausspritzbereich, der einer einzelnen Betätigungseinheit 21 entspricht, insgesamt
vier breite Unterverteilerkanäle 5a in
der ersten Anordnungsrichtung angeordnet, und zwar einer auf der
unteren Seite von 8, einer zwischen der untersten
Gruppe von Druckkammerreihen und der zweit-untersten Gruppe von
Druckkammerreihen und zwei auf beiden Seiten der obersten Gruppe
von Druckkammerreihen. As described above, if you are perpendicular to 8th looks - two first pressure chamber rows 11a and two pressure chamber rows 11b in those with pressure chambers 10 connected nozzles are arranged at different positions, arranged alternately side by side. Consequently, as a whole, the pressure chambers are 10 arranged regularly. On the other hand, nozzles are concentrated in a central area of each group of pressure chamber rows formed by the above-mentioned four rows of pressure chambers. In the case where four rows of pressure chambers each form a group of rows of pressure chambers and such a group of rows of pressure chambers is repeatedly arranged three times, starting from the lower side, as described above, a nozzle-free area thus arises in the immediate vicinity of the boundary between adjacent groups of pressure chamber rows, ie on both sides of each group of pressure chamber rows, which consists of four pressure chamber rows. Wide sub-distribution channels 5a extend there to supply ink to the respective pressure chambers 10 , In this ink jet head, in the ink ejection area, that of a single actuator unit 21 corresponds to a total of four wide sub-distribution channels 5a arranged in the first arrangement direction, one on the lower side of 8th one between the lowest group of pressure chamber rows and the second-lowest group of pressure chamber rows and two on both sides of the uppermost group of pressure chamber rows.
Wenden
wir uns 8 zu. Düsen, die mit Tintenausspritzöffnungen 8 zum
Ausspritzen von Tinte in strömungsmäßiger Verbindung
stehen, sind in der ersten Anordnungsrichtung in regelmäßigen Abständen von
50 dpi so angeordnet, dass sie den jeweiligen Druckkammern 10 entsprechen,
die in der ersten Anordnungsrichtung regelmäßig angeordnet. Andererseits – während zwölf Druckkammern 10 auch
in der zweiten Anordnungsrichtung regelmäßig angeordnet sind und einen
Winkel θ zu
der ersten Anordnungsrichtung bilden – enthalten zwölf Düsen, die
den zwölf
Druckkammern 10 entsprechen, solche, die jeweils mit dem
oberen spitzwinkligen Abschnitt der entsprechenden Druckkammer 10 in
strömungsmäßiger Verbindung
stehen, und solche, die jeweils mit dem unteren spitzwinkligen Abschnitt
der entsprechenden Druckkammer 10 in strömungsmäßiger Verbindung
stehen, weshalb sie in der zweiten Anordnungsrichtung nicht regelmäßig in regelmäßigen Abständen angeordnet
sind. Let us turn 8th to. Nozzles with ink ejection openings 8th for spraying ink in fluid communication are in the first arrangement direction at regular intervals of 50 dpi arranged so that they correspond to the respective pressure chambers 10 which are arranged regularly in the first arrangement direction. On the other hand - while twelve pressure chambers 10 are also arranged regularly in the second arrangement direction and form an angle θ to the first arrangement direction - contain twelve nozzles, which are the twelve pressure chambers 10 correspond, respectively, with each of the upper acute-angled portion of the corresponding pressure chamber 10 are in fluid communication, and those respectively with the lower acute-angled portion of the corresponding pressure chamber 10 are in fluid communication, which is why they are not regularly arranged in the second arrangement direction at regular intervals.
Wenn
alle Düsen
mit den auf derselben Seite befindlichen spitzwinkligen Abschnitten
der jeweiligen Druckkammern 10 in strömungsmäßiger Verbindung stehen, so
sind die Düsen
auch in der zweiten Anordnungsrichtung in regelmäßigen Abständen regelmäßig angeordnet. In diesem Fall
sind die Düsen so
angeordnet, dass sie sich in der ersten Anordnungsrichtung um eine
Distanz verschieben, die einer Druckauflösung von 600 dpi je Druckkammerreihe – von der
unteren Seite zur oberen Seite von 8 – entspricht.
Ganz anders ist in diesem Tintenstrahlkopf – weil vier Druckkammerreihen
aus zwei Druckkammerreihen 11a und zwei Druckkammerreihen 11b eine
Gruppe von Druckkammerreihen bilden und eine solche Gruppe von Druckkammerreihen – ausgehend
von der unteren Seite – wiederholt
dreimal angeordnet ist – die
Verschiebung der Düsenposition
in der ersten Anordnungsrichtung je Druckkammerreihe von der unteren
Seite zur oberen Seite von 8 nicht
immer die gleiche.If all nozzles are located on the same side acute-angled sections of the respective pressure chambers 10 are in fluid communication, so the nozzles are arranged regularly in the second arrangement direction at regular intervals. In this case, the nozzles are arranged so as to shift in the first arrangement direction by a distance corresponding to a printing resolution of 600 dpi per printing chamber row - from the lower side to the upper side of FIG 8th - corresponds. Quite different is in this inkjet head - because four pressure chamber rows of two pressure chamber rows 11a and two pressure chamber rows 11b form a group of pressure chamber rows and such a group of pressure chamber rows is repeatedly arranged three times from the lower side; the displacement of the nozzle position in the first arrangement direction per pressure chamber row from the lower side to the upper side of FIG 8th not always the same.
Es
wird ein Bandbereich R in dem Tintenstrahlkopf 1 besprochen,
der eine Breite (etwa 508,0 μm),
die 50 dpi entspricht, in der ersten Anordnungsrichtung hat und
sich senkrecht zu der ersten Anordnungsrichtung erstreckt. In diesem
Bandbereich R enthält
jede von zwölf
Druckkammerreihen nur eine einzige Düse. Das heißt, wenn ein solcher Bandbereich
R an einer optionalen Position in dem Tintenausspritzbereich, der
einer einzelnen Betätigungseinheit 21 entspricht,
definiert wird, so sind immer zwölf
Düsen in
dem Bandbereich R verteilt. Die Positionen von Punkten, die jeweils
durch Projizieren der zwölf
Düsen auf
eine gerade Linie erhalten werden, die sich in der ersten Anordnungsrichtung
erstreckt, sind voneinander um eine Distanz entfernt, die einer Druckauflösung von
600 dpi entspricht.It becomes a band area R in the ink-jet head 1 which has a width (about 508.0 μm) corresponding to 50 dpi in the first arrangement direction and extends perpendicular to the first arrangement direction. In this band area R, each of twelve rows of pressure chambers contains only a single nozzle. That is, when such a band region R is at an optional position in the ink ejection region of a single actuator unit 21 is defined, so are always twelve nozzles distributed in the band region R. The positions of dots each obtained by projecting the twelve nozzles on a straight line extending in the first arranging direction are removed from each other by a distance corresponding to a printing resolution of 600 dpi.
Wenn
die in einem einzelnen Bandbereich R enthaltenen zwölf Düsen – von einer
Düse ausgehend,
deren Bild, das auf eine gerade Linie projiziert wird, die sich
in der ersten Anordnungsrichtung erstreckt, am weitesten links liegt – der Reihe
nach mit (1) bis (12) bezeichnet werden, so die
zwölf Düsen in der
Reihenfolge (1), (7), (2), (8), (5), (11), (6), (12), (9), (3), (10) und (4) – von der
unteren Seite ausgehend – angeordnet.When the twelve nozzles contained in a single band region R are sequentially driven from a nozzle whose image projected on a straight line extending in the first arrangement direction is leftmost (1) to (12) be designated, so the twelve nozzles in order (1) . (7) . (2) . (8th) . (5) . (11) . (6) . (12) . (9) . (3) . (10) and (4) - Starting from the bottom side - arranged.
In
dem auf diese Weise aufgebauten Tintenstrahlkopf 1 kann
durch richtiges Ansteuern der aktiven Schichten in der Betätigungseinheit 21 ein
Buchstabe oder eine Zahl, eine Figur oder dergleichen mit einer
Auflösung
von 600 dpi hergestellt werden. Das heißt, indem man selektiv aktive
Schichten entsprechend den zwölf
Druckkammerreihen der Reihe nach in Abstimmung auf den Transport
eines Druckmediums ansteuert, kann ein bestimmter Buchstabe, eine bestimmte
Zahl oder eine bestimmte Figur auf das Papier gedruckt werden.In the thus constructed ink jet head 1 can by properly driving the active layers in the actuator unit 21 a letter or a number, a figure or the like can be made with a resolution of 600 dpi. That is, by selectively driving active layers corresponding to the twelve rows of printing chambers sequentially in accordance with the conveyance of a printing medium, a specific letter, number, or figure can be printed on the paper.
Es
wird beispielhaft ein Fall beschrieben, bei dem eine gerade Linie,
die sich in der ersten Anordnungsrichtung erstreckt, mit einer Auflösung von
600 dpi gedruckt wird. Zuerst wird kurz ein Fall beschrieben, bei
dem Düsen
mit den auf derselben Seite befindlichen spitzwinkligen Abschnitten
von Druckkammern 10 in strömungsmäßiger Verbindung stehen. In diesem
Fall beginnt – in
Abstimmung auf den Transport eines Papiers – die Tintenausspritzung mit
einer Düse
in der untersten Druckkammerreihe in 8. Die Tintenausspritzung
verschiebt sich dann aufwärts,
wobei eine Düse
ausgewählt
wird, die der Reihe nach zu der oberen benachbarten Druckkammerreihe
gehört.
Dadurch werden der Reihe nach Tintenpunkte in der ersten Anordnungsrichtung
gebildet, die mit 600 dpi nebeneinander liegen. Schließlich bilden
alle Tintenpunkte eine gerade Linie, die sich in der ersten Anordnungsrichtung
mit einer Auflösung von
600 dpi erstreckt.By way of example, a case will be described in which a straight line extending in the first arrangement direction is printed at a resolution of 600 dpi. First, a case will be briefly described in which nozzles are provided with the acute-angle portions of pressure chambers on the same side 10 be in fluid communication. In this case, in accordance with the transportation of a paper, the ink ejection starts with a nozzle in the lowermost row of pressure chambers 8th , The ink ejection then shifts upward selecting a nozzle sequentially associated with the upper adjacent pressure chamber row. As a result, ink dots in the first arrangement direction which are adjacent to each other at 600 dpi are formed sequentially. Finally, all ink dots form a straight line extending in the first arrangement direction with a resolution of 600 dpi.
Andererseits
beginnt bei diesem Tintenstrahlkopf die Tintenausspritzung mit einer
Düse in der
untersten Druckkammerreihe 11a in 8, und die
Tintenausspritzung verschiebt sich dann aufwärts, wobei eine Düse, die
der Reihe nach mit der oberen benachbarten Druckkammerreihe in strömungsmäßiger Verbindung
steht, in Abstimmung auf den Transport eines Druckmediums ausgewählt wird. In
dieser Ausführungsform
jedoch sind – weil
die Positionsverschiebung von Düsen
in der ersten Anordnungsrichtung je Druckkammerreihe von der unteren Seite
zu der oberen Seite nicht immer die gleiche ist – Tintenpunkte, die der Reihe
nach in der ersten Anordnungsrichtung in Abstimmung auf den Transport eines
Druckmediums gebildet werden, nicht in regelmäßigen Abständen von 600 dpi angeordnet. On the other hand, in this ink jet head, the ink ejection starts with a nozzle in the lowermost row of pressure chambers 11a in 8th and the ink ejection then shifts upward, with a nozzle in fluid communication with the upper adjacent row of pressure chambers sequentially being selected in accordance with the conveyance of a pressure medium. In this embodiment, however, because the positional shift of nozzles in the first arrangement direction per pressure chamber row from the lower side to the upper side are not always the same, ink dots are formed in order in the first arrangement direction in accordance with the conveyance of a printing medium , not arranged at regular intervals of 600 dpi.
Genauer
gesagt, wird – wie
in 8 gezeigt, und in Abstimmung auf den Transport
eines Druckmediums – Tinte
zuerst durch eine Düse (1),
die mit der untersten Druckkammerreihe 11a in 8 in strömungsmäßiger Verbindung
steht, ausgespritzt, um auf dem Druckmedium eine Punktreihe in Abständen zu
bilden, die 50 dpi (etwa 508,0 μm)
entsprechen. Anschließend
wird – während das
Druckmedium transportiert wird und die Position beim Ausbilden der
geraden Linie die Position einer Düse (7) erreicht hat,
die mit der zweit-untersten Druckkammerreihe 11a in strömungsmäßiger Verbindung
steht – Tinte durch
die Düse (7) ausgespritzt.
Der zweite Tintenpunkt wird dadurch an einer Position gebildet,
die von der ersten gebildeten Punktposition in der ersten Anordnungsrichtung
um eine Distanz des Sechsfachen des Abstandes verschoben ist, die
600 dpi entspricht (etwa 42,3 μm)
(etwa 42,3 μm × 6 = etwa
254,0 μm).More precisely, will - as in 8th shown, and in accordance with the transport of a print medium - ink first through a nozzle (1) with the lowest pressure chamber row 11a in 8th is in fluid communication, injected, to form a dot row on the print media at intervals equal to 50 dpi (about 508.0 μm). Subsequently, while the printing medium is being conveyed, and the position when forming the straight line is the position of a nozzle (7) has reached that with the second-lowest pressure chamber row 11a is in fluid communication - ink through the nozzle (7) spouted. The second ink dot is thereby formed at a position shifted from the first formed dot position in the first arrangement direction by a distance of six times the pitch corresponding to 600 dpi (about 42.3 μm) (about 42.3 μm × 6 = about 254.0 μm).
Wenn
dann das Druckmedium weiter transportiert wird und die Position
beim Ausbilden der geraden Linie die Position einer Düse (2),
die mit der dritt-untersten Druckkammerreihe 11b in strömungsmäßiger Verbindung
steht, erreicht hat, so wird Tinte durch die Düse (2) ausgespritzt.
Der dritte Tintenpunkt wird dadurch an einer Position gebildet,
die von der ersten gebildeten Punktposition in der ersten Anordnungsrichtung
um eine Distanz des Abstandes, der 600 dpi (etwa 42,3 μm) entspricht,
verschoben ist. Wenn dann das Druckmedium weiter transportiert wird
und die Position beim Ausbilden der geraden Linie die Position einer
Düse (8),
die mit der viert-untersten Druckkammerreihe 11b in strömungsmäßiger Verbindung
steht, erreicht hat, so wird Tinte durch die Düse (8) ausgespritzt.
Der vierte Tintenpunkt wird dadurch an einer Position gebildet,
die von der ersten gebildeten Punktposition in der ersten Anordnungsrichtung
um eine Distanz des Siebenfachen des Abstandes verschoben ist, der
600 dpi (etwa 42,3 μm) (etwa
42,3 μm × 7 = etwa
296,3 μm)
entspricht. Wenn dann das Druckmedium weiter transportiert wird
und die Position beim Ausbilden der geraden Linie die Position einer
Düse (5),
die mit der fünftuntersten
Druckkammerreihe 11a in strömungsmäßiger Verbindung steht, erreicht
hat, so wird Tinte durch die Düse (5) ausgespritzt.
Der fünfte
Tintenpunkt wird dadurch an einer Position gebildet, die von der
ersten gebildeten Punktposition in der ersten Anordnungsrichtung
um eine Distanz des Vierfachen des Abstandes verschoben ist, der
600 dpi (etwa 42,3 μm)
(etwa 42,3 μm × 4 = etwa
169,3 μm)
entspricht.Then, when the printing medium is further transported and the position when forming the straight line, the position of a nozzle (2) that with the third-lowest pressure chamber row 11b in fluid communication has reached, so ink is through the nozzle (2) spouted. The third ink dot is thereby formed at a position shifted from the first formed dot position in the first arrangement direction by a distance of the distance corresponding to 600 dpi (about 42.3 μm). Then, when the printing medium is further transported and the position when forming the straight line, the position of a nozzle (8th) , with the fourth-bottom row of pressure chambers 11b in fluid communication has reached, so ink is through the nozzle (8th) spouted. The fourth ink dot is thereby formed at a position shifted from the first formed dot position in the first arrangement direction by a distance of seven times the pitch, which is 600 dpi (about 42.3 μm) (about 42.3 μm × 7 = about 296.3 μm). Then, when the printing medium is further transported and the position when forming the straight line, the position of a nozzle (5) , those with the fifth lowest pressure chamber row 11a in fluid communication has reached, so ink is through the nozzle (5) spouted. The fifth ink dot is thereby formed at a position shifted from the first formed dot position in the first arrangement direction by a distance of four times the pitch, which is 600 dpi (about 42.3 μm) (about 42.3 μm × 4 = about 169.3 μm).
Danach
werden in der gleichen Weise Tintenpunkte ausgebildet, wobei Düsen ausgewählt werden,
die mit Druckkammern 10 der Reihe nach von der unteren
Seite zu der oberen Seite in 8 in strömungsmäßiger Verbindung
stehen. Wenn in diesem Fall die Zahl einer Düse in 8 gleich
N ist, so wird ein Tintenpunkt an einer Position gebildet, die von
der ersten gebildeten Punktposition in der ersten Anordnungsrichtung
um eine Distanz verschoben ist, die (Vergrößerung n = N – 1)×(Abstand,
der 600 dpi entspricht) entspricht. Wenn die zwölf Düsen schließlich ausgewählt wurden,
so wird die Lücke
zwischen den Tintenpunkten, die durch die Düsen (1) in den untersten
Druckkammerreihen 11a in 8 in einem Abstand,
der 50 dpi (etwa 508,0 μm)
entspricht, zu bilden sind, mit elf Punkten ausgefüllt, die
in Abständen,
die 600 dpi (etwa 42,3 μm)
entsprechen, gebildet werden. Darum kann insgesamt eine gerade Linie,
die sich in der ersten Anordnungsrichtung erstreckt, mit einer Auflösung von
600 dpi gezogen werden.Thereafter, ink dots are formed in the same manner, with nozzles being selected which are equipped with pressure chambers 10 in turn from the lower side to the upper side in 8th be in fluid communication. If in this case the number of a nozzle in 8th is equal to N, an ink dot is formed at a position shifted from the first formed dot position in the first arrangement direction by a distance corresponding to (magnification n = N-1) × (pitch corresponding to 600 dpi). When the twelve nozzles have finally been selected, the gap between the ink dots passing through the nozzles becomes (1) in the lowest pressure chamber rows 11a in 8th at a pitch corresponding to 50 dpi (about 508.0 μm) are filled with eleven dots formed at intervals corresponding to 600 dpi (about 42.3 μm). Therefore, as a whole, a straight line extending in the first arrangement direction can be drawn at a resolution of 600 dpi.
Als
nächstes
wird der Schnittaufbau des Tintenstrahlkopfes 1 beschrieben. 9 ist
eine teilweise auseinandergezogene Ansicht des Kopfhauptkörpers 1a von 4. 10 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
bei seitlichem Blick auf den Bereich, der in 7 mit einer
Punkt-Strich-Linie umgrenzt ist. Wenden wir uns den 7 und 9 zu.
Ein Hauptabschnitt an der Unterseite des Tintenstrahlkopfes 1 hat
einen Schichtaufbau, der aus insgesamt zehn laminierten Lagen Material
besteht, und zwar von oben her: eine Betätigungseinheit 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. Von
diesen bilden neun Platten – mit
Ausnahme der Betätigungseinheit 21 – eine Durchgangseinheit 4.Next, the sectional structure of the ink-jet head will be described 1 described. 9 is a partially exploded view of the head main body 1a from 4 , 10 is an enlarged sectional view with a side view of the area, which in 7 is delimited with a dot-dash line. Let us turn to that 7 and 9 to. A main section at the bottom of the inkjet head 1 has a layer structure consisting of a total of ten laminated layers of material, from the top: an operating unit 21 , a cavity plate 22 , a base plate 23 , an opening plate 24 , a feed plate 25 , Distribution plates 26 . 27 and 28 , a cover plate 29 and a nozzle plate 30 , Of these, nine plates form - with the exception of the operating unit 21 - a passage unit 4 ,
Wie
weiter unten noch näher
beschrieben wird, ist die Betätigungseinheit 21 aus
fünf piezoelektrische
Lagen 41 bis 45 laminiert (siehe 10)
und ist so mit Elektroden versehen, dass nur die oberste Schicht
und die zweite Schicht neben der obersten Schicht Abschnitte enthalten,
die aktiv sind, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird (im Weiteren
einfach als "Schicht
mit aktiven Schichten (aktiven Abschnitten)" bezeichnet), und die übrigen drei
Schichten sind inaktiv. Die Hohlraumplatte 22 besteht aus
Metall, in dem eine große
Anzahl von im Wesentlichen rhombischen Öffnungen ausgebildet sind,
die den jeweiligen Druckkammern 10 entsprechen. Die Basisplatte 23 besteht
aus Metall, in dem ein Strömungsloch
zwischen jeder Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 und
der entsprechenden Öffnung 12 und
ein Strömungsloch
zwischen der Druckkammer 10 und der entsprechenden Tintenausspritzöffnung 8 ausgebildet
sind. Die Öffnungsplatte 24 besteht
aus Metall, in dem – zusätzlich zu Öffnungen 12 – Strömungslöcher zum
Verbinden jeder Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
der entsprechenden Tintenausspritzöffnung 8 ausgebildet
sind. Die Zufuhrplatte 25 besteht aus Metall, in dem Strömungslöcher zwischen
jeder Öffnung 12 und
dem entsprechenden Unterverteilerkanal 5a und Strömungslöcher zum Verbinden
jeder Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
der entsprechenden Tintenausspritzöffnung 8 ausgebildet
sind. Jede der Verteilerplatten 26, 27 und 28 besteht
aus Metall, das einen oberen Abschnitt jedes Unterverteilerkanals 5a definiert
und in dem Strö mungslöcher zum
Verbinden jeder Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
der entsprechenden Tintenausspritzöffnung 8 ausgebildet
sind. Die Deckplatte 29 besteht aus Metall, in dem Strömungslöcher zum
Verbinden jeder Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
der entsprechenden Tintenausspritzöffnung 8 ausgebildet
sind. Die Düsenplatte 30 besteht
aus Metall, in dem verjüngte
Tintenausspritzöffnungen 8,
die jeweils als eine Düse
fungieren, für
die jeweiligen Druckkammern 10 der Hohlraumplatte 22 ausgebildet
sind.As will be described in more detail below, the actuating unit 21 from five piezoelectric layers 41 to 45 laminated (see 10 ), and is provided with electrodes such that only the uppermost layer and the second layer adjacent to the uppermost layer contain portions that are active when an electric field is applied (hereinafter referred to simply as "active layer layers") ), and the remaining three layers are inactive. The cavity plate 22 consists of metal, in which a large number of substantially rhombic openings are formed, which are the respective pressure chambers 10 correspond. The base plate 23 is made of metal, in which a flow hole between each pressure chamber 10 the cavity plate 22 and the corresponding opening 12 and a flow hole between the pressure chamber 10 and the corresponding ink ejection opening 8th are formed. The orifice plate 24 is made of metal in which - in addition to openings 12 - Flow holes for connecting each pressure chamber 10 the cavity plate 22 with the corresponding ink ejection opening 8th are formed. The feed plate 25 is made of metal, in which flow holes between each opening 12 and the corresponding sub-distribution channel 5a and flow holes for connecting each pressure chamber 10 the cavity plate 22 with the corresponding ink ejection opening 8th are formed. Each of the distribution plates 26 . 27 and 28 is made of metal, which is an upper section of each sub-distribution channel 5a defined and in the Strö tion holes for connecting each pressure chamber 10 the cavity plate 22 with the corresponding ink ejection opening 8th are formed. The cover plate 29 consists of metal, in the flow holes for connecting each pressure chamber 10 the cavity plate 22 with the corresponding ink ejection opening 8th are formed. The nozzle plate 30 is made of metal, in which tapered ink ejection openings 8th , each acting as a nozzle, for the respective pressure chambers 10 the cavity plate 22 are formed.
Diese
zehn Lagen 21 bis 30 werden in Schichten gelegt,
die zueinander so positioniert sind, dass ein Tintendurchgang 32 gebildet
wird, wie er in 6 veranschaulicht ist. Der Tintendurchgang 32 erstreckt
sich zuerst von dem Unterverteilerkanal 5a aufwärts, erstreckt
sich dann horizontal in der Öffnung 12,
erstreckt sich dann weiter aufwärts,
erstreckt sich dann wieder horizontal in der Druckkammer 10,
erstreckt sich dann schräg
nach unten in einer bestimmten Länge
von der Öffnung 12 weg
und erstreckt sich dann vertikal abwärts in Richtung der Tintenausspritzöffnung 8.These ten layers 21 to 30 are laid in layers that are positioned to each other so that an ink passage 32 is formed as he is in 6 is illustrated. The ink passage 32 extends first from the sub-distribution channel 5a upwards, then extends horizontally in the opening 12 , then extends further upwards, then again extends horizontally in the pressure chamber 10 , then extends obliquely downwards in a certain length from the opening 12 and then extends vertically downwards toward the ink ejection port 8th ,
Wenden
wir uns 10 zu. Die Betätigungseinheit 21 enthält fünf piezoelektrische
Lagen 41, 42, 43, 44 und 45 mit
der gleichen Dicke von etwa 15 μm. Diese
piezoelektrischen Lagen 41 bis 45 sind zu einer
kontinuierlichen geschichteten flachen Platte (kontinuierliche flache
Schichten) geformt, die so angeordnet ist, dass sie sich über viele
Druckkammern 10 erstreckt, die innerhalb eines einzelnen
Tintenausspritzbereichs in dem Tintenstrahlkopf 1 ausgebildet
sind. Weil die piezoelektrischen Lagen 41 to 45 so
angeordnet sind, dass sie sich über
viele Druckkammern 10 als die kontinuierlichen flachen
Schichten erstrecken, können
die einzelnen Elektroden 35a und 35b mit einer
hohen Dichte zum Beispiel mittels einer Siebdrucktechnik angeordnet
werden. Darum können
auch die Druckkammern 10, die an Positio nen ausgebildet
sind, die den einzelnen Elektroden 35a und 35b entsprechen,
mit einer hohen Dichte angeordnet werden. Dadurch wird der Druck
eines Bildes mit hoher Auflösung
möglich.
In dieser Ausführungsform
besteht jede der piezoelektrischen Lagen 41 bis 45 aus
einem Keramikmaterial auf Blei-Zirkonat-Titanat (PZT)-Basis, das
Ferroelektrizität
aufweist.Let us turn 10 to. The operating unit 21 contains five piezoelectric layers 41 . 42 . 43 . 44 and 45 with the same thickness of about 15 microns. These piezoelectric layers 41 to 45 are formed into a continuous layered flat plate (continuous flat layers) which is arranged to extend over many pressure chambers 10 that extends within a single ink ejection area in the inkjet head 1 are formed. Because the piezoelectric layers 41 to 45 are arranged so that they are over many pressure chambers 10 As the continuous flat layers extend, the individual electrodes can 35a and 35b be arranged with a high density, for example by means of a screen printing technique. That's why the pressure chambers can 10 , which are formed at positions that the individual electrodes 35a and 35b be arranged with a high density. This makes it possible to print a high resolution image. In this embodiment, each of the piezoelectric layers 41 to 45 of a lead zirconate titanate (PZT) -based ceramic material having ferroelectricity.
Zwischen
der obersten piezoelektrischen Lage 41 und der piezoelektrischen
Lage 42, die sich in Abwärtsrichtung neben der piezoelektrischen
Lage 41 befindet, ist eine etwa 2 μm dicke gemeinsame Elektrode 34a auf
den gesamten Unterund Oberseiten der piezoelektrischen Lagen ausgebildet.
Des Weiteren ist zwischen der piezoelektrischen Lage 43, die
sich in Abwärtsrichtung
neben der piezoelektrischen Lage 42 befindet, und der piezoelektrischen Lage 44,
die sich in Abwärtsrichtung
neben der piezoelektrischen Lage 43 befindet, eine etwa
2 μm dicke
gemeinsame Elektrode 34b angeordnet, die wie die gemeinsame
Elektrode 34a ausgebildet ist. Auf der Oberseite der piezoelektrischen
Lage 41 ist eine etwa 1 μm
dicke einzelne Elektrode 35a so ausgebildet, dass sie jeder
Druckkammer 10 entspricht (siehe 6). Die
einzelne Elektrode 35a hat – von oben betrachtet – eine ähnliche
Form (Länge:
850 μm, Breite:
250 μm)
wie die Druckkammer 10, so dass ein Projektionsbild der
einzelnen Elektrode 35a, das entlang der Dickenrichtung
der einzelnen Elektrode 35a projiziert wird, in der entsprechenden
Druckkammer 10 enthalten ist. Des Weiteren ist zwischen
den piezoelektrischen Lagen 42 und 43 eine etwa
2 μm dicke einzelne
Elektrode 35b angeordnet, die wie die einzelne Elektrode 35a ausgebildet
ist. Zwischen der piezoelektrischen Lage 44, die sich in
Abwärtsrichtung neben
der piezoelektrischen Lage 43 befindet, und der piezoelektrischen
Lage 45, die sich in Abwärtsrichtung neben der piezoelektrischen
Lage 44 befindet, sowie auf der Unterseite der piezoelektrischen Lage 45 befindet
sich keine Elektrode. Jede der Elektroden 34a, 34b, 35a und 35b besteht
zum Beispiel aus einem metallischen Material auf Ag-Pd-Basis.Between the topmost piezoelectric layer 41 and the piezoelectric layer 42 extending in the downward direction next to the piezoelectric layer 41 is an approximately 2 microns thick common electrode 34a formed on the entire lower and upper sides of the piezoelectric layers. Furthermore, between the piezoelectric layer 43 extending in the downward direction next to the piezoelectric layer 42 located, and the piezoelectric layer 44 extending in the downward direction next to the piezoelectric layer 43 located, about 2 microns thick common electrode 34b arranged like the common electrode 34a is trained. On top of the piezoelectric layer 41 is an approximately 1 micron thick single electrode 35a designed to fit any pressure chamber 10 corresponds (see 6 ). The single electrode 35a has - viewed from above - a similar shape (length: 850 microns, width: 250 microns) as the pressure chamber 10 , so that a projection image of each electrode 35a along the thickness direction of each electrode 35a is projected in the appropriate pressure chamber 10 is included. Furthermore, between the piezoelectric layers 42 and 43 an approximately 2 μm thick single electrode 35b arranged like the single electrode 35a is trained. Between the piezoelectric layer 44 extending in the downward direction next to the piezoelectric layer 43 located, and the piezoelectric layer 45 extending in the downward direction next to the piezoelectric layer 44 located, as well as on the bottom of the piezoelectric layer 45 there is no electrode. Each of the electrodes 34a . 34b . 35a and 35b For example, it is made of an Ag-Pd-based metallic material.
Die
gemeinsamen Elektroden 34a und 34b sind in einem
nichtveranschaulichten Bereich geerdet. Somit werden die gemeinsamen
Elektroden 34a und 34b in einem Bereich, der einer
beliebigen Druckkammer 10 entspricht, auf dem Erdungspotenzial
gehalten. Die einzelnen Elektroden 35a und 35b in
jedem Paar, das einer Druckkammer 10 entspricht, stehen
unabhängig
von einem anderen Paar einzelner Elektroden mit (nicht-veranschaulichten)
Anschlussdrähten,
die innerhalb der FGS 136 verdrahtet sind, in Kontakt,
so dass das Potenzial jedes Paares einzelner Elektroden unabhängig von
dem anderen Paar gesteuert werden kann. Die einzelnen Elektroden 35a und 35b sind über die
Anschlussdrähte mit
dem Ansteuerungs-IC 132 verbunden. In diesem Fall können die
einzelnen Elektroden 35a und 35b in jedem Paar,
die vertikal angeordnet sind, mit dem Ansteuerungs-IC 132 über dieselbe
Anschlussleitung verbunden sein. In einer Modifizierung können viele Paare
gemeinsamer Elektroden 34a und 34b, die jeweils
eine Form haben, die größer ist
als die einer Druckkammer 10, so dass das Projektionsbild
jeder gemeinsamen Elektrode, das in der Dickenrichtung der gemeinsamen
Elektrode projiziert wird, die Druckkammer enthalten kann, für jede Druckkammer 10 vorhanden
sein. In einer weiteren Modifizierung können viele Paare gemeinsamer
Elektroden 34a und 34b, die jeweils eine Form
haben, die etwas kleiner ist als die einer Druckkammer 10,
so dass das Projektionsbild jeder gemeinsamen Elektrode, das in der
Dickenrichtung der gemeinsamen Elektrode projiziert wird, in der
Druckkammer enthalten sein kann, für jede Druckkammer 10 vorhanden
sein. Somit braucht die gemeinsame Elektrode 34a oder 34b nicht
immer eine einzelne leitfähige
Lage zu sein, die auf der gesamten Fläche einer piezoelektrischen Lage
ausgebildet ist. Bei den obigen Modifizierungen müssen jedoch
alle gemeinsamen Elektroden elektrisch miteinander verbunden sein,
so dass sich der Abschnitt, der einer beliebigen Druckkammer 10 entspricht,
auf dem gleichen Potenzial befindet.The common electrodes 34a and 34b are grounded in a non-illustrated area. Thus, the common electrodes 34a and 34b in a range of any pressure chamber 10 corresponds to the earthing potential. The individual electrodes 35a and 35b in each pair, that of a pressure chamber 10 are independent of another pair of individual electrodes with (non-illustrated) lead wires that are within the FGS 136 are in contact so that the potential of each pair of individual electrodes can be controlled independently of the other pair. The individual electrodes 35a and 35b are via the connecting wires to the driving IC 132 connected. In this case, the individual electrodes 35a and 35b in each pair, which are arranged vertically, with the driving IC 132 be connected via the same connection line. In a modification, many pairs of common electrodes 34a and 34b each having a shape larger than that of a pressure chamber 10 such that the projection image of each common electrode projected in the thickness direction of the common electrode may include the pressure chamber for each pressure chamber 10 to be available. In a further modification, many pairs of common electrodes can be used 34a and 34b , each having a shape that is slightly smaller than that of a pressure chamber 10 such that the projection image of each common electrode projected in the thickness direction of the common electrode may be contained in the pressure chamber for each pressure chamber 10 to be available. Thus, the common electrode needs 34a or 34b not always being a single conductive layer formed on the entire surface of a piezoelectric layer. In the above modifications, however, all common electrodes must elek be connected to each other so that the section of any pressure chamber 10 matches, is at the same potential.
In
dem Tintenstrahlkopf 1 sind die piezoelektrischen Lagen 41 bis 45 in
ihrer Dickenrichtung polarisiert. Das heißt, die Betätigungseinheit 21 hat
einen sogenannten unimorphen Aufbau, bei dem die oberen (d. h. von
der Druckkammer 10 entfernt gelegenen) drei piezoelektrischen
Lagen 41 bis 43 Schichten sind, in denen es aktive
Schichten gibt, und die unteren (d. h. nahe der Druckkammer 10 gelegenen) zwei
piezoelektrischen Lagen 44 und 45 als inaktive Schichten
ausgebildet sind. Wenn die einzelnen Elektroden 35a und 35b in
einem Paar auf ein positives oder ein negatives vorgegebenes Potenzial
eingestellt sind und wenn zum Beispiel die Polarisation in der gleichen
Richtung verläuft
wie das elektrische Feld, so fungiert darum der unter dem Einfluss
des elektrischen Feldes stehende Abschnitt in den piezoelektrischen
Lagen 41 bis 43, der zwischen den gemeinsamen
und den einzelnen Elektroden angeordnet ist, als eine aktive Schicht
(Druckerzeugungsabschnitt) und zieht sich senkrecht zu der Polarisation durch
den transversalen piezoelektrischen Effekt zusammen. Weil andererseits
die piezoelektrischen Lagen 44 und 45 nicht durch
ein elektrisches Feld beeinflusst werden, ziehen sie sich nicht
in sich selbst zusammen. Somit entsteht ein mechanischer Spannungsunterschied
senkrecht zur Polarisation zwischen den oberen piezoelektrischen
Lagen 41 bis 43 und den unteren piezoelektrischen
Lagen 44 und 45. Infolge dessen sind die gesamten
piezoelektrischen Lagen 41 bis 45 bereit, sich
zu einer konvexen Form in Richtung der inaktiven Seite zu verformen
(unimorphe Verformung). Zu diesem Zeitpunkt, wie in 10 veranschaulicht,
ist die unterste Seite der piezoelektrischen Lagen 41 bis 45 an
der Oberseite der Trennwand (der Hohlraumplatte) 22, die
Druckkammern voneinander trennt, fixiert, und infolge dessen verformen
sich die pie zoelektrischen Lagen 41 bis 45 zu
einer konvexen Form in Richtung der Druckkammerseite. Darum wird
das Volumen der Druckkammer 10 verringert, um den Druck
der Tinte zu erhöhen.
Die Tinte wird dadurch durch die Tintenausspritzöffnung 8 ausgespritzt.
Danach, wenn die einzelnen Elektroden 35a und 35b auf
das gleiche Potenzial wie das der gemeinsamen Elektroden 34a und 34b zurückgeführt werden,
kehren die piezoelektrischen Lagen 41 bis 45 zu
der ursprünglichen
Form zurück,
und die Druckkammer 10 kehrt ebenfalls zu ihrem ursprünglichen
Volumen zurück.
Somit saugt die Druckkammer 10 Tinte durch den Verteilerkanal 5 herein.In the inkjet head 1 are the piezoelectric layers 41 to 45 polarized in their thickness direction. That is, the operating unit 21 has a so-called unimorph structure, in which the upper (ie of the pressure chamber 10 distant) three piezoelectric layers 41 to 43 Layers are where there are active layers and the lower ones (ie near the pressure chamber 10 located) two piezoelectric layers 44 and 45 are formed as inactive layers. If the individual electrodes 35a and 35b in a pair are set to a positive or a negative predetermined potential and, for example, when the polarization is in the same direction as the electric field, so the portion under the influence of the electric field functions in the piezoelectric layers 41 to 43 which is disposed between the common and the individual electrodes as an active layer (pressure generating portion) and contracts perpendicular to the polarization by the transverse piezoelectric effect. Because on the other hand, the piezoelectric layers 44 and 45 are not affected by an electric field, they do not contract in themselves. This results in a mechanical voltage difference perpendicular to the polarization between the upper piezoelectric layers 41 to 43 and the lower piezoelectric layers 44 and 45 , As a result, the entire piezoelectric layers are 41 to 45 ready to deform into a convex shape towards the inactive side (unimorphic deformation). At this time, as in 10 is the lowest side of the piezoelectric layers 41 to 45 at the top of the partition (the cavity plate) 22 , the pressure chambers separated from each other, fixed, and as a result deforms the pie zoelektrischen layers 41 to 45 to a convex shape in the direction of the pressure chamber side. That is why the volume of the pressure chamber 10 reduced to increase the pressure of the ink. The ink is thereby passed through the ink ejection port 8th spouted. After that, if the individual electrodes 35a and 35b to the same potential as that of the common electrodes 34a and 34b are returned, the piezoelectric layers return 41 to 45 back to the original shape, and the pressure chamber 10 also returns to its original volume. Thus, the pressure chamber sucks 10 Ink through the distribution channel 5 in.
In
einem weiteren Ansteuerungsverfahren werden alle einzelnen Elektroden 35a und 35b vorher auf
ein anderes Potenzial gesetzt als das der gemeinsamen Elektroden 34a und 34b.
Wenn eine Ausspritzanforderung ausgegeben wird, so wird das entsprechende
Paar einzelner Elektroden 35a und 35b einmal auf
das gleiche Potenzial gesetzt wie das der gemeinsamen Elektroden 34a und 34b.
Danach wird, mit einem vorgegebenen Timing, das Paar einzelner Elektroden 35a und 35b wieder
auf ein anderes Potenzial als das der gemeinsamen Elektroden 34a und 34b gesetzt.
In diesem Fall kehren zu dem Zeitpunkt, wenn das Paar einzelner
Elektroden 35a und 35b auf das gleiche Potenzial
gesetzt wird wie das der gemeinsamen Elektroden 34a und 34b,
die piezoelektrischen Lagen 41 bis 45 zu ihren
ursprünglichen
Formen zurück.
Das Volumen der entsprechenden Druckkammer 10 wird dadurch
aus seinem anfänglichen
Zustand (dem Zustand, in dem sich die Potenziale beider Elektroden
voneinander unterscheiden) vergrößert, um
Tinte aus dem Verteilerkanal 5 in die Druckkammer 10 zu
saugen. Danach verformen sich zu dem Zeitpunkt, an dem das Paar
einzelner Elektroden 35a und 35b wieder auf das
andere Potenzial im Vergleich zu dem Potenzial der gemeinsamen Elektroden 34a und 34b gesetzt
wird, die piezoelektrischen Lagen 41 bis 45 zu
einer konvexen Form in Richtung der Druckkammer 10. Das
Volumen der Druckkammer 10 wird dadurch verringert, und der
Druck der Tinte in der Druckkammer 10 nimmt zu, um die
Tinte auszuspritzen.In a further driving method, all individual electrodes 35a and 35b previously set to a different potential than that of the common electrodes 34a and 34b , When an ejection request is issued, the corresponding pair of individual electrodes becomes 35a and 35b once set to the same potential as that of the common electrodes 34a and 34b , Thereafter, at a given timing, the pair of individual electrodes 35a and 35b again to a different potential than that of the common electrodes 34a and 34b set. In this case, sweep at the time when the pair of individual electrodes 35a and 35b set to the same potential as that of the common electrodes 34a and 34b , the piezoelectric layers 41 to 45 back to their original forms. The volume of the corresponding pressure chamber 10 is thereby increased from its initial state (the state where the potentials of both electrodes are different from each other) to ink from the distribution channel 5 in the pressure chamber 10 to suck. After that, at the time when the pair of individual electrodes deform 35a and 35b back to the other potential compared to the potential of common electrodes 34a and 34b is set, the piezoelectric layers 41 to 45 to a convex shape in the direction of the pressure chamber 10 , The volume of the pressure chamber 10 is thereby reduced, and the pressure of the ink in the pressure chamber 10 increases to spit out the ink.
Wenn
andererseits die Polarisation in der umgekehrten Richtung als die
Richtung des elektrischen Feldes, das an die piezoelektrischen Lagen 41 bis 43 angelegt
wird, erfolgt, so sind die aktiven Schichten in den piezoelektrischen
Lagen 41 und 42, die sich zwischen den einzelnen
Elektroden 35a und 35b und den gemeinsamen Elektroden 34a und 34b befinden,
bereit, sich senkrecht zur Polarisation durch den transversalen
piezoelektrischen Effekt zu längen.
Infolge dessen verformen sich die piezoelektrischen Lagen 41 bis 45 zu
einer konkaven Form in Richtung der Druckkammer 10. Darum
wird das Volumen der Druckkammer 10 vergrößert, um
Tinte aus dem Verteilerkanal 5 zu saugen. Danach, wenn
die einzelnen Elektroden 35a und 35b zu ihrem
ursprünglichen
Potenzial zurückkehren,
kehren auch die piezoelektrischen Lagen 41 bis 45 zu
ihrer ursprünglichen
flachen Form zurück.
Die Druckkammer 10 kehrt dadurch zu ihrem ursprünglichen
Volumen zurück,
um Tinte durch die Tintenausspritzöffnung 8 auszuspritzen.On the other hand, if the polarization is in the reverse direction than the direction of the electric field applied to the piezoelectric layers 41 to 43 is applied, then the active layers are in the piezoelectric layers 41 and 42 that lie between each electrode 35a and 35b and the common electrodes 34a and 34b ready to be perpendicular to the polarization by the transverse piezoelectric effect to length. As a result, the piezoelectric layers deform 41 to 45 to a concave shape in the direction of the pressure chamber 10 , That is why the volume of the pressure chamber 10 enlarged to ink from the distribution channel 5 to suck. After that, if the individual electrodes 35a and 35b To return to their original potential, the piezoelectric layers also return 41 to 45 back to its original flat shape. The pressure chamber 10 thereby returns to its original volume to ink through the ink ejection opening 8th eject.
Als
nächstes
wird ein Herstellungsverfahren für
den Tintenstrahlkopf 1 beschrieben.Next, a manufacturing method of the ink jet head will be described 1 described.
Zur
Herstellung des Tintenstrahlkopfes 1 werden eine Durchgangseinheit 4 und
jede Betätigungseinheit 21 separat
parallel hergestellt, und dann werden beide miteinander verbondet.
Zur Herstellung der Durchgangseinheit 4 wird jede Platte 22 bis 30,
aus der die Durchgangseinheit 4 bestehen soll, unter Verwendung
eines strukturierten Photoresist als Maske geätzt, wodurch Öffnungen,
wie sie in den 7 und 9 veranschaulicht
sind, in den jeweiligen Platten 22 bis 30 ausgebildet
werden. Danach werden die neun Platten 22 bis 30 dergestalt
mit dazwischen aufgebrachten Klebstoffen zu Schichten gelegt, dass
Tintendurchgänge 32 darin
entstehen. Die neun Platten 22 bis 30 werden dadurch
miteinander verbondet, so dass eine Durchgangseinheit 4 entsteht.For the production of the ink jet head 1 become a passage unit 4 and each operating unit 21 made separately in parallel, and then both are bonded together. For the production of the passage unit 4 is every plate 22 to 30 from which the passage unit 4 etched using a patterned photoresist as a mask, leaving openings as in the 7 and 9 are illustrated in the ever like plates 22 to 30 be formed. After that, the nine plates 22 to 30 in such a way with layers of adhesives applied to layers that ink passages 32 arise in it. The nine plates 22 to 30 are thereby interconnected, so that a passage unit 4 arises.
Zum
Herstellen jeder Betätigungseinheit 21 wird
zuerst eine leitfähige
Paste, die als einzelne Elektroden 35b fungieren soll,
in einem Muster auf eine keramische grüne Lage gedruckt, die als eine
piezoelektrischen Lage 43 dienen soll. Parallel dazu werden
leitfähige
Pasten, die als gemeinsame Elektroden 34a und 34b dienen
sollen, in einem Muster auf keramische grüne Lagen gedruckt, die als
piezoelektrische Lagen 42 und 44 dienen sollen.
Danach werden fünf
grüne Lagen,
die als piezoelektrischen Lagen 41 bis 45 dienen
sollen, zu Schichten gelegt und in eine Spannvorrichtung eingespannt.
Der so erhaltene Schichtaufbau wird dann bei einer vorgegebenen
Temperatur gebrannt. Danach werden einzelne Elektroden 35a auf
der piezoelektrischen Lage 41 des gebrannten Schichtaufbaus
ausgebildet. Zum Beispiel können
die einzelnen Elektroden 35a in der Weise ausgebildet werden,
dass ein leitfähiger
Film auf eine gesamte Oberfläche
der piezoelektrischen Lage 41 plattiert wird und dann überflüssige Abschnitte
des leitfähigen
Films mittels Laserstrukturierung abgetragen werden. Alternativ
können
die einzelnen Elektroden 35a durch Abscheiden eines leitfähigen Films
auf der piezoelektrischen Lage 41 mittels PVD (Physical
Vapor Deposition) unter Verwendung einer Maske mit Öffnungen
an Abschnitten, die den jeweiligen einzelnen Elektroden 35a entsprechen, ausgebildet
werden. Bis zu diesem Prozess ist die Herstellung der Betätigungseinheit 21 beendet.For making each actuator 21 First, a conductive paste that acts as a single electrode 35b should act in a pattern printed on a ceramic green layer, acting as a piezoelectric layer 43 should serve. In parallel, conductive pastes are used as common electrodes 34a and 34b should serve in a pattern printed on ceramic green sheets, which are called piezoelectric layers 42 and 44 should serve. After that, five green layers are created as piezoelectric layers 41 to 45 to serve, laid into layers and clamped in a jig. The layer structure thus obtained is then fired at a predetermined temperature. Thereafter, individual electrodes 35a on the piezoelectric layer 41 formed of the fired layer structure. For example, the individual electrodes 35a be formed in such a way that a conductive film on an entire surface of the piezoelectric layer 41 is plated and then removed unnecessary portions of the conductive film by means of laser structuring. Alternatively, the individual electrodes 35a by depositing a conductive film on the piezoelectric layer 41 by means of PVD (Physical Vapor Deposition) using a mask with openings at sections that correspond to the individual electrodes 35a correspond, be trained. Until this process is the production of the actuator unit 21 completed.
Als
nächstes
wird die wie oben beschrieben hergestellte Betätigungseinheit 21 so
mit einem Klebstoff an die Durch gangseinheit 4 geklebt,
dass die piezoelektrische Lage 45 mit der Hohlraumplatte 22 in Kontakt
stehen kann. Zu diesem Zeitpunkt werden beide anhand von Positionsmarkierungen,
die auf der Oberfläche
der Hohlraumplatte 22 der Durchgangseinheit 4 bzw.
auf der Oberfläche
der piezoelektrischen Lage 41 angeordnet sind, miteinander verbondet.Next, the operating unit made as described above 21 so with an adhesive to the passage unit 4 glued that to the piezoelectric layer 45 with the cavity plate 22 can be in contact. At this time, both are based on position marks on the surface of the cavity plate 22 the passage unit 4 or on the surface of the piezoelectric layer 41 are arranged, bonded together.
Danach
werden Durchgangslöcher
ausgebildet, um vertikal angeordnete entsprechende einzelne Elektroden 35a und 35b miteinander
zu verbinden. Die Durchgangslöcher
werden dann mit einem leitfähigen
Material ausgefüllt.
Danach wird zum Zweck des Anlegens von elektrischen Signalen an
die einzelnen Elektroden 35a und 35b und die gemeinsamen
Elektroden 34a und 34b die FGS 136 auf
die Bondungspositionen, die den jeweiligen Elektroden auf der Betätigungseinheit 21 entsprechen,
angelötet und
so elektrisch mit ihnen verbunden. Danach wird die Herstellung des
Tintenstrahlkopfes 1 mittels eines vorgegebenen Prozesses
vervollständigt.Thereafter, through holes are formed to vertically arranged corresponding individual electrodes 35a and 35b to connect with each other. The through holes are then filled with a conductive material. Thereafter, for the purpose of applying electrical signals to the individual electrodes 35a and 35b and the common electrodes 34a and 34b the FGS 136 to the bonding positions that correspond to the respective electrodes on the actuator unit 21 correspond, soldered and so electrically connected to them. Thereafter, the production of the ink jet head 1 completed by a given process.
Wie
oben beschrieben, werden im Gegensatz zu den anderen Elektroden
die einzigen einzelnen Elektroden 35a nicht mit den Keramikmaterialien zu
piezoelektrischen Lagen 41 bis 45 gebrannt. Das hat
den Grund, dass, weil die einzelnen Elektroden 35a frei
liegen, sie bei hoher Brenntemperatur verdampfen können. Infolge
dessen ist es schwierig, ihre Dicke im Vergleich zu den anderen
Elektroden 34a, 34b und 35b, die mit
Keramikmaterialien überzogen
sind, zu steuern. Doch selbst die Dicke der anderen Elektroden 34a, 34b und 35b kann
beim Brennen etwas abnehmen. Darum ist es schwierig, sie mit einer
geringen Dicke auszubilden, wenn das Beibehalten der Kontinuität nach dem
Brennen berücksichtigt
wird. Weil im Gegensatz dazu die einzelnen Elektroden 35a nach
dem Brennen mittels der oben beschriebenen Technik hergestellt werden,
können
sie mit einer geringeren Dicke ausgebildet werden als die anderen
Elektroden 34a, 34b und 35b. Somit kann
bei dem Tintenstrahlkopf 1, wenn die einzelnen Elektroden 35a in
der obersten Schicht mit einer geringeren Dicke ausgebildet werden
als die anderen Elektroden 34a, 34b und 35b,
die Verformung der piezoelektrischen Lagen 41 bis 43,
die aktive Schichten enthalten, kaum durch die einzelnen Elektroden 35a begrenzt
werden. Dadurch werden die Effizienzen (elektrische Effizienz und
Flächeneffizienz)
der Betätigungseinheit 21 verbessert.As described above, in contrast to the other electrodes, the only individual electrodes 35a not with the ceramic materials to piezoelectric layers 41 to 45 burned. The reason is that because the individual electrodes 35a are free, they can evaporate at high firing temperature. As a result, its thickness is difficult to compare with the other electrodes 34a . 34b and 35b steered with ceramic materials. But even the thickness of the other electrodes 34a . 34b and 35b may lose weight when burning. Therefore, it is difficult to form them with a small thickness, considering the maintenance of continuity after firing. Because, in contrast, the individual electrodes 35a after firing by the technique described above, they can be formed with a smaller thickness than the other electrodes 34a . 34b and 35b , Thus, in the ink jet head 1 when the individual electrodes 35a be formed in the uppermost layer with a smaller thickness than the other electrodes 34a . 34b and 35b , the deformation of the piezoelectric layers 41 to 43 , which contain active layers, hardly by the individual electrodes 35a be limited. This will increase the efficiencies (electrical efficiency and area efficiency) of the actuator 21 improved.
Weil
in dem Tintenstrahlkopf 1 die piezoelektrischen Lagen 41 bis 43,
die aktive Schichten enthalten, und die piezoelektrischen Lagen 44 und 45,
die als die inaktiven Schichten fungieren, aus dem gleichen Material
bestehen, braucht das Material während
des Herstellungsprozesses nicht gewechselt zu werden. Somit lassen
sie sich durch einen relativ einfachen Prozess herstellen, der eine
Senkung der Herstellungskosten erwarten lässt. Darüber hinaus kann aufgrund der
Tatsache, dass jede der piezoelektrischen Lagen 41 bis 43,
die aktive Schichten enthalten, und die piezoelektrischen Lagen 44 und 45, die
als die inaktiven Schichten fungieren, im Wesentlichen die gleiche
Dicke haben, durch die Vereinfachung des Herstellungsprozesses eine
weitere Senkung der Kosten angestrebt werden. Das liegt daran, dass
die Dickensteuerung problemlos bewerkstelligt werden kann, wenn
die Keramikmaterialien, die als die piezoelektrischen Lagen dienen
sollen, schichtweise eingesetzt werden.Because in the inkjet head 1 the piezoelectric layers 41 to 43 containing active layers and the piezoelectric layers 44 and 45 that act as the inactive layers are made of the same material, the material need not be changed during the manufacturing process. Thus, they can be produced by a relatively simple process, which can be expected to reduce the manufacturing cost. In addition, due to the fact that each of the piezoelectric layers 41 to 43 containing active layers and the piezoelectric layers 44 and 45 that act as the inactive layers, have substantially the same thickness, by further simplifying the manufacturing process, to further reduce costs. This is because the thickness control can be easily accomplished when the ceramic materials to be used as the piezoelectric layers are layered.
Des
Weiteren werden in dem Tintenstrahlkopf 1 separate Betätigungseinheiten 21,
die den jeweiligen Tintenausspritzbereichen entsprechen, so an die
Durchgangseinheit 4 gebondet, dass sie in der Längsrichtung
der Durchgangseinheit 4 angeordnet sind. Darum kann jede
der Betätigungseinheiten 21, die
in der Abmessungsgenauigkeit und der Positionsgenauigkeit der einzelnen
Elektroden 35a, 35b ungleichmäßig sein könnten, weil sie durch Sintern
oder dergleichen hergestellt werden, unabhängig von einer anderen Betätigungseinheit 21 an
der Durchgangseinheit 4 positioniert werden. Somit wird
selbst im Faal eines langen Kopfes die Zunahme der Verschiebung
jeder Betätigungseinheit 21 von
der exakten Position an der Durchgangseinheit 4 eingeschränkt, und
beide können
präzise
zueinander positioniert werden. Darum können selbst im Hinblick auf einzelne
Elektroden 35a und 35b, die von einer Markierung
relativ entfernt sind, die einzelnen Elektroden 35a und 35b nicht
erheblich aus der vorgegebenen Position auf der entsprechenden Druckkammer 10 verschoben
werden. Infolge dessen lassen sich gute Tintenausspritzergebnisse
erzielen, und der Produktionsertrag der Tintenstrahlköpfe 1 wird
deutlich gesteigert. Andererseits, und im Gegensatz zum oben Dargelegten,
ist – wenn
eine langgeformte Betätigungseinheit 21 wie
die Durchgangseinheit 4 hergestellt wird – die Verschiebung
der einzelnen Elektroden 35a und 35b von der vorgegebenen
Position auf der entsprechenden Druckkammer 10 – von oben
betrachtet – umso
größer, je
weiter die einzelnen Elektroden 35a und 35b von
der Markierung entfernt sind, wenn die Betätigungseinheit 21 über die
Durchgangseinheit 4 gelegt wird. Infolge dessen werden die
Tintenausspritzergebnisse einer Druckkammer 10, die von
der Markierung relativ entfernt ist, schlechter, weshalb die Gleichmäßigkeit
der Tintenausspritzergebnisse des Tintenstrahlkopfes 1 nicht erreicht
wird.Further, in the ink jet head 1 separate actuators 21 corresponding to the respective ink ejecting areas, so to the passage unit 4 Bonded in the longitudinal direction of the passage unit 4 are arranged. That is why each of the operating units 21 that in the dimensional accuracy and the position accuracy of the individual electrodes 35a . 35b could be uneven because they are made by sintering or the like, regardless of another actuator unit 21 at the passage unit 4 be positioned. Thus, even in the case of a long head, the increase in displacement of each operating unit becomes 21 from the exact position on the passage unit 4 restricted, and both can be precisely positioned to each other. Therefore, even with regard to individual electrodes 35a and 35b which are relatively distant from a mark, the individual electrodes 35a and 35b not significantly from the predetermined position on the corresponding pressure chamber 10 be moved. As a result, good ink ejection results can be obtained and the production yield of the ink-jet heads 1 is significantly increased. On the other hand, and in contrast to the above, is - if a long-shaped actuator unit 21 like the passage unit 4 is produced - the displacement of the individual electrodes 35a and 35b from the predetermined position on the corresponding pressure chamber 10 - viewed from above - the larger, the farther the individual electrodes 35a and 35b are removed from the mark when the actuator unit 21 over the passage unit 4 is placed. As a result, the ink ejection results become a pressure chamber 10 That is, the uniformity of the ink spouting results of the ink jet head 1 is not achieved.
Außerdem kann
in dem wie oben beschrieben aufgebauten Tintenstrahlkopf 1 durch
Anordnen der piezoelektrischen Lagen 41 bis 43 zwischen
den gemeinsamen Elektroden 34a und 34b und den
einzelnen Elektroden 35a und 35b das Volumen jeder Druckkammer 10 problemlos
durch den piezoelektrischen Effekt verändert werden. Weil des Weiteren jede
der piezoelektrischen Lagen 41 bis 43, die aktive Schichten
enthal ten, die Form einer kontinuierlichen flachen Schicht aufweist,
lassen sie sich leicht herstellen.In addition, in the ink-jet head constructed as described above 1 by arranging the piezoelectric layers 41 to 43 between the common electrodes 34a and 34b and the individual electrodes 35a and 35b the volume of each pressure chamber 10 be easily changed by the piezoelectric effect. Because, furthermore, each of the piezoelectric layers 41 to 43 containing active layers, in the form of a continuous flat layer, are easy to manufacture.
Des
Weiteren weist der Tintenstrahlkopf 1 die Betätigungseinheiten 21 auf,
die jeweils einen unimorphen Aufbau haben, wobei die piezoelektrischen
Lagen 44 und 45 nahe jeder Druckkammer 10 inaktiv
sind und die piezoelektrischen Lagen 41 bis 43,
die von jeder Druckkammer 10 entfernt angeordnet sind,
aktive Schichten enthalten. Darum kann die Änderung des Volumens jeder
Druckkammer 10 durch den transversalen piezoelektrischen
Effekt verstärkt
werden. Infolge dessen kann im Vergleich zu einem Tintenstrahlkopf,
bei dem eine Schicht, die aktive Schichten enthält, auf der Seite der Druckkammer 10 angeordnet
ist und eine inaktive Schicht auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet
ist, eine Verringerung der Spannung, die an die einzelnen Elektroden 35a und 35b anzulegen
ist, und/oder eine hohe Integration der Druckkammern 10 angestrebt werden.
Durch Senken der anzulegenden Spannung kann der Treiber zum Ansteuern
der einzelnen Elektroden 35a und 35b kleiner gestaltet
werden, und die Kosten können
niedrig gehalten werden. Außerdem kann
jede Druckkammer 10 kleiner gebaut werden. Des Weiteren
kann selbst im Fall einer hohen Integration der Druckkammern 10 eine
ausreichende Menge Tinte ausgespritzt werden. Somit kann eine Verkleinerung
des Kopfes 1 und eine hochdichte Anordnung von Druckpunkten
realisiert werden.Furthermore, the inkjet head 1 the actuators 21 each having a unimorph structure, the piezoelectric layers 44 and 45 near each pressure chamber 10 are inactive and the piezoelectric layers 41 to 43 from each pressure chamber 10 are removed, containing active layers. That's why changing the volume of each pressure chamber 10 amplified by the transverse piezoelectric effect. As a result, as compared with an ink jet head in which a layer containing active layers, on the side of the pressure chamber 10 is arranged and an inactive layer is disposed on the opposite side, a reduction in the voltage applied to the individual electrodes 35a and 35b is to create, and / or a high integration of the pressure chambers 10 to be sought. By lowering the voltage to be applied, the driver for driving the individual electrodes 35a and 35b be made smaller and the costs can be kept low. In addition, every pressure chamber 10 be built smaller. Furthermore, even in the case of high integration of the pressure chambers 10 a sufficient amount of ink to be injected. Thus, a reduction of the head 1 and a high-density arrangement of printing dots can be realized.
Des
Weiteren hat in dem Tintenstrahlkopf 1 jede Betätigungseinheit 21 eine
im Wesentlichen trapezartige Form. Die Betätigungseinheiten 21 sind
in zwei Reihen zickzackförmig
so angeordnet, dass sich die parallelen gegenüberliegenden Seiten jeder Betätigungseinheit 21 in
der Längsrichtung
der Durchgangseinheit 4 erstrecken und die schrägen Seiten
jeder benachbarten Betätigungseinheit 21 einander
in der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit 4 überlappen.Furthermore, in the ink jet head 1 each actuation unit 21 a substantially trapezoidal shape. The actuators 21 are arranged zigzag in two rows so that the parallel opposite sides of each actuator 21 in the longitudinal direction of the passage unit 4 extend and the oblique sides of each adjacent actuator unit 21 each other in the lateral direction of the passage unit 4 overlap.
Weil
die schrägen
Seiten jeder benachbarten Betätigungseinheiten 21 einander
auf diese Weise überlappen,
können – wenn sich
der Tintenstrahlkopf 1 in der seitlichen Richtung des Tintenstrahlkopfes 1 relativ
zu einem Druckmedium bewegt – die
Druckkammern 10 in der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit 4 einander
kompensieren. Infolge dessen kann ein kleiner Tintenstrahlkopf 1 mit
einer sehr schmalen Breite und gleichzeitig hoch-auflösendem Druck
realisiert werden.Because the oblique sides of each adjacent operating units 21 overlap each other in this way, when the ink jet head 1 in the lateral direction of the ink jet head 1 moved relative to a pressure medium - the pressure chambers 10 in the lateral direction of the passage unit 4 compensate each other. As a result, a small inkjet head 1 be realized with a very narrow width and simultaneously high-resolution printing.
Weil
des Weiteren viele Druckkammern 10, die nebeneinander liegen,
in der Durchgangseinheit 4 in einer Matrix angeordnet sind,
können
die vielen Druckkammern 10 innerhalb einer relativ geringen Größe mit einer
hohen Dichte angeordnet werden.Because in addition many pressure chambers 10 , which are next to each other, in the passage unit 4 arranged in a matrix, can the many pressure chambers 10 be arranged within a relatively small size with a high density.
In
dem oben beschriebenen Tintenstrahlkopf 1 sind trapezartige
Betätigungseinheiten
in zwei Reihen zickzackförmig
angeordnet. Aber es braucht nicht jede Betätigungseinheit trapezartig
zu sein. Des Weiteren brauchen Betätigungseinheiten auch in nur einer
einzigen Reihe in der Längsrichtung
der Durchgangseinheit angeordnet zu sein. Betätigungseinheiten können in
drei oder mehr Reihen zickzackförmig angeordnet
sein.In the above-described ink jet head 1 Trapezoidal actuators are arranged in two rows zigzag. But it does not take every actuator to be trapezoidal. Furthermore, actuator units also need to be arranged in only a single row in the longitudinal direction of the passage unit. Actuators may be arranged zigzag in three or more rows.
Als
nächstes
wird eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. 11 ist
eine Draufsicht auf einen Kopfhauptkörper eines Tintenstrahlkopfes
gemäß dieser
Ausführungsform.
Bei dem Tintenstrahlkopf und dem Tintenstrahldrucker gemäß dieser
Ausführungsform
wird, weil die Teile mit Ausnahme des Kopfhauptkörpers denen der oben beschriebenen
ersten Ausführungsform ähneln, hier
auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet.Next, a second embodiment of the present invention will be described. 11 Fig. 10 is a plan view of a head main body of an ink jet head according to this embodiment. In the ink jet head and the ink jet printer according to this embodiment, since the parts other than the head main body are similar to those of the first embodiment described above, the detailed description thereof will be omitted tet.
Wenden
wir uns 11 zu. Ein Kopfhauptkörper 201 eines
Tintenstrahlkopfes gemäß dieser Ausführungsform
hat – von
oben betrachtet – eine rechteckige
Form, die sich in einer Richtung (Hauptabtastrichtung) erstreckt.
Der Kopfhauptkörper 201 enthält eine
Durchgangseinheit 204, in der eine große Anzahl von Druckkammern 210 und
eine große
Anzahl von Tintenausspritzöffnungen 208 ausgebildet
sind, wie weiter unten noch beschrieben wird. Auf die Oberseite
der Durchgangseinheit 204 sind zwei parallelogrammförmige Betätigungseinheiten 221 (in 11 sind
die rechte und die linke mit den Bezugszahlen 221a bzw. 221b bezeichnet)
nebeneinander gebondet. Jede Betätigungseinheit 221 ist
so angeordnet, dass sich ihre eine Seite B in der Längsrichtung
des Kopfhauptkörpers 201 erstreckt. Die
benachbarten Betätigungseinheiten 221 sind
so angeordnet, dass sie entlang der Breitenrichtung (der Richtung
der kürzeren
Länge)
des Kopfhauptkörpers 201 aufeinander
ausgerichtet sind, wobei ihre schrägen Seiten C nahe beieinander
liegen. Eine Tintenzufuhröffnung 202 ist
in der Oberseite der Durchgangseinheit 204 offen. Die Tintenzufuhröffnung 202 ist über einen
(nicht-veranschaulichten) Durchgang mit einer Tintenzufuhrquelle
verbunden.Let us turn 11 to. A head main body 201 An ink jet head according to this embodiment has a rectangular shape as viewed from above, which extends in one direction (main scanning direction). The head main body 201 contains a passage unit 204 in which a large number of pressure chambers 210 and a large number of ink ejection openings 208 are formed, as will be described below. On the top of the passage unit 204 are two parallelogram-shaped actuators 221 (in 11 are the right and the left with the reference numbers 221a respectively. 221b designated) bonded side by side. Each actuation unit 221 is arranged so that its one side B in the longitudinal direction of the head main body 201 extends. The adjacent actuators 221 are arranged to be along the width direction (the shorter-length direction) of the head main body 201 are aligned with their oblique sides C close to each other. An ink supply port 202 is in the top of the passage unit 204 open. The ink supply port 202 is connected to an ink supply source via a passage (not illustrated).
Wenden
wir uns 12 zu, die eine Ansicht des
Kopfhauptkörpers 201 in
einem im Vergleich zu 11 umgekehrten Betrachtungswinkel
darstellt (ein Blick von der Druckflächenseite). Zwei parallelogrammförmige Tintenausspritzbereiche
R1 sind in der Unterseite der Durchgangseinheit 204 so
angeordnet, dass sie den jeweiligen Bereichen entsprechen, wo die
Betätigungseinheiten 221 angeordnet sind.
Eine große
Anzahl von Tintenausspritzöffnungen 208 mit
kleinem Durchmesser sind in der Oberfläche jedes Tintenausspritzbereichs
R1 angeordnet.Let us turn 12 to which is a view of the head main body 201 in one compared to 11 inverted viewing angle (a view from the printing surface side). Two parallelogram ink ejection areas R1 are in the bottom of the passage unit 204 arranged so that they correspond to the respective areas where the operating units 221 are arranged. A large number of ink ejection openings 208 small diameter are arranged in the surface of each ink ejection area R1.
Diese
Ausführungsform
zeigt einen Fall eines Einfarbdrucks. Der Tintenzufuhröffnung 202 wird Tinte
mit einer einzigen Farbe (zum Beispiel schwarz) zugeführt. Um
einen Mehrfarbdruck auszuführen,
sind Kopfhauptkörper 201,
deren Anzahl der Anzahl der Farben entspricht (zum Beispiel im Fall der
vier Farben Gelb, Cyan, Magenta und Schwarz vier Kopfhauptkörper 201),
in der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit ausgerichtet. Den
Kopfhauptkörpern 201 werden
voneinander verschiedene Farbtinten zum Drucken zugeleitet.This embodiment shows a case of a single-color printing. The ink supply port 202 Ink is supplied with a single color (for example, black). To perform multi-color printing, head main bodies 201 whose number corresponds to the number of colors (for example, in the case of the four colors yellow, cyan, magenta and black, four head main bodies 201 ), aligned in the lateral direction of the passage unit. The head main bodies 201 different color inks are fed to each other for printing.
13 ist
eine Schnittansicht, die den inneren Aufbau der Durchgangseinheit 204 veranschaulicht.
Wenden wir uns 13 zu, wo ein Verteilerkanal 205 in
der Durchgangseinheit 204 ausgebildet ist. Der Verteilerkanal 205 steht über die
Tintenzufuhröffnung 202 in
strömungsmäßiger Verbindung
mit einer Tintenzufuhrquelle, weshalb der Verteilerkanal 205 immer
mit Tinte gefüllt
ist. Die Tintenzufuhröffnung 202 ist
vorzugsweise mit einem Filter zum Auffangen von in der Tinte enthaltenem
Staub und Schmutz versehen. 13 is a sectional view showing the internal structure of the passage unit 204 illustrated. Let us turn 13 to where a distribution channel 205 in the passage unit 204 is trained. The distribution channel 205 stands over the ink supply port 202 in fluid communication with an ink supply source, which is why the distribution channel 205 always filled with ink. The ink supply port 202 is preferably provided with a filter for collecting dust and dirt contained in the ink.
Der
Verteilerkanal 205 ist im größten Teil der Durchgangseinheit 204 dergestalt
ausgebildet, dass er sich über
die zwei Tintenausspritzbereiche R1 hinweg erstreckt. In einem Teil
des Verteilerkanals 205, der jedem Tintenausspritzbereich
R1 entspricht, ist eine große
Anzahl schmaler parallelogrammförmiger Inselabschnitte 205a dergestalt
ausgebildet, dass sie in regelmäßigen Abständen angeordnet
sind. Die Länge
jedes Inselabschnitts 205a verläuft in der Längsrichtung
der Durchgangseinheit 204. Bei diesem Aufbau fließt Tinte,
die über
die Tintenzufuhröffnung 202 zugeführt wird,
zwischen allen benachbarten Inselabschnitten 205a in dem
Verteilerkanal 205 hindurch und wird dann zu (weiter unten
beschriebenen) Druckkammern 210 verteilt, die in der Durchgangseinheit 204 in
jedem Tintenausspritzbereich R1 ausgebildet sind.The distribution channel 205 is in the majority of the passage unit 204 is formed to extend over the two ink ejecting areas R1. In a part of the distribution channel 205 that corresponds to each ink ejection area R1 is a large number of narrow parallelogram-shaped island portions 205a designed such that they are arranged at regular intervals. The length of each island section 205a runs in the longitudinal direction of the passage unit 204 , In this structure, ink flows through the ink supply port 202 is supplied between all adjacent island sections 205a in the distribution channel 205 and then becomes pressure chambers (described below) 210 distributed in the passage unit 204 are formed in each ink ejection area R1.
Wenden
wir uns 15 zu. Jede Tintenausspritzöffnung 208 ist
als eine verjüngte
Düse ausgebildet.
Die Tintenausspritzöffnung 208 steht über eine Druckkammer 210,
die eine – von
oben betrachtet – im
Wesentlichen parallelogrammförmige
Gestalt aufweist, und eine Öffnung 212 mit
einem Verteilerkanal 205 in strömungsmäßiger Verbindung. Bei diesem Aufbau
wird Tinte von dem Verteilerkanal 205 über die Öffnung 212 zu der
Druckkammer 210 geführt. Durch
Ansteuern einer Betätigungseinheit 221,
wie weiter unten noch beschrieben wird, wird eine Strahlenergie
an die Tinte in der Druckkammer 210 angelegt, um die Tinte
durch die Tintenausspritzöffnung 208 in
einem Strahl auszuspritzen.Let us turn 15 to. Each ink ejection opening 208 is formed as a tapered nozzle. The ink ejection opening 208 is above a pressure chamber 210 having a substantially parallelogram-like shape when viewed from above, and an opening 212 with a distribution channel 205 in fluid communication. In this construction, ink from the distribution channel becomes 205 over the opening 212 to the pressure chamber 210 guided. By driving an actuating unit 221 As will be described later, beam energy is applied to the ink in the pressure chamber 210 applied to the ink through the ink ejection port 208 to spray in a jet.
14 veranschaulicht
einen detaillierten Aufbau des Bereichs, der in 13 mit
dem Bezugszeichen Q bezeichnet ist. Wie aus 14 ersichtlich ist,
sind in einem Bereich der Oberseite der Durchgangseinheit 204,
die einem Tintenausspritzbereich R1 entspricht, eine große Anzahl
von Druckkammern 210 in einer Matrix nebeneinander angeordnet.
Weil die Druckkammern 210 auf einer anderen Ebene ausgebildet
sind als die Öffnungen 212,
wie in 15 veranschaulicht, ist eine
Anordnung, wie sie in 14 veranschaulicht ist, möglich, in
der jede Öffnung 212,
die mit einer Druckkammer 210 verbunden ist, eine andere
Druckkammer 210 überlappt.
Infolge dessen kann eine hoch-dichte Anordnung der Druckkammern 210 realisiert
werden, was zu einer Verkleinerung des Kopfhauptkörpers 201 und
einer Erhöhung
der Auflösung
eines herzustellenden Bildes beitragen kann. 14 FIG. 12 illustrates a detailed structure of the area included in FIG 13 designated by the reference Q. How out 14 can be seen are in an area of the top of the passage unit 204 that corresponds to an ink ejection area R1, a large number of pressure chambers 210 arranged side by side in a matrix. Because the pressure chambers 210 formed on a different plane than the openings 212 , as in 15 is an arrangement as shown in FIG 14 illustrated, possible, in the every opening 212 that with a pressure chamber 210 connected, another pressure chamber 210 overlaps. As a result, a high-density arrangement of the pressure chambers 210 be realized, resulting in a reduction of the head main body 201 and an increase in the resolution of an image to be produced.
15 veranschaulicht
einen konkreten Aufbau eines Durchgangs von einem Verteilerkanal 205 zu
einer Tintenaus spritzöffnung 208.
Wenden wir uns 15 zu. Die Durchgangseinheit 204 ist
aus insgesamt neun Materiallagen laminiert, und zwar einer Hohlraumplatte 222,
einer Basisplatte 223, einer Öffnungsplatte 224,
einer Zufuhrplatte 225, Verteilerplatten 226, 227 und 228,
einer Deckplatte 229 und einer Düsenplatte 230. Die
oben beschriebenen Betätigungseinheiten 221 sind
an die Oberseite der Durchgangseinheit 204 gebondet, so
dass ein Kopfhauptkörper 201 entsteht.
Der detaillierte Aufbau jeder Betätigungseinheit 221 wird
weiter unten beschrieben. 15 illustrates a concrete construction of a passage from a distribution channel 205 to a Tintenaus injection opening 208 , Let us turn 15 to. The passage unit 204 is out of all laminated together with nine layers of material, namely a cavity plate 222 , a base plate 223 , an orifice plate 224 , a feeder plate 225 , Distribution plates 226 . 227 and 228 , a cover plate 229 and a nozzle plate 230 , The above-described actuators 221 are at the top of the passage unit 204 bonded, leaving a head main body 201 arises. The detailed structure of each actuator 221 will be described below.
Eine
parallelogrammförmige Öffnung ist
in der Hohlraumplatte 222 ausgebildet, so dass eine Druckkammer 210 gebildet
wird, wie oben beschrieben. Eine verjüngte Tintenausspritzöffnung 208 ist unter
Verwendung einer Presse in der Düsenplatte 230 ausgebildet.
Durch jede der Platten 223 bis 229 hindurch sind
Strömungslöcher 251 zwischen
den Platten 222 und 230 ausgebildet. Die Druckkammer 210 steht über die
Strömungslöcher 251 mit
der Tintenausspritzöffnung 208 in
strömungsmäßiger Verbindung.
In der Öffnungsplatte 224 ist
eine Öffnung 212 als
ein Langloch ausgebildet. Ein Ende der Öffnung 212 ist über ein
Strömungsloch 252,
das in der Basisplatte 223 ausgebildet ist, mit einem Endabschnitt
der Druckkammer 210 (gegenüber dem Endabschnitt, der mit
der Tintenausspritzöffnung 208 verbunden
ist) verbunden. Die Öffnung 212 dient dem
richtigen Steuern der Menge an Tinte, die der Druckkammer 210 zuzuführen ist,
und dem Verhindern, dass zu viel oder zu wenig Tinte durch die Tintenausspritzöffnung 208 gespritzt
wird. In der Zufuhrplatte 225 ist ein Strömungsloch 253 ausgebildet. Das
Strömungsloch 253 verbindet
das andere Ende der Öffnung 212 mit
dem Verteilerkanal 205.A parallelogram-shaped opening is in the cavity plate 222 designed so that a pressure chamber 210 is formed as described above. A tapered ink ejection port 208 is using a press in the nozzle plate 230 educated. Through each of the plates 223 to 229 through are flow holes 251 between the plates 222 and 230 educated. The pressure chamber 210 stands over the flow holes 251 with the ink ejection opening 208 in fluid communication. In the opening plate 224 is an opening 212 designed as a slot. One end of the opening 212 is over a flow hole 252 that in the base plate 223 is formed with an end portion of the pressure chamber 210 (opposite to the end portion connected to the ink ejection port 208 connected). The opening 212 is used to properly control the amount of ink that the pressure chamber 210 is to be supplied, and preventing too much or too little ink through the ink ejection opening 208 is injected. In the feed plate 225 is a flow hole 253 educated. The flow hole 253 connects the other end of the opening 212 with the distribution channel 205 ,
Jede
der neun Platten 222 bis 230, die die Durchgangseinheit 204 bilden,
besteht aus Metall. Die Druckkammer 210, die Öffnung 212 und
die Strömungslöcher 251, 252 und 253 werden
durch selektives Ätzen
jeder Metallplatte mittels einer Maskenstruktur ausgebildet. Die
neun Platten 222 bis 230 werden in Schichten angeordnet
und miteinander verbondet, wobei sie dergestalt zueinander positioniert
werden, dass darin der in 15 veranschaulichte
Durchgang ausgebildet wird.Each of the nine plates 222 to 230 that the passage unit 204 form, consists of metal. The pressure chamber 210 , the opening 212 and the flow holes 251 . 252 and 253 are formed by selectively etching each metal plate by means of a mask pattern. The nine plates 222 to 230 are arranged in layers and bonded to each other, whereby they are positioned to each other so that therein in 15 illustrated passage is formed.
Wenden
wir uns 16 zu. Jede Betätigungseinheit 221 enthält fünf piezoelektrische
Lagen 241 bis 245 mit der gleichen Dicke von etwa
15 μm. Diese
piezoelektrischen Lagen 241 bis 245 werden als
kontinuierliche flache Schichten ausgebildet. Eine einzelne Betätigungseinheit 221 ist
so angeordnet, dass sie sich über
viele Druckkammern 210 hinweg erstreckt, die in einem einzelnen
Tintenausspritzbereich R1 des Kopfhauptkörpers 201 ausgebildet
sind. Dadurch kann eine hoch-dichte Anordnung einzelner Elektroden 235a und 235b in
der Betätigungseinheit 221 realisiert
werden. Jede der piezoelektrischen Lagen 241 bis 245 besteht
aus einem Keramikmaterial auf Blei-Zirkonat-Titanat (PZT)-Basis
mit Ferroelektrizität.Let us turn 16 to. Each actuation unit 221 contains five piezoelectric layers 241 to 245 with the same thickness of about 15 microns. These piezoelectric layers 241 to 245 are formed as continuous flat layers. A single actuator unit 221 is arranged so that it is over many pressure chambers 210 which extends in a single ink ejection area R1 of the head main body 201 are formed. This allows a high-density arrangement of individual electrodes 235a and 235b in the operating unit 221 will be realized. Each of the piezoelectric layers 241 to 245 consists of a lead zirconate titanate (PZT) based ceramic material with ferroelectricity.
Zwischen
der ersten und der zweiten piezoelektrischen Lage 241 und 242 – von oben
aus gesehen – ist
eine etwa 2 μm
dicke gemeinsame Elektrode 234a angeordnet, die im Wesentlichen
auf den gesamten Unter- und Oberseiten der piezoelektrischen Lagen
ausgebildet ist. Des Weiteren ist zwischen der dritten und der vierten
piezoelektrischen Lage 243 und 244 eine etwa 2 μm dicke gemeinsame
Elektrode 234b angeordnet. Auf der Oberseite der ersten
piezoelektrischen Lage 241 ist eine etwa 1 μm dicke einzelne
Elektrode 235a entsprechend jeder Druckkammer 210 ausgebildet.
Wie in 13 veranschaulicht, hat die
einzelne Elektrode 235a – von oben betrachtet – eine ähnliche
Form wie die Druckkammer 210, obgleich die einzelne Elektrode 235a ein
wenig kleiner ist als die Druckkammer 210. Die einzelne
Elektrode 235a ist so angeordnet, dass die Mitte der einzelnen
Elektrode 235a mit der Mitte der entsprechenden Druckkammer 210 übereinstimmt.
Des Weiteren ist zwischen der zweiten und der dritten piezoelektrischen
Lage 242 und 243 eine etwa 2 μm dicke einzelne Elektrode 235b angeordnet,
die wie die einzelne Elektrode 235a geformt ist. Der Abschnitt,
wo die einzelnen Elektroden 235a und 235b angeordnet sind,
entspricht einem Druckerzeugungsabschnitt A zum Anlegen eines Drucks
an die Tinte in der Druckkammer 210. Zwischen der vierten
und der fünften
piezoelektrischen Lage 244 und 245 und auf der
Unterseite der fünften
piezoelektrischen Lage 245 befindet sich keine Elektrode.
Jede der Elektroden 234a, 234b, 235a und 235b besteht
zum Beispiel aus einem metallischen Material auf Ag-Pd-Basis.Between the first and second piezoelectric layers 241 and 242 - Seen from above - is about 2 microns thick common electrode 234a arranged, which is formed substantially on the entire lower and upper sides of the piezoelectric layers. Furthermore, between the third and the fourth piezoelectric layer 243 and 244 an approximately 2 μm thick common electrode 234b arranged. On top of the first piezoelectric layer 241 is an approximately 1 micron thick single electrode 235a according to each pressure chamber 210 educated. As in 13 Illustrated has the single electrode 235a - viewed from above - a similar shape as the pressure chamber 210 although the single electrode 235a a little smaller than the pressure chamber 210 , The single electrode 235a is arranged so that the middle of each electrode 235a with the middle of the corresponding pressure chamber 210 matches. Furthermore, between the second and the third piezoelectric layer 242 and 243 an approximately 2 μm thick single electrode 235b arranged like the single electrode 235a is shaped. The section where the individual electrodes 235a and 235b are arranged, corresponds to a pressure generating section A for applying a pressure to the ink in the pressure chamber 210 , Between the fourth and the fifth piezoelectric layer 244 and 245 and on the bottom of the fifth piezoelectric layer 245 there is no electrode. Each of the electrodes 234a . 234b . 235a and 235b For example, it is made of an Ag-Pd-based metallic material.
Die
gemeinsamen Elektroden 234a und 234b sind in einem
nicht-veranschaulichten Bereich geerdet. Somit werden die gemeinsamen
Elektroden 234a und 234b in einem Bereich, der
einer beliebigen Druckkammer 210 entspricht, auf dem Erdungspotenzial
gehalten. Damit das Potenzial der einzelnen Elektroden 235a und 235b in
jedem Paar, das einer Druckkammer 210 entspricht, unabhängig von
einem anderen Paar gesteuert werden kann, sind sie über eine
Anschlussleitung, die für
jedes Paar einzelner Elektroden 235a und 235b separat
vorhanden ist, mit einem geeigneten Ansteuerungs-IC verbunden.The common electrodes 234a and 234b are grounded in a non-illustrated area. Thus, the common electrodes 234a and 234b in a range of any pressure chamber 210 corresponds to the earthing potential. Thus the potential of the individual electrodes 235a and 235b in each pair, that of a pressure chamber 210 which can be controlled independently of another pair, they are connected via a connecting lead, which is used for each pair of individual electrodes 235a and 235b is separate, connected to a suitable drive IC.
In
dem Kopfhauptkörper 201 sind
die piezoelektrischen Lagen 241 bis 245 in ihrer
Dicke zu polarisieren. Das heißt,
die Betätigungseinheit 221 hat einen
sogenannten unimorphen Aufbau, bei dem die oberen (d. h. von der
Druckkammer 210 entfernt befindlichen) drei piezoelektrischen
Lagen 241 bis 243 Schichten sind, die aktive Schichten
enthalten, und die unteren (d. h. nahe der Druckkammer 210 befindlichen)
zwei piezoelektrischen Lagen 244 und 245 als inaktive
Schichten ausgebildet sind.In the head main body 201 are the piezoelectric layers 241 to 245 to polarize in thickness. That is, the operating unit 221 has a so-called unimorph structure, in which the upper (ie of the pressure chamber 210 distant) three piezoelectric layers 241 to 243 Layers are those containing active layers and the lower ones (ie near the pressure chamber 210 located) two piezoelectric layers 244 and 245 are formed as inactive layers.
Wenn
bei diesem Aufbau die einzelnen Elektroden 235a und 235b in
einem Paar auf ein positives oder ein negatives vorgegebenes Potenzial
eingestellt sind und wenn zum Beispiel die Polarisation in der gleichen
Richtung verläuft
wie das elektrische Feld, so zieht sich der Abschnitt (eine aktive
Schicht, d. h. ein Druckerzeugungsabschnitt) in den piezoelektrischen
Lagen 241 bis 243, der sich zwischen den gemeinsamen
und den einzelnen Elektroden befindet, senkrecht zur Polarisation
zusammen. Weil andererseits die inaktiven piezoelektrischen Lagen 244 und 245 durch
kein elektrisches Feld beeinflusst werden, ziehen sie sich nicht
in sich selbst zusammen. Somit entsteht entlang der Polarisation
ein mechanischer Spannungsunterschied zwischen den oberen piezoelektrischen
Lagen 241 bis 243 und den unteren piezoelektrischen
Lagen 244 und 245. Infolge dessen sind die gesamten
piezoelektrischen Lagen 241 bis 245 bereit, sich
zu einer konvexen Form in Richtung der inaktiven Seite zu verformen
(unimorphe Verformung). Weil die Unterseite der untersten piezoelektrischen
Lage 245 an der Oberseite der Trennwand, welche die Druckkammern 210 trennt,
fixiert ist, verformt sich zu diesem Zeitpunkt der Druckerzeugungsabschnitt
A der piezoelektrischen Lagen 241 bis 245 zu einer
konvexen Form in Richtung der Seite der Druckkammer 210,
um das Volumen der Druckkammer 210 zu verkleinern. Infolge
dessen steigt der Druck der Tinte an, wodurch Tinte durch die Tintenausspritzöffnung 208 ausgespritzt
wird. Wenn danach das Anlegen der Ansteuerspannung an die einzelnen
Elektroden 235a und 235b beendet wird, so kehren
die piezoelektrischen Lagen 241 bis 245 zu der
ursprünglichen
Form zurück,
und die Druckkammer 210 kehrt ebenfalls zu ihrem ursprünglichen Volumen
zurück.
Somit saugt die Druckkammer 210 Tinte über den Verteilerkanal 205 herein.If in this construction the individual electrodes 235a and 235b are set to a positive or a negative predetermined potential in a pair and, for example, when the polarization is in the same direction as the electric field, the portion (an active layer, ie, a pressure generating portion) contracts in the piezoelectric sheets 241 to 243 which is located between the common and the individual electrodes, perpendicular to the polarization together. Because on the other hand, the inactive piezoelectric layers 244 and 245 are not affected by any electric field, they do not contract in themselves. Thus, along the polarization, a mechanical stress difference arises between the upper piezoelectric layers 241 to 243 and the lower piezoelectric layers 244 and 245 , As a result, the entire piezoelectric layers are 241 to 245 ready to deform into a convex shape towards the inactive side (unimorphic deformation). Because the bottom of the bottom piezoelectric layer 245 at the top of the dividing wall, which houses the pressure chambers 210 separates, fixed, deforms at this time, the pressure generating section A of the piezoelectric layers 241 to 245 to a convex shape toward the side of the pressure chamber 210 to the volume of the pressure chamber 210 to downsize. As a result, the pressure of the ink increases, whereby ink through the ink ejection opening 208 is injected. After that, applying the drive voltage to the individual electrodes 235a and 235b is terminated, so turn the piezoelectric layers 241 to 245 back to the original shape, and the pressure chamber 210 also returns to its original volume. Thus, the pressure chamber sucks 210 Ink over the distribution channel 205 in.
Als
nächstes
wird die Form der zwei Betätigungseinheiten 221a und 221b und
die Anordnung einzelner Elektroden 235a und 235b (oder
anders ausgedrückt:
die Anordnung der Druckerzeugungsabschnitte A) beschrieben. 17 veranschaulicht die
Form einer Betätigungseinheit 221a und
die Anordnung von Druckerzeugungsabschnitten. 18 zeigt
die Beziehung zwischen einem Nahtabschnitt zwischen den Betätigungseinheiten 221a und 221b und
Druckerzeugungsabschnitten in einem zusätzlichen Bereich.Next, the shape of the two actuator units 221a and 221b and the arrangement of individual electrodes 235a and 235b (or in other words, the arrangement of the pressure generating sections A) described. 17 illustrates the shape of an actuator unit 221a and the arrangement of pressure generating sections. 18 shows the relationship between a seam portion between the operating units 221a and 221b and pressure generating sections in an additional area.
Der
Kopfhauptkörper 201 enthält zwei
Betätigungseinheiten 221a und 221b,
wie oben beschrieben. Die zwei Betätigungseinheiten 221a und 221b haben
recht ähnliche
Formen und die gleiche Anordnung der Druckerzeugungsabschnitte A.The head main body 201 contains two operating units 221a and 221b , as described above. The two operating units 221a and 221b have quite similar shapes and the same arrangement of the pressure generating sections A.
Wie
in den 11 und 17 veranschaulicht,
ist die Betätigungseinheit 221a parallelogrammförmig und
ist so angeordnet, dass ihre eine Seite B parallel zur Längsrichtung
der Durchgangseinheit 204 verläuft und ihre andere Seite C
schräg
zur Längsrichtung
der Durchgangseinheit 204 verläuft. Wie in 17 veranschaulicht,
gibt es in der Betätigungseinheit 221a zwei
Bereiche P1 und P2, die in der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit 204 durch
eine gerade Linie in der Längsrichtung
der Durchgangseinheit 204 getrennt sind. Das heißt, die Bereiche
P1 und P2 liegen in der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit 204 nebeneinander.As in the 11 and 17 Illustrated is the actuator unit 221a parallelogram-shaped and is arranged so that its one side B parallel to the longitudinal direction of the passage unit 204 runs and its other side C obliquely to the longitudinal direction of the passage unit 204 runs. As in 17 illustrated in the actuator unit 221a two areas P1 and P2, which are in the lateral direction of the passage unit 204 by a straight line in the longitudinal direction of the passage unit 204 are separated. That is, the areas P1 and P2 are in the lateral direction of the passage unit 204 side by side.
Im
Basisbereich P1 der beiden Bereiche P1 und P2 sind eine große Anzahl
von Druckerzeugungsabschnitten A1 nebeneinander in einer Matrix in
der Längsrichtung
der Durchgangsein heit 204 und entlang der anderen Seite
C des Parallelogramms angeordnet.In the base region P1 of the two regions P1 and P2, a large number of pressure generating sections A1 are juxtaposed in a matrix in the longitudinal direction of the passage unit 204 and arranged along the other side C of the parallelogram.
In
dem anderen Bereich (dem zusätzlichen Bereich
P2) als der Basisbereich P1 sind Druckerzeugungsabschnitte A2 nebeneinander
in einer Matrix lediglich in der unmittelbaren Umgebung einer spitzwinkligen
Ecke D des Parallelogramms nahe der Betätigungseinheit 221b angeordnet.In the other area (the additional area P2) than the base area P1, pressure generating sections A2 are juxtaposed in a matrix only in the immediate vicinity of an acute-angled corner D of the parallelogram near the operating unit 221b arranged.
Wenn,
wie in 18 veranschaulicht, die in dieser
Weise aufgebauten zwei Betätigungseinheiten 221a und 221b in
Reihe in der Längsrichtung
der Durchgangseinheit 204 angeordnet sind, wie in 11 veranschaulicht,
so befinden sich die Druckerzeugungsabschnitte A2 des zusätzlichen
Bereichs P2, der in der Betätigungseinheit 221a angeordnet
ist, an einer Stelle, die einem Bereich (dem schraffierten Bereich
G in 18) entspricht, wo kein Druckerzeugungsabschnitt
A in dem Basisbereich P1 angeordnet sein kann, weil er sich in der
Naht zwischen den Betätigungseinheiten 221a und 221b befindet.
Das heißt,
die Druckerzeugungsabschnitte A2 des zusätzlichen Bereichs P2 sind so
angeordnet, dass sie einem Lückenabschnitt
G zwischen den Druckerzeugungsabschnitten A1 des Basisbereichs P1,
der sich in der Betätigungseinheit 221a befindet, und
den Druckerzeugungsabschnitten A1 des Basisbereichs P1, der sich
in der benachbarten Betätigungseinheit 221b befindet,
entsprechen. Obgleich es also keine separate Betätigungseinheit gibt, um Tinte
durch den Lückenabschnitt
G hindurch auszuspritzen, kann ein Kopfhauptkörper 201 bereitgestellt werden,
der über
die gesamte Längsrichtung
der Durchgangseinheit unterbrechungsfrei drucken kann.If, as in 18 illustrates the thus constructed two actuator units 221a and 221b in series in the longitudinal direction of the passage unit 204 are arranged as in 11 Fig. 11 illustrates the pressure generating sections A2 of the additional area P2 included in the operating unit 221a is disposed at a position corresponding to an area (the hatched area G in FIG 18 ) where no pressure generating section A may be located in the base region P1 because it is in the seam between the operating units 221a and 221b located. That is, the pressure generating portions A2 of the additional area P2 are arranged to correspond to a gap portion G between the pressure generating portions A1 of the base portion P1 located in the operating unit 221a and the pressure generating sections A1 of the base area P1 located in the adjacent operation unit 221b is, correspond. Thus, although there is no separate operation unit for spouting ink through the gap portion G, a head main body 201 be provided, which can print without interruption over the entire longitudinal direction of the passage unit.
Oder
anders ausgedrückt:
Weil in dem Bereich (Bereich G) nahe dem Nahtabschnitt zwischen den
Betätigungseinheiten 221a und 221b kein
Druckerzeugungsabschnitt angeordnet werden kann, können auch
keine Druckkammer 210 und keine Tintenausspritzöffnung 208 in
diesem Bereich angeordnet werden. Wenn also die Druckerzeugungsabschnitte
A2 nicht in dem zusätzlichen
Bereich P2, der sich in der Betätigungseinheit 221a befindet,
angeordnet wären,
so wäre
das Drucken in dem Abschnitt, der dem Lückenabschnitt G entspricht,
nicht möglich. Infolge
dessen würde
ein Abschnitt, wo keine Tinte ausgespritzt werden kann, in dem Nahtabschnitt
zwischen den Betätigungseinheiten 221a und 221b entstehen.
Weil aber die Druckerzeugungsabschnitte A2 in dem zusätzlichen
Bereich P2, der sich in der Betätigungseinheit 221a befindet,
in einem Abschnitt angeordnet sind, der jenen Bereich G in der seitlichen Richtung
der Durchgangseinheit überlappt,
gibt es keinen Abschnitt, wo das Ausspritzen von Tinte unmöglich ist.
Infolge dessen kann ein Bild unterbrechungsfrei auf einem Papier
hergestellt werden.In other words, because in the area (area G) near the seam portion between the operating units 221a and 221b no pressure generating section can be arranged, can also no pressure chamber 210 and no ink ejection opening 208 be arranged in this area. Thus, if the pressure generating sections A2 are not in the additional area P2 located in the operating unit 221a is located, ange ordered, printing in the section corresponding to the gap section G would not be possible. As a result, a portion where ink can not be ejected would be in the seam portion between the actuator units 221a and 221b arise. But because the pressure generating sections A2 in the additional area P2, located in the operating unit 221a If there are arranged in a portion overlapping that area G in the lateral direction of the passage unit, there is no portion where the ejection of ink is impossible. As a result, a picture can be made without interruption on a paper.
Wie
oben beschrieben, enthält
in dieser Ausführungsform
die Betätigungseinheit 221 Reihen,
in denen jeweils eine große
Anzahl von Druckerzeugungsabschnitten A1 und A2 in der Längsrichtung der
Durchgangseinheit 204 angeordnet sind. Was die Längen dieser
Reihen in der Längsrichtung
der Durchgangseinheit 204 anbelangt, ist jede Reihe in dem
Basisbereich P1 länger
als jede Reihe in dem zusätzlichen
Bereich P2. Was des Weiteren die Anzahl der Reihen in der seitlichen
Richtung der Durchgangseinheit 204 anbelangt, ist die Anzahl
der Reihen in dem zusätzlichen
Bereich P2 die gleiche wie die Anzahl der Reihen, die in der Länge des
entsprechenden Bereichs G in der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit 204 vorhanden
sein könnten. Wenn
also eine imaginäre
gerade Linie gezogen wird, die in der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit 204 verläuft, so
ist die Anzahl der Reihen, welche die imaginäre gerade Linie in dem Bereich schneidet,
wo sich die benachbarten Betätigungseinheiten 221a und 221b einander überlappen,
die glei che wie die Anzahl der Reihen, welche die imaginäre gerade
Linie in dem Bereich schneidet, wo sich die benachbarten Betätigungseinheiten 221a und 221b nicht
einander überlappen.As described above, in this embodiment, the operation unit includes 221 Rows, in each of which a large number of pressure generating sections A1 and A2 in the longitudinal direction of the passage unit 204 are arranged. What the lengths of these rows in the longitudinal direction of the passage unit 204 As far as is concerned, each row in the base area P1 is longer than each row in the additional area P2. What further, the number of rows in the lateral direction of the passage unit 204 As far as the number of rows in the additional area P2 is the same as the number of rows in the length of the corresponding area G in the lateral direction of the passage unit 204 could be present. Thus, when an imaginary straight line is drawn, that in the lateral direction of the passage unit 204 is the number of rows that intersects the imaginary straight line in the area where the adjacent actuator units 221a and 221b overlap each other, the same surface as the number of rows, which intersects the imaginary straight line in the area where the adjacent actuator units 221a and 221b do not overlap each other.
Das
oben beschriebene Merkmal kann nur erreicht werden, wenn man zwei
Betätigungseinheiten 221a und 221b mit
dem gleichen Aufbau anordnet. Somit kann die Anordnung von Teilen
vereinfacht werden, und die Kosten und die Anzahl der Prozessschritte,
die für
das Konstruieren oder Herstellen der Betätigungseinheiten 221a und 221b notwendig
sind, können
verringert werden.The above-described feature can only be achieved by using two actuator units 221a and 221b with the same structure. Thus, the arrangement of parts can be simplified, and the cost and number of process steps necessary for designing or manufacturing the actuator units 221a and 221b necessary can be reduced.
Die
Anordnung von Druckerzeugungsabschnitten A in der Betätigungseinheit 221,
die in dieser Ausführungsform
beschrieben wird, ist nur ein Beispiel. Zum Beispiel kann eine Betätigungseinheit 255,
wie sie in 19 veranschaulicht ist, verwendet werden. 19 veranschaulicht
ein weiteres Beispiel der Anordnung von Druckerzeugungsabschnitten
in einer Betätigungseinheit. 20 zeigt
die Beziehung zwischen einem Nahtabschnitt zwischen Betätigungseinheiten
und Druckerzeugungsabschnitten in einem zusätzlichen Bereich in der Anordnung
von 19.The arrangement of pressure generating sections A in the operating unit 221 described in this embodiment is just one example. For example, an actuator unit 255 as they are in 19 is illustrated. 19 illustrates another example of the arrangement of pressure generating sections in an actuator. 20 FIG. 14 shows the relationship between a seam portion between actuator units and pressure generating portions in an additional area in the arrangement of FIG 19 ,
Die
Betätigungseinheit 255a von 19 ist in
der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit in drei Bereiche P11,
P12 und P13 unterteilt. Der mittlere Bereich P11 in der seitlichen
Richtung der Durchgangseinheit dient als ein Basisbereich, und die übrigen Bereiche
P12 und P13 dienen als zusätzliche Bereiche.The operating unit 255a from 19 is divided into three areas P11, P12 and P13 in the lateral direction of the passage unit. The central area P11 in the lateral direction of the passage unit serves as a base area, and the remaining areas P12 and P13 serve as additional areas.
Wie
bei der Anordnung von 17 sind in dem Basisbereich
P11 eine große
Anzahl von Druckerzeugungsabschnitten A11 nebeneinander in einer
Matrix in der Längsrichtung
der Durchgangseinheit und entlang der anderen Seite C des Parallelogramms
angeordnet. In einem zusätzlichen
Bereich P12 sind Druckerzeugungsabschnitte A12 nebeneinander in
einer Matrix in der unmittelbaren Umgebung einer spitzwinkligen
Ecke D des Parallelogramms nahe der Betätigungseinheit 255b angeordnet.
In dem anderen zusätzlichen
Bereich P13 sind Druckerzeugungsabschnitte A13 nebeneinander in
einer Matrix in der unmittelbaren Umgebung einer spitzwinkligen
Ecke D des Parallelogramms von der Betätigungseinheit 255b entfernt
angeordnet.As with the arrangement of 17 In the base region P11, a large number of pressure generating sections A11 are arranged side by side in a matrix in the longitudinal direction of the passage unit and along the other side C of the parallelogram. In an additional area P12, pressure generating sections A12 are juxtaposed in a matrix in the immediate vicinity of an acute-angled corner D of the parallelogram near the operating unit 255b arranged. In the other additional area P13, pressure generating sections A13 are juxtaposed in a matrix in the immediate vicinity of an acute-angled corner D of the parallelogram from the operating unit 255b arranged away.
Darum
sind, wie in 20 veranschaulicht, die Druckerzeugungsabschnitte
A12 des zusätzlichen
Bereichs P12 der Betätigungseinheit 255a und die
Druckerzeugungsabschnitte A13 des zusätzlichen Bereichs P13 der Betätigungseinheit 255b in
einem Lückenabschnitt
G zwischen den Druckerzeugungsabschnitten A11 des Basisbereichs
P11, der sich in der Betätigungseinheit 255a befindet,
und den Druckerzeugungsabschnitten A11 des Basisbereichs P11, der
sich in der benachbarten Betätigungseinheit 255b befindet,
angeordnet. Somit kann dem Kopfhauptkörper 201 Tinte zugeführt werden,
die über
die gesamte Längsrichtung
der Durchgangseinheit unterbrechungsfrei ausgespritzt werden kann.That's why, as in 20 1 illustrates the pressure generating sections A12 of the additional area P12 of the operating unit 255a and the pressure generating sections A13 of the additional area P13 of the operating unit 255b in a gap portion G between the pressure generating portions A11 of the base portion P11 located in the operating unit 255a and the pressure generating sections A11 of the base area P11 located in the adjacent operation unit 255b is located. Thus, the head main body can 201 Ink can be supplied, which can be injected over the entire longitudinal direction of the passage unit without interruption.
Des
Weiteren kann diese Ausführungsform auch
die gleichen Vorteile mit sich bringen wie die der oben beschriebenen
ersten Ausführungsform.
Genauer gesagt, weil die zwei Betätigungseinheiten 255a und 255b in
der Längsrichtung
der Durchgangseinheit 204 angeordnet sind, kann selbst
im Fall einer langen Durchgangseinheit 204 eine hohe Genauigkeit
bei der Positionierung der Betätigungseinheiten 255a und 255b an
der Durchgangseinheit 204 erreicht werden. Darum können gute
Tintenausspritzergebnisse erreicht werden, und der Produktionsertrag
der Tintenstrahlköpfe 201 kann
deut lich gesteigert werden. Außerdem
kann durch Anordnen der piezoelektrischen Lagen 241 bis 243 zwischen den
gemeinsamen Elektroden 234a und 234b und den einzelnen
Elektroden 235a und 235b das Volumen jeder Druckkammer 210 problemlos
durch den piezoelektrischen Effekt verändert werden. Des Weiteren
können
die piezoelektrischen Lagen 241 bis 243, die aktive
Schichten enthalten, auf einfache Weise hergestellt werden, weil
sie kontinuierliche flache Schichten sind. Weil des Weiteren eine
Betätigungseinheit 221 mit
einem unimorphen Aufbau verwendet wird, wobei die piezoelektrischen
Lagen 244 und 245 nahe jeder Druckkammer 210 inaktiv
sind und die piezoelektrischen Lagen 241 bis 243,
die von jeder Druckkammer 210 entfernt liegen, Schichten sind,
die aktive Schichten enthalten, kann die Änderung des Volumens jeder
Druckkammer 210 mittels des transversalen piezoelektrischen
Effekts verstärkt werden,
und es kann eine Senkung der an die einzelnen Elektroden 235a und 235b anzulegenden
Spannung und/oder eine hohe Integration der Druckkammern 210 angestrebt
werden. Des Weiteren können in
der Durchgangseinheit 204 – weil eine große Anzahl
von Druckkammern 210 nebeneinander in einer Matrix angeordnet
sind – die
vielen Druckkammern 210 mit einer hohen Dichte innerhalb
einer relativ geringen Größe angeordnet
werden.Furthermore, this embodiment can also bring about the same advantages as those of the first embodiment described above. Specifically, because the two operating units 255a and 255b in the longitudinal direction of the passage unit 204 can be arranged even in the case of a long passage unit 204 high accuracy in positioning the actuators 255a and 255b at the passage unit 204 be achieved. Therefore, good ink ejection results can be achieved and the production yield of the ink-jet heads 201 can be significantly increased. In addition, by arranging the piezoelectric sheets 241 to 243 between the common electrodes 234a and 234b and the individual electrodes 235a and 235b the volume of each pressure chamber 210 be easily changed by the piezoelectric effect. Furthermore, the piezoelectric layers can 241 to 243 that contain active layers can be easily prepared because they are continuous flat layers. Because also an operating unit 221 is used with a unimorph structure, wherein the piezoelectric layers 244 and 245 near each pressure chamber 210 are inactive and the piezoelectric layers 241 to 243 from each pressure chamber 210 lying apart, layers containing active layers can change the volume of each pressure chamber 210 be amplified by the transverse piezoelectric effect, and it can be a reduction in the individual electrodes 235a and 235b applied voltage and / or high integration of the pressure chambers 210 to be sought. Furthermore, in the passage unit 204 - because a large number of pressure chambers 210 juxtaposed in a matrix - the many pressure chambers 210 be arranged with a high density within a relatively small size.
In
dieser Ausführungsform
sind zwei Betätigungseinheiten
angeordnet. Es können
aber natürlich
auch drei oder mehr Betätigungseinheiten
angeordnet sein. Das Anordnen vieler Betätigungseinheiten kann zu einem
langen Tintenstrahlkopf führen. Ein
solcher langer Tintenstrahlkopf ist von Vorteil, weil mit ihm ein
noch größeres Papier
mit hoher Geschwindigkeit bedruckt werden kann.In
this embodiment
are two actuators
arranged. It can
of course
also three or more actuators
be arranged. Arranging many actuators can become one
lead long inkjet head. One
such a long inkjet head is beneficial because with him
even bigger paper
can be printed at high speed.
21A und 21B veranschaulichen
Kopfhauptkörper 271 und 272 gemäß Modifizierungen
der zweiten Ausführungsform,
wobei vier Betätigungseinheiten 261 (in
den 21A und 21B sind sie
von rechts nach links mit den Bezugszahlen 261a, 261b, 261c bzw. 261d bezeichnet),
die jeweils wie eine Betätigungseinheit 221 oder 255 aufgebaut
sind, in einer Reihe auf Durchgangseinheiten 274, die nahe
ihren beiden Enden Tintenzufuhröffnungen 273 aufweisen,
angeordnet und daran gebondet sind. Eine solche Betätigungseinheit 261,
wie eine Betätigungseinheit 221 oder 255,
kann gemeinsam für
Durchgangseinheiten mit verschiedenen Längen verwendet werden, zum
Beispiel von einer relativ kurzen Durchgangseinheit, wie in 11 veranschaulicht,
bis zu einer langen Durchgangseinheit, wie in 21A veranschaulicht. Somit kann eine solche Betätigungseinheit
vielseitig als ein Bauteil verwendet werden, wodurch die Herstellungskosten
gesenkt werden können. 21A and 21B illustrate head main body 271 and 272 according to modifications of the second embodiment, wherein four actuator units 261 (in the 21A and 21B they are from right to left with the reference numbers 261a . 261b . 261c respectively. 261d respectively), each as an actuator unit 221 or 255 are constructed in a row on passage units 274 , which near its two ends ink supply openings 273 have, are arranged and bonded thereto. Such an actuating unit 261 as an operating unit 221 or 255 , can be used in common for passage units of different lengths, for example of a relatively short passage unit, as in 11 illustrated, up to a long passage unit, as in 21A illustrated. Thus, such an operating unit can be widely used as a component, whereby the manufacturing cost can be reduced.
In
den Kopfhauptkörpern 201 und 271,
wie in den 11 und 21A veranschaulicht,
sind Betätigungseinheiten
auf einer Durchgangseinheit in einer geraden Linie so angeordnet,
dass sie in der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit ausgerichtet sind.
Jedoch können,
wie in einem Kopfhauptkörper 272,
der zum Beispiel in 21B veranschaulicht
ist, Betätigungseinheiten 261a, 261b, 261c und 261d in einer
Zickzackform angeordnet sein. Jedoch ist vom Standpunkt der Kompaktheit
eines Tintenstrahlkopfes die in 11 oder 21A veranschaulichte
Anordnung bevorzugt, in der Betätigungseinheiten
in einer geraden Linie in der Längsrichtung
der Durchgangseinheit so angeordnet sind, dass sie regelmäßig in der
seitlichen Richtung der Durchgangseinheit ausgerichtet sind. Speziell
im Fall der Anordnung von 11 oder 21A kann der Tintenstrahlkopf schmal gehalten
werden. Wenn also zwei oder mehr Tintenstrahlköpfe entlang ihrer Breite angeordnet sind,
um ihnen Tinten verschiedener Farben für einen Mehrfarbdruck zuzuführen, so
können
sie innerhalb eines kompakten Raumes angeordnet werden. Dies ist
außerdem
von Vorteil, weil das Auftreten einer Farb scherung in einem Bild
verringert werden kann, selbst wenn ein Papier beim Drucken schräg geführt wird.In the head main bodies 201 and 271 as in the 11 and 21A illustrated, operating units are arranged on a passage unit in a straight line so that they are aligned in the lateral direction of the passage unit. However, as in a head main body 272 who, for example, in 21B is illustrated, operating units 261a . 261b . 261c and 261d be arranged in a zigzag shape. However, from the viewpoint of the compactness of an ink jet head, the one disclosed in U.S. Pat 11 or 21A illustrated arrangement in which actuating units in a straight line in the longitudinal direction of the passage unit are arranged so that they are aligned regularly in the lateral direction of the passage unit. Especially in the case of the arrangement of 11 or 21A The inkjet head can be kept narrow. Thus, if two or more ink-jet heads are arranged along their width to supply inks of different colors for multi-color printing, they can be arranged within a compact space. This is also advantageous because the occurrence of color shearing in an image can be reduced even if a paper is skewed in printing.
Als
nächstes
wird eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. 22 ist
eine Draufsicht auf einen Kopfhauptkörper eines Tintenstrahlkopfes
gemäß dieser
Ausführungsform.
Bei dem Tintenstrahlkopf und dem Tintenstrahldrucker gemäß dieser
Ausführungsform
wird, weil die Teile mit Ausnahme des Kopfhauptkörpers denen der oben beschriebenen
ersten Ausführungsform ähneln, hier
auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet.Next, a third embodiment of the present invention will be described. 22 Fig. 10 is a plan view of a head main body of an ink jet head according to this embodiment. In the ink jet head and the ink jet printer according to this embodiment, since the parts except the head main body are similar to those of the above-described first embodiment, their detailed description is omitted here.
Wenden
wir uns 22 zu. Ein Kopfhauptkörper 301 eines
Tintenstrahlkopfes gemäß dieser Ausführungsform
hat – von
oben betrachtet – eine rechteckige
Form, die sich in einer Richtung erstreckt. Der Kopfhauptkörper 301 enthält eine
Durchgangseinheit 304, in der eine große Anzahl von Druckkammern 310 und
eine große
Anzahl von Tintenausspritzöffnungen 308 ausgebildet
sind, wie weiter unten noch beschrieben wird. Auf der Oberseite der
Durchgangseinheit 304 sind vier Betätigungseinheiten 321 mit
jeweils der Form eines regelmäßigen Sechsecks
(in 22 sind sie von rechts nach links mit den Bezugszahlen 321a, 321b, 321c bzw. 321d bezeichnet)
zickzackförmig
in zwei Reihen angeordnet und sind an die Oberseite der Durchgangseinheit 304 gebondet.
Jede Betätigungseinheit 321 ist
so angeordnet, dass sich ihre gegenüberliegenden parallelen Seiten
(Ober- und Unterseiten) in der Längsrichtung
des Kopfhauptkörpers 301 erstrecken.
Alle benachbarten Betätigungseinheiten 321 sind
so angeordnet, dass ihre schrägen
Seiten nahe beieinander liegen und überlappende Abschnitte in der
seitlichen Richtung der Durchgangseinheit aufweisen. Let us turn 22 to. A head main body 301 An ink jet head according to this embodiment has a rectangular shape extending from one direction as viewed from above. The head main body 301 contains a passage unit 304 in which a large number of pressure chambers 310 and a large number of ink ejection openings 308 are formed, as will be described below. On top of the passage unit 304 are four actuators 321 each with the shape of a regular hexagon (in 22 they are from right to left with the reference numbers 321a . 321b . 321c respectively. 321d zigzag in two rows and are at the top of the passage unit 304 bonded. Each actuation unit 321 is arranged so that its opposite parallel sides (top and bottom sides) in the longitudinal direction of the head main body 301 extend. All adjacent actuators 321 are arranged so that their oblique sides are close to each other and have overlapping portions in the lateral direction of the passage unit.
Wenden
wir uns 23 zu, die eine Ansicht der
Durchgangseinheit 304 in einem im Vergleich zu 22 umgekehrten
Betrachtungswinkel darstellt (ein Blick von der Druckflächenseite).
Vier hexagonale Tintenausspritzbereiche R2 befinden sich in der Unterseite
der Durchgangseinheit 304 entsprechend den jeweiligen Bereichen,
wo die Betätigungseinheiten 321 angeordnet
sind. Eine große
Anzahl von Tintenausspritzöffnungen 308 mit
kleinem Durchmesser sind in der Oberfläche jedes Tintenausspritzbereichs R2
angeordnet. Ein Basisblock 302 ist auf der Oberseite des
Kopfhauptkörpers 301 angeordnet.
Ein Paar Tintenreservoirs 303 mit jeweils einer schmalen Form
in der Längsrichtung
des Kopfhauptkörpers 301 sind
in dem Basisblock 302 angeordnet. Eine Öffnung 303a ist in
der Oberseite des Basisblocks 302 an einem Ende jedes Tintenreservoirs 303 ausgebildet.
Jede Öffnung 303a ist
mit einem nicht-veranschaulichten Tintentank verbunden. Infolge
dessen ist jedes Tintenreservoir 303 immer mit Tinte gefüllt.Let us turn 23 to which is a view of the passage unit 304 in one compared to 22 inverted viewing angle (a view from the printing surface side). Four hexagonal ink ejection areas R2 are located in the bottom of the passage unit 304 according to the respective areas where the operation unit th 321 are arranged. A large number of ink ejection openings 308 small diameter are arranged in the surface of each ink ejection area R2. A basic block 302 is on top of the head main body 301 arranged. A pair of ink reservoirs 303 each having a narrow shape in the longitudinal direction of the head main body 301 are in the basic block 302 arranged. An opening 303a is in the top of the base block 302 at one end of each ink reservoir 303 educated. Every opening 303a is connected to a non-illustrated ink tank. As a result, each ink reservoir is 303 always filled with ink.
24 ist
eine Schnittansicht, die den inneren Aufbau der Durchgangseinheit 304 veranschaulicht.
Wenden wir uns 24 zu, wo Verteilerkanäle 305,
die als Tintenzufuhrquellen fungieren, in der Durchgangseinheit 304 ausgebildet
sind. Jeder Verteilerkanal 305 steht über die entsprechende Öffnung 305a,
die in der Oberseite der Durchgangseinheit 304 ausgebildet
ist, mit einem Tintenreservoir 303 in strömungsmäßiger Verbindung.
Jede Öffnung 305a ist
vorzugsweise mit einem Filter zum Auffangen von in der Tinte enthaltenem
Staub und Schmutz versehen. 24 is a sectional view showing the internal structure of the passage unit 304 illustrated. Let us turn 24 to where distribution channels 305 , which act as ink supply sources, in the passage unit 304 are formed. Each distribution channel 305 stands over the corresponding opening 305a placed in the top of the passage unit 304 is formed with an ink reservoir 303 in fluid communication. Every opening 305a is preferably provided with a filter for collecting dust and dirt contained in the ink.
Jeder
Verteilerkanal 305 verzweigt sich an seiner Öffnung 305a,
um einer Anzahl von Druckkammern 310 Tinte zuzuführen, wie
weiter unten noch beschrieben wird. Wenn jeder hexagonale Tintenausspritzbereich
R2, der in 23 veranschaulicht ist, in 23 vertikal
gleichmäßig in zwei
Be reiche unterteilt ist, so wird ein einzelner Verteilerkanal 305 dergestalt
ausgebildet, dass er einem der zwei Bereiche entspricht. Es sind
acht Verteilerkanäle 305 vorhanden,
und jeder von ihnen ist so geformt, dass er Tinte zu allen Druckkammern 310,
die in dem entsprechenden Bereich enthalten sind, verteilt und zuführt.Each distribution channel 305 branches at its opening 305a to a number of pressure chambers 310 To supply ink, as will be described below. If each hexagonal ink ejection area R2, which in 23 is illustrated in 23 vertically divided equally into two areas, it becomes a single distribution channel 305 formed to correspond to one of the two areas. There are eight distribution channels 305 present, and each of them is shaped to give ink to all the pressure chambers 310 which are contained in the corresponding area, distributed and supplied.
Die
Tintenausspritzöffnung 308,
die sich in einem halben Bereich in der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit
befindet, steht über
einen Verteilerkanal 305 mit einem der Tintenreservoirs 303 in
einem Paar in strömungsmäßiger Verbindung.
Die Tintenausspritzöffnung 308 in
dem anderen halben Bereich in der seitlichen Richtung des Tintenstrahlkopfes
steht mit dem anderen Tintenreservoir 303 in strömungsmäßiger Verbindung.
Durch ein solches Anordnen der Verteilerkanäle 305, der Öffnungen 305a und
der Tintenreservoirs 303 lassen sich zwei Druckbetriebsarten
realisieren: (1) eine Betriebsart, bei der die Tintenreservoirs 303 in
dem Paar mit Tinte der gleichen Farbe beaufschlagt werden, um einen hoch-auflösenden Einfarbdruck
auszuführen,
und (2) eine Betriebsart, bei der die Tintenreservoirs 303 in dem
Paar mit Tinte verschiedener Farben beaufschlagt werden, um einen
Zweifarbdruck mit dem einzelnen Kopfhauptkörper 301 auszuführen. Dies
ist ein weithin nutzbarer Aufbau.The ink ejection opening 308 , which is located in a half area in the lateral direction of the passage unit, is above a distribution channel 305 with one of the ink reservoirs 303 in a couple in fluid communication. The ink ejection opening 308 in the other half area in the lateral direction of the ink jet head is in communication with the other ink reservoir 303 in fluid communication. By arranging the distribution channels 305 , the openings 305a and the ink reservoir 303 Two modes of printing can be realized: (1) a mode in which the ink reservoirs 303 in the pair are applied with ink of the same color to perform a high-resolution single-color printing, and (2) a mode in which the ink reservoirs 303 in the pair are applied with ink of different colors to produce a two-color print with the single head main body 301 perform. This is a widely usable construction.
Wenden
wir uns 26 zu. Jede Tintenausspritzöffnung 308 ist
als eine verjüngte
Düse ausgebildet.
Die Tintenausspritzöffnung 308 steht über eine Druckkammer 310 mit
einer – von
oben betrachtet – nahezu
rhombischen Form und eine Öffnung 312 in strömungsmäßiger Verbindung
mit einer Verteilerkanal 305. Bei diesem Aufbau wird Tinte über das
Tintenreservoir 303 zu dem Verteilerkanal 305 geleitet und
wird außerdem
von dem Verteilerkanal 305 über die Öffnung 312 zu der
Druckkammer 310 geleitet. Durch Ansteuern einer Betätigungseinheit 321,
wie weiter unten noch beschrieben wird, wird eine Strahlenergie
an die Tinte in der Druckkammer 310 angelegt, um die Tinte
durch die Tintenausspritzöffnung 308 in
einem Strahl auszuspritzen.Let us turn 26 to. Each ink ejection opening 308 is formed as a tapered nozzle. The ink ejection opening 308 is above a pressure chamber 310 with an almost rhombic shape - viewed from above - and an opening 312 in fluid communication with a distribution channel 305 , In this construction, ink is transferred via the ink reservoir 303 to the distribution channel 305 is also routed from the distribution channel 305 over the opening 312 to the pressure chamber 310 directed. By driving an actuating unit 321 As will be described later, beam energy is applied to the ink in the pressure chamber 310 applied to the ink through the ink ejection port 308 to spray in a jet.
25 veranschaulicht einen detaillierten Aufbau
des Bereichs, der in 24 mit dem Bezugszeichen E bezeichnet
ist. Wie aus 25 zu ersehen ist, sind in
einem Bereich der Oberseite der Durchgangseinheit 304,
der einem Tintenausspritzbereich R2 entspricht, eine große Anzahl
von Druckkammern 310 in einer Matrix nebeneinander angeordnet.
Weil die Druckkammern 310 auf einer anderen Ebene ausgebildet
sind als die Öffnungen 312,
wie in 26 veranschaulicht, ist eine
Anordnung möglich, in
der jede Öffnung 312,
die mit einer Druckkammer 310 verbunden ist, eine andere
Druckkammer 310 überlappt.
Infolge dessen kann eine hochdichte Anordnung der Druckkammern 310 realisiert
werden, was zu einer Verkleinerung des Kopfhauptkörpers 301 und
einer Erhöhung
der Auflösung
eines herzustellenden Bildes beitragen kann. 25 FIG. 12 illustrates a detailed structure of the area included in FIG 24 is denoted by the reference E. How out 25 can be seen are in an area of the top of the passage unit 304 that corresponds to an ink ejection area R2, a large number of pressure chambers 310 arranged side by side in a matrix. Because the pressure chambers 310 formed on a different plane than the openings 312 , as in 26 illustrates an arrangement is possible in which each opening 312 that with a pressure chamber 310 connected, another pressure chamber 310 overlaps. As a result, a high-density arrangement of the pressure chambers 310 be realized, resulting in a reduction of the head main body 301 and an increase in the resolution of an image to be produced.
26 veranschaulicht einen konkreten Aufbau eines
Durchgangs von einem Verteilerkanal 305 zu einer Tintenausspritzöffnung 308.
Wenden wir uns 26 zu. Die Durchgangseinheit 304 ist
aus insgesamt neun Materiallagen laminiert, und zwar einer Hohlraumplatte 322,
einer Basisplatte 323, einer Öffnungsplatte 324,
einer Zufuhrplatte 325, Verteilerplatten 326, 327 und 328,
einer Deckplatte 329 und einer Düsenplatte 330. Die
oben beschriebenen Betätigungseinheiten 321 sind
an die Oberseite der Durchgangseinheit 304 gebondet, wodurch
ein Kopfhauptkörper 301 entsteht.
Der detaillierte Aufbau jeder Betätigungseinheit 321 wird
weiter unten beschrieben. 26 illustrates a concrete construction of a passage from a distribution channel 305 to an ink ejection port 308 , Let us turn 26 to. The passage unit 304 is laminated from a total of nine layers of material, namely a cavity plate 322 , a base plate 323 , an orifice plate 324 , a feeder plate 325 , Distribution plates 326 . 327 and 328 , a cover plate 329 and a nozzle plate 330 , The above-described actuators 321 are at the top of the passage unit 304 bonded, whereby a head main body 301 arises. The detailed structure of each actuator 321 will be described below.
Eine
rhombische Öffnung
ist in der Hohlraumplatte 322 ausgebildet, so dass eine
Druckkammer 310 gebildet wird. Eine verjüngte Tintenausspritzöffnung 308 ist
in der Düsenplatte 330 mit
einer Presse ausgebildet. Durch jede der Platten 323 bis 329 hindurch
sind zwischen den Platten 322 und 330 Strömungslöcher 351 ausgebildet.
Die Druckkammer 310 steht über die Strömungslöcher 351 mit der Tintenausspritzöffnung 308 in
strömungsmäßiger Verbindung.
Eine Öffnung 312 ist
als ein Langloch in der Öffnungsplatte 324 ausgebildet.
Ein Ende der Öffnung 312 ist über ein
Strömungsloch 352,
das in der Basisplatte 323 ausgebildet ist, mit einem Endabschnitt
der Druckkammer 310 (gegenüber dem Endabschnitt, der mit
der Tintenausspritzöffnung 308 verbunden
ist) verbunden. Die Öffnung 312 dient dem
richtigen Steuern der Menge an Tinte, die der Druckkammer 310 zuzuführen ist,
und dem Verhindern, dass zuviel oder zu wenig Tinte durch die Tintenausspritzöffnung 308 ausgespritzt
wird. Ein Strömungsloch 353 ist
in der Zufuhrplatte 325 ausgebildet. Das Strömungsloch 353 verbindet
das andere Ende der Öffnung 312 mit
dem Verteilerkanal 305.A rhombic opening is in the cavity plate 322 designed so that a pressure chamber 310 is formed. A tapered ink ejection port 308 is in the nozzle plate 330 trained with a press. Through each of the plates 323 to 329 passing through between the plates 322 and 330 flow holes 351 educated. The pressure chamber 310 stands over the flow holes 351 with the Tin tenausspritzöffnung 308 in fluid communication. An opening 312 is as a slot in the orifice plate 324 educated. One end of the opening 312 is over a flow hole 352 that in the base plate 323 is formed with an end portion of the pressure chamber 310 (opposite to the end portion connected to the ink ejection port 308 connected). The opening 312 is used to properly control the amount of ink that the pressure chamber 310 is to be supplied, and preventing too much or too little ink through the ink ejection opening 308 is injected. A flow hole 353 is in the feed plate 325 educated. The flow hole 353 connects the other end of the opening 312 with the distribution channel 305 ,
Jede
der neun Platten 322 bis 330, aus denen die Durchgangseinheit 304 gebildet
wird, besteht aus Metall. Die Druckkammer 310, die Öffnung 312 und
die Strömungslöcher 351, 352 und 353,
die oben beschrieben sind, werden durch selektives Ätzen jeder
Metallplatte mittels einer Maskenstruktur ausgebildet. Die neun
Platten 322 bis 330 werden in Schichten angeordnet
und aneinander gebondet, wobei sie so positioniert werden, dass
darin der in 26 veranschaulichte Durchgang
gebildet wird.Each of the nine plates 322 to 330 that make up the passage unit 304 is made of metal. The pressure chamber 310 , the opening 312 and the flow holes 351 . 352 and 353 The ones described above are formed by selectively etching each metal plate by means of a mask pattern. The nine plates 322 to 330 are arranged in layers and bonded together, positioning them in such a way that the in 26 illustrated passage is formed.
Als
nächstes
wird der Aufbau jeder Betätigungseinheit 321 beschrieben.
Wenden wir uns 27 zu. Die Betätigungseinheit 321 enthält fünf piezoelektrische
Lagen 341 bis 345 mit der gleichen Dicke von etwa
15 μm. Diese
piezoelektri schen Lagen 341 bis 345 sind als kontinuierliche
flache Schichten ausgebildet. Eine einzelne Betätigungseinheit 321 ist so
angeordnet, dass sie sich über
viele Druckkammern 310 hinweg erstreckt, die in einem einzelnen Tintenausspritzbereich
R2 des Kopfhauptkörpers 301 ausgebildet
sind. Dadurch kann eine hoch-dichte Anordnung einzelner Elektroden 335a und 335b realisiert
werden. Jede der piezoelektrischen Lagen 341 bis 345 besteht
aus einem Keramikmaterial auf Blei-Zirkonat-Titanat (PZT)-Basis
mit Ferroelektrizität.Next, the structure of each operating unit 321 described. Let us turn 27 to. The operating unit 321 contains five piezoelectric layers 341 to 345 with the same thickness of about 15 microns. These piezoelectric layers rule 341 to 345 are formed as continuous flat layers. A single actuator unit 321 is arranged so that it is over many pressure chambers 310 which extends in a single ink ejection area R2 of the head main body 301 are formed. This allows a high-density arrangement of individual electrodes 335a and 335b will be realized. Each of the piezoelectric layers 341 to 345 consists of a lead zirconate titanate (PZT) based ceramic material with ferroelectricity.
Zwischen
der ersten und der zweiten piezoelektrischen Lage 341 und 342 – von oben
aus gesehen – ist
eine etwa 2 μm
dicke gemeinsame Elektrode 334a angeordnet, die im Wesentlichen
auf den gesamten Unter- und Oberseiten der piezoelektrischen Lagen
ausgebildet ist. Des Weiteren ist zwischen der dritten und der vierten
piezoelektrischen Lage 343 und 344 eine etwa 2 μm dicke gemeinsame
Elektrode 234b angeordnet. Auf der Oberseite der ersten
piezoelektrischen Lage 341 ist eine etwa 1 μm dicke einzelne
Elektrode 335a entsprechend jeder Druckkammer 310 ausgebildet.
Wie in 24 veranschaulicht, hat die
einzelne Elektrode 335a – von oben betrachtet – eine ähnliche
Form wie die Druckkammer 310, obgleich die einzelne Elektrode 335a ein
wenig kleiner ist als die Druckkammer 310. Die einzelne
Elektrode 335a ist so angeordnet, dass die Mitte der einzelnen
Elektrode 335a mit der Mitte der entsprechenden Druckkammer 310 übereinstimmt.
Des Weiteren ist zwischen der zweiten und der dritten piezoelektrischen
Lage 342 und 343 eine etwa 2 μm dicke einzelne Elektrode 335b angeordnet,
die wie die einzelne Elektrode 335a geformt ist. Zwischen
der vierten und der fünften
piezoelektrischen Lage 344 und 345 und auf der
Unterseite der fünften
piezoelektrischen Lage 345 befindet sich keine Elektrode.
Jede der Elektroden 334a, 334b, 335a und 335b besteht
zum Beispiel aus einem metallischen Material auf Ag-Pd-Basis.Between the first and second piezoelectric layers 341 and 342 - Seen from above - is about 2 microns thick common electrode 334a arranged, which is formed substantially on the entire lower and upper sides of the piezoelectric layers. Furthermore, between the third and the fourth piezoelectric layer 343 and 344 an approximately 2 μm thick common electrode 234b arranged. On top of the first piezoelectric layer 341 is an approximately 1 micron thick single electrode 335a according to each pressure chamber 310 educated. As in 24 Illustrated has the single electrode 335a - viewed from above - a similar shape as the pressure chamber 310 although the single electrode 335a a little smaller than the pressure chamber 310 , The single electrode 335a is arranged so that the middle of each electrode 335a with the middle of the corresponding pressure chamber 310 matches. Furthermore, between the second and the third piezoelectric layer 342 and 343 an approximately 2 μm thick single electrode 335b arranged like the single electrode 335a is shaped. Between the fourth and the fifth piezoelectric layer 344 and 345 and on the bottom of the fifth piezoelectric layer 345 there is no electrode. Each of the electrodes 334a . 334b . 335a and 335b For example, it is made of an Ag-Pd-based metallic material.
Die
gemeinsamen Elektroden 334a und 334b sind in einem
nicht-veranschaulichten Bereich geerdet. Somit werden die gemeinsamen
Elektroden 334a und 334b in einem Bereich, der
einer beliebigen Druckkammer 310 entspricht, auf dem Erdungspotenzial
gehalten. Damit das Potenzial der einzelnen Elektroden 335a und 335b in
jedem Paar, das einer Druckkammer 310 entspricht, unabhängig von
einem anderen Paar gesteuert werden kann, sind sie über eine
Anschlussleitung, die für
jedes Paar einzelner Elektroden 335a und 335b separat
vorhanden ist, mit einem (nicht veranschaulichten) geeigneten Ansteuerungs-IC
verbunden.The common electrodes 334a and 334b are grounded in a non-illustrated area. Thus, the common electrodes 334a and 334b in a range of any pressure chamber 310 corresponds to the earthing potential. Thus the potential of the individual electrodes 335a and 335b in each pair, that of a pressure chamber 310 which can be controlled independently of another pair, they are connected via a connecting lead, which is used for each pair of individual electrodes 335a and 335b is separate, connected to a suitable drive IC (not shown).
In
dem Kopfhauptkörper 301 sind
die piezoelektrischen Lagen 341 bis 345 in ihrer
Dicke zu polarisieren. Das heißt,
die Betätigungseinheit 321 hat einen
sogenannten unimorphen Aufbau, bei dem die oberen (d. h. von der
Druckkammer 310 entfernt befindlichen) drei piezoelektrischen
Lagen 341 bis 343 Schichten sind, die aktive Schichten
enthalten, und die unteren (d. h. nahe der Druckkammer 310 befindlichen)
zwei piezoelektrischen Lagen 344 und 345 als inaktive
Schichten ausgebildet sind. In the head main body 301 are the piezoelectric layers 341 to 345 to polarize in thickness. That is, the operating unit 321 has a so-called unimorph structure, in which the upper (ie of the pressure chamber 310 distant) three piezoelectric layers 341 to 343 Layers are those containing active layers and the lower ones (ie near the pressure chamber 310 located) two piezoelectric layers 344 and 345 are formed as inactive layers.
Wenn
bei diesem Aufbau die einzelnen Elektroden 335a und 335b in
einem Paar auf ein positives oder ein negatives vorgegebenes Potenzial
eingestellt sind und wenn zum Beispiel die Polarisation in der gleichen
Richtung verläuft
wie das elektrische Feld, so zieht sich der Abschnitt (eine aktive
Schicht, d. h. ein Druckerzeugungsabschnitt) in den piezoelektrischen
Lagen 341 bis 343, der sich zwischen den gemeinsamen
und den einzelnen Elektroden befindet, senkrecht zur Polarisation
zusammen. Weil andererseits die inaktiven piezoelektrischen Lagen 344 und 345 durch
kein elektrisches Feld beeinflusst werden, ziehen sie sich nicht in
sich selbst zusammen. Somit entsteht entlang der Polarisation ein
mechanischer Spannungsunterschied zwischen den oberen piezoelektrischen
Lagen 341 bis 343 und den unteren piezoelektrischen
Lagen 344 und 345. Infolge dessen sind die gesamten
piezoelektrischen Lagen 341 bis 345 bereit, sich
zu einer konvexen Form in Richtung der inaktiven Seite zu verformen
(unimorphe Verformung). Weil die Unterseite der untersten piezoelektrischen
Lage 345 an der Oberseite der Trennwand, welche die Druckkammern 310 trennt,
fixiert ist, verformen sich zu diesem Zeitpunkt die piezoelektrischen
Lagen 341 bis 345 zu einer konvexen Form in Richtung
der Seite der Druckkammer 310, um das Volumen der Druckkammer 310 zu
verkleinern. Infolge dessen steigt der Druck der Tinte an, wodurch
Tinte durch die Tintenausspritzöffnung 308 ausgespritzt
wird. Wenn danach das Anlegen der Ansteuerspannung an die einzelnen
Elektroden 335a und 335b beendet wird, so kehren
die piezoelektrischen Lagen 341 bis 345 zu der
ursprünglichen
Form zurück,
und die Druckkammer 310 kehrt ebenfalls zu ihrem ursprünglichen
Volumen zurück.
Somit saugt die Druckkammer 310 Tinte über den Verteilerkanal 305 herein. If in this construction the individual electrodes 335a and 335b are set to a positive or a negative predetermined potential in a pair and, for example, when the polarization is in the same direction as the electric field, the portion (an active layer, ie, a pressure generating portion) contracts in the piezoelectric sheets 341 to 343 which is located between the common and the individual electrodes, perpendicular to the polarization together. Because on the other hand, the inactive piezoelectric layers 344 and 345 are not affected by any electric field, they do not contract in themselves. Thus, along the polarization, a mechanical stress difference arises between the upper piezoelectric layers 341 to 343 and the lower piezoelectric layers 344 and 345 , As a result, the entire piezoelectric layers are 341 to 345 ready to deform into a convex shape towards the inactive side (unimorphic deformation). Because the bottom of the bottom piezoelectric layer 345 at the top of the dividing wall, which houses the pressure chambers 310 separates, is fixed, the piezoelectric layers deform at this time 341 to 345 to a convex shape toward the side of the pressure chamber 310 to the volume of the pressure chamber 310 to downsize. As a result, the pressure of the ink increases, whereby ink through the ink ejection opening 308 is injected. After that, applying the drive voltage to the individual electrodes 335a and 335b is terminated, so turn the piezoelectric layers 341 to 345 back to the original shape, and the pressure chamber 310 also returns to its original volume. Thus, the pressure chamber sucks 310 Ink over the distribution channel 305 in.
Zum
Herstellen jeder Betätigungseinheit 321 werden
zuerst keramische grüne
Lagen, die als piezoelektrische Lagen 341 bis 345 dienen
sollen, in Schichten gelegt und dann gebrannt. Zu diesem Zeitpunkt
wird je nach Bedarf ein metallisches Material, das als einzelne
Elektroden 335a oder eine gemeinsame Elektrode 334a oder 334b dienen
soll, auf jeder keramischen grünen
Lage zu einem Muster gedruckt. Danach wird ein metallisches Material,
das als einzelne Elektroden 335a dienen soll, auf die gesamte Oberseite
der ersten piezoelektrischen Lage 341 plattiert, und dann
werden überflüssige Abschnitte des
Materials mittels Laserstrukturierung abgetragen. Alternativ wird
ein metallisches Material, das als einzelne Elektroden 335a dienen
soll, unter Verwendung einer Maske mit Öffnungen an Abschnitten, die den
jeweiligen einzelnen Elektroden 335a entsprechen, abgeschieden. For making each actuator 321 First, ceramic green layers are used as piezoelectric layers 341 to 345 should serve, laid in layers and then fired. At this time, as needed, a metallic material acting as single electrodes 335a or a common electrode 334a or 334b should serve, printed on every ceramic green layer to a pattern. After that, a metallic material is used as individual electrodes 335a should serve on the entire top of the first piezoelectric layer 341 plated, and then superfluous portions of the material are removed by laser structuring. Alternatively, a metallic material that acts as individual electrodes 335a should serve, using a mask with openings on sections that correspond to the individual electrodes 335a correspond, deposited.
Die
auf diese Weise hergestellte Betätigungseinheit 321 ist
sehr spröde,
weil sie aus Keramik besteht. Insbesondere ist, weil die Ecken der
Betätigungseinheit 321 sehr
leicht abbrechen, ein sehr vorsichtiger Umgang bei der Herstellung
und der Montage erforderlich, um zu vermeiden, dass eine Ecke mit
einer anderen Komponente in Kontakt kommt. The operating unit produced in this way 321 is very brittle because it is made of ceramic. In particular, because the corners of the actuator unit 321 Very easy to break, a very careful handling in the manufacture and assembly required to avoid that one corner comes into contact with another component.
Jedoch
hat, wie in 28A veranschaulicht, die eine
Draufsicht auf die Betätigungseinheit 321 ist, in
dem Tintenstrahlkopf gemäß dieser
Ausführungsform
die Betätigungseinheit 321 das
Profil eines im Wesentlichen regelmäßigen Sechsecks. Jeder von sechs
geraden Abschnitten (Seiten) L1 bis L6, die in diesem Profil enthalten
sind, ist mit einem benachbarten geraden Abschnitt L mit etwa 120° verbunden. Weil
keine der sechs Ecken (Abschnitte aller benachbarten geraden Abschnitte
L, die einander kreuzen) θ1
bis θ6
einen spitzen Winkel hat, können
sie dank dessen nur schwer abgebrochen werden. Darum kann die Betätigungseinheit 321 als
ein teures Präzisionsbauteil
nicht so ohne Weiteres mitten im Herstellungsprozess kaputt gehen.
Das kann zur Senkung der Herstellungskosten beitragen. However, as in 28A illustrating a plan view of the actuator unit 321 is in the ink jet head according to this embodiment, the actuator unit 321 the profile of a substantially regular hexagon. Each of six straight sections (sides) L1 to L6 included in this profile is connected to an adjacent straight section L of about 120 °. Thanks to this, since none of the six corners (portions of all the adjacent straight portions L which cross each other) θ1 to θ6 have an acute angle, they are difficult to be broken. That is why the operating unit 321 as an expensive precision component does not break so easily in the middle of the manufacturing process. This can help to reduce the manufacturing costs.
Der
obige Effekt wird nicht nur dann erreicht, wenn eine oder mehrere
der Ecken θ1
bis θ6
mit 120° ausgebildet
werden. Wenn eine Ecke θn
mit 90° oder mehr
ausgebildet wird, so kann die Ecke θn nur schwer abgebrochen werden.
Um also zu bewirken, dass eine oder mehrere der sechs Ecken θ1 bis θ6 nur schwer
abzubrechen sind, genügt
es, dass ein oder mehrere der sechs geraden Abschnitte L1 bis L6
im rechten Winkel oder in einem stumpfen Winkel mit einem benachbarten
geraden Abschnitt L verbunden werden (der Mindestwert der Winkel θ1 bis θ6 an den
Kreuzungsabschnitten ist 90° oder
mehr). Das hexagonale Profil kann beliebig verändert werden, solange die obige
Bedingung erfüllt
ist. 28B veranschaulicht eine Betätigungseinheit 355 als
ein Beispiel, bei dem die obige Bedingung erfüllt ist.The above effect is achieved not only when one or more of the corners θ1 to θ6 are formed at 120 °. When a corner θn is formed at 90 ° or more, the corner θn is difficult to be broken. Thus, to cause one or more of the six corners θ1 to θ6 to be hard to break off, it is sufficient that one or more of the six straight portions L1 to L6 be connected at right angles or at an obtuse angle to an adjacent straight portion L. (The minimum value of the angles θ1 to θ6 at the crossing portions is 90 ° or more). The hexagonal profile can be changed as long as the above condition is met. 28B illustrates an actuator unit 355 as an example, in which the above condition is satisfied.
Des
Weiteren kann diese Ausführungsform auch
die gleichen Vorteile erbringen wie im Fall der oben beschriebenen
ersten Ausführungsform.
Genauer gesagt, weil die vier Betätigungseinheiten 321 in
der Längsrichtung
der Durchgangseinheit 304 angeordnet sind, kann selbst
im Fall einer langen Durchgangseinheit 304 eine hohe Genauigkeit
bei der Positionierung der Betätigungseinheiten 321 an der
Durchgangseinheit 304 erreicht werden. Darum können gute
Tintenausspritzergebnisse erreicht werden, und der Produktionsertrag
der Tintenstrahlköpfe 301 kann
deutlich gesteigert werden. Indem die piezoelektrischen Lagen 341 bis 343 zwischen
den gemeinsamen Elektroden 334a und 334b und den
einzelnen Elektroden 335a und 335b angeordnet
werden, kann außerdem
das Volumen jeder Druckkammer 310 problemlos durch den
piezoelektrischen Effekt verändert
werden. Des Weiteren können
die piezoelektrischen Lagen 341 bis 343, die aktive
Schichten enthalten, auf einfache Weise hergestellt werden, weil
sie kontinuierliche flache Schichten sind. Weil des Weiteren eine
Betätigungseinheit 321 mit
einem unimorphen Aufbau bereitgestellt wird, bei dem die piezoelektrischen
Lagen 344 und 345 nahe jeder Druckkammer 310 inaktiv
sind und die piezoelektrischen Lagen 341 bis 343,
die von jeder Druckkammer 310 entfernt liegen, Schichten
sind, die aktive Schichten enthalten, kann die Änderung des Volumens jeder
Druckkammer 310 durch den transversalen piezoelektrischen
Effekt verstärkt
werden, und es kann eine Senkung der an die einzelnen Elektroden 335a und 335b anzulegenden
Spannung und/oder eine hohe Integration der Druckkammern 310 angestrebt
werden. Des Weiteren können
in der Durchgangseinheit 304 – weil eine große Anzahl
von Druckkammern 310 nebeneinander in einer Matrix angeordnet
sind – die
vielen Druckkammern 310 mit einer hohen Dichte innerhalb
einer relativ geringen Größe angeordnet
werden.Furthermore, this embodiment can also provide the same advantages as in the case of the first embodiment described above. More precisely, because the four actuators 321 in the longitudinal direction of the passage unit 304 can be arranged even in the case of a long passage unit 304 high accuracy in positioning the actuators 321 at the passage unit 304 be achieved. Therefore, good ink ejection results can be achieved and the production yield of the ink-jet heads 301 can be significantly increased. By the piezoelectric layers 341 to 343 between the common electrodes 334a and 334b and the individual electrodes 335a and 335b In addition, the volume of each pressure chamber can be arranged 310 be easily changed by the piezoelectric effect. Furthermore, the piezoelectric layers can 341 to 343 that contain active layers can be easily prepared because they are continuous flat layers. Because also an operating unit 321 is provided with a unimorph structure in which the piezoelectric layers 344 and 345 near each pressure chamber 310 are inactive and the piezoelectric layers 341 to 343 from each pressure chamber 310 lying apart, layers containing active layers can change the volume of each pressure chamber 310 be amplified by the transverse piezoelectric effect, and it can be a reduction in the individual electrodes 335a and 335b applied voltage and / or high integration of the pressure chambers 310 to be sought. Furthermore, in the passage unit 304 - because a large number of pressure chambers 310 juxtaposed in a matrix - the many pressure chambers 310 be arranged with a high density within a relatively small size.
In
der vorliegenden Erfindung gemäß den Ansprüchen ist
das Profil jeder Betätigungseinheit nicht
auf ein Hexagon beschränkt.
Das heißt,
die Anzahl gerader Abschnitte L braucht nicht sechs zu sein, sondern
kann auch fünf,
sieben, acht oder mehr sein. Im Weiteren werden Modifizierungen
des Profils jeder Betätigungseinheit
anhand der 28 bis 30 beschrieben.
Bei den unten beschriebenen Modifizierungen werden die gleichen
Komponenten wie bei der oben beschriebenen dritten Ausführungsform
jeweils mit den gleichen Bezugszahlen wie bei der dritten Ausführungsform
bezeichnet. In the present invention according to the Claims, the profile of each actuator is not limited to a hexagon. That is, the number of straight sections L need not be six, but may be five, seven, eight or more. In addition, modifications of the profile of each actuator based on the 28 to 30 described. In the modifications described below, the same components as in the third embodiment described above are denoted by the same reference numerals as in the third embodiment, respectively.
29A ist eine Draufsicht auf einen Kopfhauptkörper, bei
dem jede Betätigungseinheit
in einer heptagonalen Form ausgebildet. 29B ist
eine Draufsicht auf eine Betätigungseinheit,
die in dem Kopfhauptkörper
von 29A enthalten ist. Wie aus den 29A und 29B zu
ersehen ist, sind in dieser Modifizierung die Komponenten des Kopfhauptkörpers 361 mit
Ausnahme der Betätigungseinheiten 362 (in 29A sind sie von rechts nach links mit dem Bezugszahlen 362a, 362b, 362c bzw. 362d bezeichnet)
wie jene des Kopfhauptkörpers 301 der
dritten Ausführungsform
aufgebaut. 29A Figure 11 is a plan view of a head main body in which each actuator unit is formed in a heptagonal shape. 29B FIG. 10 is a plan view of an operating unit included in the head main body of FIG 29A is included. Like from the 29A and 29B As can be seen, in this modification, the components of the head main body 361 with the exception of the operating units 362 (in 29A they are from right to left with the reference numbers 362a . 362b . 362c respectively. 362d referred) as that of the head main body 301 of the third embodiment.
Wenden
wir uns 29B zu. Jede Betätigungseinheit 362 hat
ihr Profil, wobei eine Ecke eines Hexagons gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform
entlang einer geraden Linie abgeschnitten wurde. Infolge dessen
ist die Anzahl gerader Abschnitte L sieben (L8 bis L14), und was
die Winkel jeder Ecke anbelangt, so sind die Winkel θ8 bis θ12 etwa
120°, und
die Winkel θ13
und θ14
sind etwa 150°.Let us turn 29B to. Each actuation unit 362 has its profile, wherein a corner of a hexagon according to the above-described embodiment has been cut along a straight line. As a result, the number of straight portions L is seven (L8 to L14), and as for the angles of each corner, the angles θ8 to θ12 are about 120 °, and the angles θ13 and θ14 are about 150 °.
30A ist eine Draufsicht auf einen Kopfhauptkörper, bei
dem jede Betätigungseinheit
in einer oktagonalen Form ausgebildet ist. 30B ist
eine Draufsicht auf eine Betätigungseinheit,
die in dem Kopfhauptkörper
von 30A enthalten ist. Wie aus den 30A und 30B zu
ersehen ist, sind in dieser Modifizierung die Komponenten des Kopfhauptkörpers 371 mit
Ausnahme der Betätigungseinheiten 372 (in
der 30A sind sie von rechts nach
links durch die Bezugszahlen 372a, 372b, 372c bzw. 372d bezeichnet)
wie jene des Kopfhauptkörpers 301 der dritten
Ausführungsform
aufgebaut. 30A Fig. 10 is a plan view of a head main body in which each actuator unit is formed in an octagonal shape. 30B FIG. 10 is a plan view of an operating unit included in the head main body of FIG 30A is included. Like from the 30A and 30B As can be seen, in this modification, the components of the head main body 371 with the exception of the operating units 372 (in the 30A they are from right to left by the reference numbers 372a . 372b . 372c respectively. 372d referred) as that of the head main body 301 of the third embodiment.
Wenden
wir uns 30B zu. Jede Betätigungseinheit 372 hat
ihr Profil, bei dem zwei Ecken eines Hexagons gemäß der oben
beschriebenen Ausführungsform
entlang gerader Linien abgeschnitten wurde. Infolge dessen ist die
Anzahl gerader Abschnitte L acht (L15 bis L22), und was die Winkel
jeder Ecke anbelangt, sind die Winkel θ15, θ16, θ19 und 820 etwa 120°, und die
Winkel θ17, θ18, θ21 und θ22 sind
etwa 150°.
Bei den oben beschriebenen zwei Modifizierungen lässt sich
die Ecke schwerer abbrechen als im Fall der oben beschriebenen hexagonalen
Betätigungseinheit 321,
weil der Winkel jeder Ecke jedes abgeschnittenen Abschnitts 150° beträgt, was
größer ist
als bei der oben beschriebenen hexagonalen Betätigungseinheit 321. Let us turn 30B to. Each actuation unit 372 has its profile in which two corners of a hexagon have been cut along straight lines according to the embodiment described above. As a result, the number of straight portions L is eight (L15 to L22), and as for the angles of each corner, the angles θ15, θ16, θ19 and 820 are about 120 °, and the angles θ17, θ18, θ21 and θ22 are about 150 °. In the two modifications described above, the corner is harder to break than in the case of the hexagonal actuator described above 321 because the angle of each corner of each cut portion is 150 °, which is larger than that of the hexagonal actuator described above 321 ,
31A ist eine Draufsicht auf einen Kopfhauptkörper, bei
dem zwei Verbindungsabschnitte benachbarter gerader Abschnitte L
in der Betätigungseinheit
der oben beschriebenen dritten Ausführungsform als gerundete Abschnitte
F ausgebildet sind. 31B ist eine Draufsicht auf
eine Betätigungseinheit,
die in dem Kopfhauptkörper
von 31A enthalten ist. Wie aus
den 31A und 31B zu
ersehen ist, sind bei dieser Modifizierung die Komponenten des Kopfhauptkörpers 381 mit Ausnahme
der Betätigungseinheiten 382 (in 31A sind sie von rechts nach links durch die Bezugszahlen 382a, 382b, 382c bzw. 382d bezeichnet) wie
jene des Kopfhauptkörpers 301 der
zweiten Ausführungsform
aufgebaut. 31A FIG. 15 is a plan view of a head main body in which two joining portions of adjacent straight portions L in the operating unit of the third embodiment described above are formed as rounded portions F. As shown in FIG. 31B FIG. 10 is a plan view of an operating unit included in the head main body of FIG 31A is included. Like from the 31A and 31B As can be seen, in this modification, the components of the head main body 381 with the exception of the operating units 382 (in 31A they are from right to left by the reference numbers 382a . 382b . 382c respectively. 382d referred) as that of the head main body 301 of the second embodiment.
Wenden
wir uns 31B zu. Jede Betätigungseinheit 382 hat
sechs gerade Abschnitte L23 bis L28. Zwei Verbindungsabschnitte
benachbarter gerader Abschnitte L (L23 und L28 sowie L25 und L26)
in der Betätigungseinheit 382 sind
als gerundete Abschnitte F ausgebildet, wo benachbarte gerade Abschnitte
L glatt miteinander verbunden sind. Jeder gerundete Abschnitt F
lässt sich
nur sehr schwer abbrechen. Des Weiteren ist in diesem Fall der Winkel zwischen
allen benachbarten geraden Abschnitten L, einschließlich zweier
gerader Abschnitte auf beiden Seiten jedes gerundeten Abschnitts
F (θ23
bis θ27), größer als
90° (etwa
120°). Let us turn 31B to. Each actuation unit 382 has six straight sections L23 to L28. Two connecting portions of adjacent straight sections L (L23 and L28 and L25 and L26) in the operating unit 382 are formed as rounded portions F, where adjacent straight portions L are smoothly connected to each other. Each rounded section F is very difficult to break. Further, in this case, the angle between all the adjacent straight portions L including two straight portions on both sides of each rounded portion F (θ23 to θ27) is larger than 90 ° (about 120 °).
Als
nächstes
wird die vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anhand von 32 beschrieben.
Bei dem Tintenstrahlkopf und dem Tintenstrahldrucker gemäß dieser
Ausführungsform wird – weil die
Teile mit Ausnahme des Kopfhauptkörpers denen der oben beschriebenen
ersten Ausführungsform ähneln – hier auf
ihre detaillierte Beschreibung verzichtet. Next, the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG 32 described. In the ink jet head and the ink jet printer according to this embodiment, since the parts other than the head main body are similar to those of the above-described first embodiment, their detailed description is omitted here.
Ein
Kopfhauptkörper 401,
wie in 32 veranschaulicht, enthält eine
Durchgangseinheit 404, bei der eine große Anzahl von Druckkammern
und eine große
Anzahl von Tintenausspritzöffnungen
wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sind.
Zwei parallelogrammförmige
Betätigungseinheiten 421 (in 32 sind die rechte und die linke durch die Bezugszahlen 421a bzw. 421b bezeichnet)
sind nebeneinander auf die Oberseite der Durchgangseinheit 404 gebondet.
Jede Betätigungseinheit 421 ist
so angeordnet, dass sich ihre eine Seite B in der Längsrichtung
des Kopfhauptkörpers 401 erstreckt.
Die benachbarten Betätigungseinheiten 421 sind
so angeordnet, dass sie in der seitlichen Richtung des Kopfhauptkörpers 401 aufeinander ausgerichtet
sind, wobei ihre schrägen
Seiten C nahe beieinander liegen. Zwei Betätigungseinheiten 421 überlappen
einander teilweise in der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit 404.
Eine Tintenzufuhröffnung 402 ist
in der Oberseite der Durchgangseinheit 404 offen. Die Tintenzufuhröffnung 402 ist über einen
nicht-veranschaulichten Durchgang mit einer Tintenzufuhrquelle verbunden. A head main body 401 , as in 32 illustrates contains a passage unit 404 wherein a large number of pressure chambers and a large number of ink ejection openings are formed as in the above-described embodiments. Two parallelogram actuators 421 (in 32 are the right and the left by the reference numbers 421a respectively. 421b referred to) are side by side on the top of the passage unit 404 bonded. Each actuation unit 421 is arranged so that its one side B in the longitudinal direction of the head main body 401 extends. The adjacent actuators 421 are arranged to be in the lateral direction of the head main body 401 are aligned with their oblique sides C close to each other. Two operating units 421 partially overlap each other in the lateral direction of the passage unit 404 , An ink supply port 402 is in the top of the passage unit 404 open. The ink supply port 402 is connected to an ink supply source via a non-illustrated passage.
Auf
die Oberseite jeder Betätigungseinheit 421 ist
eine FGS 436 gebondet, um elektrische Signale an die einzelnen
und die gemeinsamen Elektroden in der Betätigungseinheit 421 anzulegen.
Auf jede FGS 436 ist ein Ansteuerungs-IC 432 gebondet, der
als eine Treiberschaltung zum Erzeugen von Ansteuerungssignalen
dient, die an die einzelnen Elektroden in der entsprechenden Betätigungseinheit 421 angelegt
werden. Jede FGS 436 ist elektrisch mit einer Steuereinheit 440 verbunden,
die eine CPU, einen RAM und einen ROM enthält. Die Steuereinheit 440 speist
Druckdaten in jeden Ansteuerungs-IC 432 ein. Jeder Ansteuerungs-IC 432 erzeugt
auf der Grundlage der Druckdaten Ansteuerungssignale für einzelne
Elektroden. On top of each actuator unit 421 is a FGS 436. bonded to electrical signals to the individual and the common electrodes in the actuator unit 421 to apply. On every FGS 436. is a drive IC 432 which serves as a driver circuit for generating drive signals applied to the individual electrodes in the corresponding actuator unit 421 be created. Every FGS 436. is electrical with a control unit 440 connected, which includes a CPU, a RAM and a ROM. The control unit 440 feeds print data into each drive IC 432 one. Each drive IC 432 generates drive signals for individual electrodes based on the print data.
In
jeder Betätigungseinheit 421 befinden
sich zwei Bereiche P21 und P22. Von diesen hat der Basisbereich
P21 eine parallelogrammartige Form, und seine Seiten verlaufen parallel
zu den jeweiligen Seiten der entsprechenden Betätigungseinheit 421.
Die Breite des Basisbereichs P21 ist etwas kürzer als die Seite B der Betätigungseinheit 421,
und seine Länge misst
etwa ¾ der
Seite C der Betätigungseinheit 421. In 32 ist der Basisbereich P21 in einem oberen Abschnitt
der Betätigungseinheit 421 angeordnet. Der
zusätzliche
Bereich P22 hat eine parallelogrammartige Form, und seine Seiten
verlaufen parallel zu den jeweiligen Seiten der entsprechenden Betätigungseinheit 421.
Der zusätzliche
Bereich P22 hat die gleiche Breite wie der Basisbereich P21 und
ist auf der unteren Seite des Basisbereichs P21 angeordnet. Der
zusätzliche
Bereich P22 ist in zwei Teilbereiche P22a und P22b unterteilt, von
denen jeder eine parallelogrammartige Form aufweist, deren Seiten
parallel zu den jeweiligen Seiten der Betätigungseinheit 421 verlaufen.
Die Breite des Teilbereichs P22a misst etwa 1/5 der Seite B der
Betätigungseinheit 421,
und seine Länge
misst etwa 1/5 der Seite C der Betätigungseinheit 421.
In 32 befindet sich der Teilbereich P22a in unmittelbarer
Nähe des
unteren linken spitzwinkligen Abschnitts der Betätigungseinheit 421.
Die Breite des Teilbereichs P22b misst etwa 3/5 der Seite B der
Betätigungseinheit 421,
und seine Länge
misst etwa 1/5 der Seite C der Betätigungseinheit 421.
In 32 befindet sich der Teilbereich P22b auf der
unteren Seite des Basisbereichs P21 und auf der rechten Seite des
Teilbereichs P22a. In each operating unit 421 There are two areas P21 and P22. Of these, the base portion P21 has a parallelogram-like shape, and its sides are parallel to the respective sides of the corresponding operating unit 421 , The width of the base portion P21 is slightly shorter than the side B of the operating unit 421 , and its length measures about ¾ of the side C of the actuator unit 421 , In 32 is the base area P21 in an upper portion of the operating unit 421 arranged. The additional area P22 has a parallelogram-like shape, and its sides are parallel to the respective sides of the corresponding operating unit 421 , The additional area P22 has the same width as the base area P21 and is disposed on the lower side of the base area P21. The additional area P22 is divided into two portions P22a and P22b, each of which has a parallelogram-like shape whose sides are parallel to the respective sides of the operating unit 421 run. The width of the portion P22a measures about 1/5 of the side B of the operating unit 421 , and its length measures about 1/5 of the side C of the actuator unit 421 , In 32 is the portion P22a in the immediate vicinity of the lower left acute-angled portion of the actuator unit 421 , The width of the portion P22b measures about 3/5 of the side B of the operating unit 421 , and its length measures about 1/5 of the side C of the actuator unit 421 , In 32 the sub-area P22b is on the lower side of the base area P21 and on the right-hand side of the sub-area P22a.
In
jedem des Basisbereichs P21 und der Teilbereiche P22a und P22b des
zusätzlichen
Bereichs P22 sind eine große
Anzahl von Druckerzeugungsabschnitten nebeneinander in einer Matrix
in der Längsrichtung
der Durchgangseinheit 404 und entlang der Seite C des Parallelogramms
angeordnet. Druckkammern und Tintendurchgänge, die Düsen enthalten, sind in der
Durchgangseinheit 404 entsprechend den jeweiligen Druckerzeugungsabschnitten
ausgebildet. In each of the base region P21 and the partial regions P22a and P22b of the additional region P22, a large number of pressure generating sections are juxtaposed in a matrix in the longitudinal direction of the passage unit 404 and arranged along side C of the parallelogram. Pressure chambers and ink passages containing nozzles are in the passage unit 404 formed according to the respective pressure generating sections.
Wenn
die zwei Betätigungseinheiten 421a und 421b,
die wie oben beschrieben aufgebaut sind, in einer Reihe in der Längsrichtung
der Durchgangseinheit 404 angeordnet werden, wie in 32 veranschaulicht, so wird ein Bereich (schraffierter
Bereich G in 32), wo keine Druckerzeugungsabschnitte vorhanden
sind, nahe dem Nahtabschnitt zwischen den Betätigungseinheiten 421a und 421b ausgebildet.
Wenn die einzigen Druckerzeugungsabschnitte in dem Basisbereich
P11 berücksichtigt
werden, so ist die Anzahl der Druckerzeugungsabschnitte in der seitlichen
Richtung der Durchgangseinheit 404 in der unmittelbaren
Umgebung des Nahtabschnitts kleiner als in dem Abschnitt, der nicht
die unmittelbare Umgebung des Nahtabschnitts bildet. If the two actuators 421a and 421b , which are constructed as described above, in a row in the longitudinal direction of the passage unit 404 be arranged as in 32 illustrates, an area (hatched area G in FIG 32 ) where there are no pressure generating portions near the seam portion between the operating units 421a and 421b educated. When the single pressure generating sections are considered in the base area P11, the number of the pressure generating sections is in the lateral direction of the passage unit 404 smaller in the immediate vicinity of the seam portion than in the portion which does not form the immediate vicinity of the seam portion.
Wenn
also in dieser Ausführungsform
das Merkmal genutzt wird, dass der Teilbereich P22a des zusätzlichen
Bereichs P22, der sich auf der unteren Seite des Basisbereichs P21
befindet, so angeordnet ist, dass er dem Bereich G entspricht, wo
keine Druckerzeugungsabschnitte vorhanden sind, nahe dem Nahtabschnitt
und in der seitlichen Richtung der Durchgangseinheit 404,
so steuert die Steuereinheit 440 jeden Ansteuerungs-IC
432 beim Drucken so, dass Druckerzeugungsabschnitte in dem Basisbereich
P21 und in dem Teilbereich P22a des zusätzlichen Bereichs P22 angesteuert
werden und keine Druckerzeugungsabschnitte in dem Teilbereich P22b des
zusätzlichen
Bereichs P22 angesteuert werden. Dadurch ist – weil die Druckerzeugungsabschnitte
in der Betätigungseinheit 421 in
einem Bereich mit im Wesentlichen der gleichen Form wie in der Betätigungseinheit 221 von 18 angeordnet
sind – die Anzahl
der Druckerzeugungsabschnitte in der Durchgangseinheit 404 in
der unmittelbaren Umgebung des Nahtabschnitts die gleiche wie in
dem anderen Abschnitt. Das heißt,
weil die Druckerzeugungsabschnitte des Teilbereichs P22a des zusätzlichen
Bereichs P22 so angeordnet sind, dass sie dem Lückenabschnitt zwischen den
Druckerzeugungsabschnitten des Basisbereichs P21, der sich in einer
Betätigungseinheit 421a befindet,
und den Druckerzeugungsabschnitten des Basisbereichs P21, der sich
in der benachbarten Betätigungseinheit 421b befindet, entsprechen, kann
der Kopfhauptkörper 401 mit
der Fähigkeit
ausgestattet werden, über
die gesamte Längsrichtung
der Durchgangseinheit unterbrechungsfrei zu drucken, ohne eine weitere
Betätigungseinheit
zum Ausspritzen von Tinte durch den Lückenabschnitt hindurch bereitstellen
zu müssen. Weil
des Weiteren der Druckerzeugungsabschnittsbildungsbereich in jeder
Betätigungseinheit 421 eine ähnliche
Form hat wie die Betätigungseinheit 421, kann
es kaum zu Problem des Verziehens, Verbiegens oder dergleichen der
Betätigungseinheit 421 kommen.Thus, in this embodiment, utilizing the feature that the subarea P22a of the additional area P22 located on the lower side of the base area P21 is arranged to correspond to the area G where no pressure generating portions are present near the seam portion and in the lateral direction of the passage unit 404 so controls the control unit 440 each driving IC 432 in printing so that pressure generating sections in the base area P21 and in the subarea P22a of the additional area P22 are driven and no pressure generating sections in the subarea P22b of the additional area P22 are driven. This is because - because the pressure generating sections in the actuator unit 421 in an area of substantially the same shape as in the operating unit 221 from 18 are arranged - the number of pressure generating sections in the passage unit 404 in the immediate vicinity of the seam section the same as in the other section. That is, because the pressure generating sections of the partial area P22a of the additional area P22 are arranged to correspond to the gap portion between the pressure generating sections of the base area P21 located in an actuator unit 421a located, and the pressure generating sections of the base portion P21, located in the adjacent actuator unit 421b can correspond, the head main body 401 be equipped with the ability to print without interruption over the entire longitudinal direction of the passage unit without having to provide another actuator unit for ejecting ink through the gap portion. Because, further, the pressure generating section forming area in each operating unit 421 a similar shape as the operating unit 421 , There may hardly be a problem of warping, bending or the like of the operating unit 421 come.
Wie
aus der obigen Beschreibung hervorgeht, brauchen in dieser Ausführungsform
keine Tintendurchgänge
in dem Abschnitt der Durchgangseinheit 404, der dem Teilbereich
P22b des zusätzlichen Bereichs
P22 entspricht, vorhanden zu sein.As apparent from the above description, in this embodiment, no ink passages are needed in the portion of the passage unit 404 , which corresponds to the partial area P22b of the additional area P22, to be present.
Die
Materialien jeder piezoelektrischen Lage und jeder Elektrode, die
in den oben beschriebenen Ausführungsformen
verwendet werden, sind nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. Sie
können gegen
andere bekannte Materialien ausgetauscht werden. Die in Draufsicht-
und Schnittansichten dargestellten Formen jeder Druckkammer, die
Anordnung der Druckkammern, die Anzahl der piezoelektrischen Lagen,
die aktive Schichten enthalten, die Anzahl der inaktiven Schichten
usw. können
der Zweckmäßigkeit
entsprechend geändert
werden. Jede piezoelektrische Lage, die aktive Schichten enthält, kann
eine andere Dicke haben als jede inaktive Schicht. The
Materials of each piezoelectric layer and each electrode, the
in the embodiments described above
are not limited to those described above. she
can against
other known materials are exchanged. The in plan view
and sectional views illustrated forms each pressure chamber, the
Arrangement of the pressure chambers, the number of piezoelectric layers,
which contain active layers, the number of inactive layers
etc. can
the expediency
changed accordingly
become. Any piezoelectric layer containing active layers can
have a different thickness than any inactive layer.
Des
Weiteren ist in den oben beschriebenen Ausführungsformen jede Betätigungseinheit
so aufgebaut, dass einzelne und gemeinsame Elektroden auf einer
piezoelektrischen Lage angeordnet sind. Aber eine solche Betätigungseinheit
braucht nicht immer an die Durchgangseinheit gebondet zu sein. Es kann
auch jede andere Betätigungseinheit
verwendet werden, wenn sie die Volumen der jeweiligen Druckkammern
separat ändern
kann. Des Weiteren sind in den oben beschriebenen Ausführungsformen
Druckkammern in einer Matrix angeordnet. Aber die Druckkammern können auch
in einer oder mehreren Reihen angeordnet sein. Und obgleich in der
oben beschriebenen Ausführungsform
jede inaktive Schicht aus einer piezoelektrischen Lage besteht,
kann die inaktive Schicht auch aus einer isolierenden Lage bestehen,
bei der es sich um keine piezoelektrische Lage handelt.Of
Further, in the above-described embodiments, each actuator unit
designed so that single and common electrodes on one
piezoelectric layer are arranged. But such an operating unit
does not always need to be bonded to the passage unit. It can
also every other operating unit
used when they are the volumes of the respective pressure chambers
change separately
can. Furthermore, in the embodiments described above
Pressure chambers arranged in a matrix. But the pressure chambers can too
be arranged in one or more rows. And although in the
embodiment described above
each inactive layer consists of a piezoelectric layer,
the inactive layer can also consist of an insulating layer,
which is not a piezoelectric layer.