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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahlkopf zum
Ausstoßen
von Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium zum Drucken und auch auf ein
Herstellungsverfahren des Tintenstrahlkopfes.
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2. Beschreibung der zugehörigen Technik
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Ein
Tintenstrahlkopf, der in einem Tintenstrahldrucker benutzt wird,
enthält
darin einen Tintentank und Druckkammern. Jede Druckkammer wird mit
Tinte von dem Tintentank beliefert. Wenn ein piezoelektrisches Element,
das über
einer Druckkammer vorgesehen ist, zum Ändern des Volumens der Druckkammer
verformt wird, wird Druck an die Tinte in der Druckkammer angelegt,
so daß die
Tinte durch eine Düse
ausgestoßen
wird, die mit der Druckkammer verbunden ist. Zum Verformen des piezoelektrischen
Elementes wird im allgemeinen ein Treibersignal an eine Oberflächenelektrode
angelegt, die auf einer Fläche
des piezoelektrischen Elementes gegenüber der Druckkammer vorgesehen
ist. Ein elektrisches Feld wird dadurch an das piezoelektrische Element
angelegt. Die Oberflächenelektrode
ist mit einem Anschluß auf
einer gedruckten Leiterplatte wie eine flexible gedruckte Schaltung
(FPC) verbunden. Das Treibersignal wird zu der Oberflächenelektrode durch
die gedruckte Leiterplatte von einem Treiber-IC geliefert, der mit
der gedruckten Leiterplatte verbunden ist.
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Im
allgemeinen wird eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschluß der gedruckten
Leiterplatte und der Oberflächenelektrode
auf die Weise realisiert, daß Lötmittel,
das zwischen dem Anschluß und
der Oberflächenelektrode
eingefügt
ist, mit Wärme
geschmolzen wird (siehe JP 7-156376 A). Nebenbei, es ist ein Verfahren
bekannt, daß kein
Lötmittel benutzt
(siehe JP 8-156252
A). Bei dem Verfahren, das kein Lötmittel benutzt, wird eine
gedruckte Leiterplatte vorbereitet, auf der zwei Filme in Schichten
gesetzt sind. Der untere Film weist einen ausgeschnittenen Abschnitt
größer in der
Fläche
als die Oberflächenelektrode
auf. Ein Anschluß kleiner
in der Fläche als
die Oberflächenelektrode
ist auf der unteren Fläche
des oberen Filmes innerhalb des ausgeschnittenen Abschnittes des
unteren Filmes vorgesehen. Nachdem ein leitender Klebstoff auf die
Oberflächenelektrode
fallengelassen ist, wird der Anschluß auf die Oberflächenelektrode
gepreßt,
so daß sie
miteinander elektrisch verbunden werden. Der Verbindungsabschnitt
zwischen dem Anschluß und
der Oberflächenelektrode
ist an einer Position gegenüber
einer Druckkammer.
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Bei
der obigen Technik, die Lötmittel
zum elektrischen Verbinden des Anschlusses der gedruckten Leiterplatte
und der Oberflächenelektrode miteinander
benutzt, kann sich jedoch das Lötmittel, das
mit Wärme
geschmolzen ist, so daß es
hohe Fluidität
aufweist, in einen Bereich auf der Oberflächenelektrode gegenüber der
Druckkammer bewegen. In diesem Fall kann die Verformung eines piezoelektrischen
Elementes nach Tintenausstoßen
aufgrund der Steifheit des Lötmittels
gehindert werden. Dieses verursacht eine Verschlechterung der Tintenausstoßleistung.
Um dieses zu vermeiden, wird zum Beispiel eine Maßnahme ergriffen,
daß die
Abstände
zwischen benachbarten Verbindungsabschnitten des Anschlusses und
der Oberflächenelektrode
verlängert
werden, dieses ist jedoch gegen eine Integration. Wei terhin wird
in dem Fall, daß die
Oberflächenelektrode
aus Metall hergestellt ist, die Oberflächenelektrode leicht in das
Lötmittel
diffundiert, wenn das Lötmittel
an der Oberflächenelektrode
anhaftet. Dieses kann einen Anstieg des Widerstandes zwischen der Oberflächenelektrode
und dem Anschluß verursachen,
und am schlimmsten kann elektrisches Brechen passieren.
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Zusätzlich,
wenn Oberflächenelektroden
entsprechend zu den entsprechenden Druckkammern mit Anschlüssen entsprechend
zu den entsprechenden Oberflächenelektroden
verbunden werden, kann Lötmittel,
das geschmolzen ist, so daß es
hohe Fluidität
aufweist, einen Kurzschluß zwischen
benachbarten Verbindungsabschnitten verursachen.
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Bei
der obigen Technik, die einen leitenden Klebstoff anstelle des Lötmittels
benutzt, bleibt, da der leitende Klebstoff in der Fluidität niedriger
als Lötmittel
nach dem Erwärmen
ist, der leitende Klebstoff innerhalb eines jeden ausgeschnittenen
Abschnittes des unteren Filmes auf der gedruckten Leiterplatte. Daher
werden die oben beschriebenen Probleme in dem Fall des Benutzens
von Lötmittel,
wie Hindern der Verformung eines piezoelektrischen Elementes, Anstieg
des Widerstandes, Brechen und Kurzschluß im Vergleich erleichtert.
Da jedoch der Verbindungsabschnitt zwischen dem Anschluß und der
Oberflächenelektrode
an einer Position gegenüber
einer Druckkammer ist, wie oben beschrieben wurde, gibt es ein Problem,
daß Verformung
eines piezoelektrischen Elementes nach Tintenausstoßen verhindert wird.
Dieses macht es schwierig, das Volumen der Druckkammer zu ändern, und
somit verursacht es Verschlechterung bei der Tintenausstoßleistung.
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Weiterhin
kann aus der JP 2000-135789 A entsprechend zu
US 6,497,477 B1 ein Tintenstrahlkopf
entnommen werden, der eine Mehrzahl von Druckkammern und eine Mehrzahl
von Wandabschnitten aufweist, die jede der Mehrzahl von Druckkammern
definieren. Eine Betätigungseinheit
enthält
ein piezoelektrisches Element, das auf einer Tintendurchgangseinheit
vorgesehen ist. Eine Oberflächenelektrode
ist auf dem piezoelektrischen Element vorgesehen und weist einen
Hauptelektrodenabschnitt gegenüber
einer Druckkammer und einen verbindenden Abschnitt gegenüber einem Wandabschnitt
auf. Ein Anschlußfleck
ist auf dem piezoelektrischen Element in einem Bereich gegenüber dem
Wandabschnitt vorgesehen. Der Anschlußfleck ist elektrisch mit der
Oberflächenelektrode
verbunden. Ein Chip ist vorgesehen, auf dem ein Anschluß elektrisch
mit dem Anschlußfleck
verbunden ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren
eines Tintenstrahlkopfes vorzusehen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Herstellungsverfahren eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch
1.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Andere
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung erscheinen
vollständig
aus der folgenden Beschreibung, die in Zusammenhang mit den begleitenden
Zeichnungen genommen wird, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlkopfes gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
Schnittansicht ist, die entlang der Linie II-II in 1 genommen
ist;
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3 eine
Draufsicht eines Kopfhauptkörpers
ist, der in dem Tintenstrahlkopf von 1 enthalten
ist;
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4 eine
vergrößerte Ansicht
eines Bereiches ist, der mit abwechselnd einer langen und einer kurzen
gestrichelten Linie in 3 eingeschlossen ist;
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5 eine
vergrößerte Ansicht
eines Bereiches ist, der mit abwechselnd einer langen und einer kurzen
gestrichelten Linie in 4 eingeschlossen ist;
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6 eine
teilweise Schnittansicht des Kopfhauptkörpers von 3 ist,
die entlang der Linie VI-VI in 5 genommen
ist;
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7 eine
vergrößerte Ansicht
eines Bereiches ist, der mit abwechselnd einer langen und zwei kurzen
gestrichelten Linie in 4 eingeschlossen ist;
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8 eine
teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Kopfhauptkörpers von 6 und
einer flexiblen gedruckten Leiterplatte ist, die mit dem Kopfhauptkörper verbunden
ist;
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9A eine
Draufsicht ist, die die Form eines Raumes darstellt, der einen Tintendurchgang von 6 bildet;
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9B eine
perspektivische Ansicht ist, die die Form des Raumes darstellt,
der den Tintendurchgang von 6 bildet;
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10A eine seitliche vergrößerte Schnittansicht eines
Bereiches ist, der mit abwechselnd einer langen und einer kurzen
gestrichelten Linie in 6 eingeschlossen ist;
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10B eine Draufsicht ist, die Formen einer individuellen
Elektrode darstellt, d.h. einer Oberflächenelektrode, die auf einer
Oberfläche
einer Betätigungseinheit
gebildet ist, und eines Anschlußflecks;
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11A eine teilweise Schnittansicht ist, die einen
Zustand vor einer Tätigkeit
zum Vorsehen eines Epoxidharzes auf einer Oberfläche eines Lötmittels, das einen Anschluß bedeckt,
in einem Prozeß zum
Verbinden des Anschlusses mit einem Anschlußflecken in einem Herstellungsverfahren
eines Tintenstrahlkopfes gemäß eines
Beispieles darstellt;
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11B eine teilweise Schnittansicht ist, die folgend
auf 11A einen Zustand darstellt,
in dem der Anschluß,
auf dem das Lötmittel
und das Epoxidharz vorgesehen sind, und der Anschlußfleck einander
gegenüber
sind;
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11C eine teilweise Schnittansicht ist, folgend
auf 11B, die einen Zustand darstellt,
in dem der Anschluß und
der Anschlußfleck
miteinander verbunden sind;
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11D eine Draufsicht entsprechend 10B ist, die ein Belegungsgebiet des Epoxidharzes
in dem Zustand von 11C darstellt;
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12 eine
teilweise Schnittansicht entsprechend zu 11B ist,
die eine Modifikation des Herstellungsverfahrens des Tintenstrahlkopfes
gemäß dem Beispiel
darstellt;
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13A eine teilweise Schnittansicht entsprechend
zu 11B ist, die einen Tintenstrahlkopf gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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13B eine teilweise Schnittansicht entsprechend
zu 11C folgend auf 13A ist,
die einen Zustand darstellt, in dem der Anschluß und der Anschlußfleck miteinander
verbunden sind;
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13C eine Draufsicht entsprechend zu 10B ist, die ein Belegungsgebiet des Epoxidharzes
in dem Zustand von 13B darstellt;
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14A eine teilweise Schnittansicht entsprechend
zu 11B ist, die eine Modifikation des Tintenstrahlkopfes
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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14B eine teilweise Schnittansicht entsprechend
zu 11C folgend auf 14A ist,
die einen Zustand darstellt, in dem der Anschluß und der Anschlußfleck miteinander
verbunden sind;
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14C eine Draufsicht entsprechend zu 10B ist, die ein Belegungsgebiet des Epoxidharzes
in dem Zustand von 14B darstellt;
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15A eine teilweise Schnittansicht entsprechend
zu 11B in einem Herstellungsverfahren des Tintenstrahlkopfes
gemäß einem
Beispiel ist; und
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15B eine teilweise Schnittansicht entsprechend
zu 11C folgend auf 15A ist,
die einen Zustand darstellt, in dem der Anschluß und der Anschlußfleck miteinander
verbunden sind.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zuerst
wird ein allgemeiner Aufbau eines Tintenstrahlkopfes gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlkopfes gemäß dieser Ausführungsform. 2 ist
eine Schnittansicht, die entlang der Linie II-II in 1 genommen
ist. 3 ist eine Draufsicht eines Kopfhauptkörpers, der
in dem Tintenstrahlkopf von 1 enthalten
ist. Der Tintenstrahlkopf 1 enthält einen Kopfhauptkörper 1a mit
einer rechteckigen Form in der Ebene, der sich in einer Richtung
erstreckt, d.h. Hauptabtastrichtung, und einen Basisabschnitt 71 zum
Tragen des Kopfhauptkörpers 1a.
Der Basisabschnitt 71, der den Kopfhauptkörper 1a trägt, trägt weiter
darauf Treiber-ICs 80 zum Liefern von Treibersignalen zu
individuellen Elektroden 35, d.h. Oberflächenelektroden, wie
in 10A und 10B dargestellt
ist, und Substrate 81.
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Bezug
nehmend auf 1, der Basisabschnitt 71 ist
aus einem Basisblock 75, der teilweise mit der oberen Fläche des
Kopfhauptkörpers 1a verbunden
ist, zum Tragen des Kopfhauptkörpers 1a, und
einem Halter 72, der mit der oberen Fläche des Basisblockes 75 zum
Tragen des Basisblockes 75 verbunden ist, aufgebaut. Der
Basisblock 75 ist ein nahezu rechteckiges Parallelepipedteil
mit im wesentlichen der gleichen Länge wie die des Kopfhauptkörpers 1a.
Der Basisblock 75, der aus einem metallischen Material
wie nichtrostendem Stahl hergestellt ist, weist eine Funktion einer
leichten Struktur zum Verstärken
des Halters 72 auf. Der Halter 72 ist aus einem
Halterhauptkörper 73,
der nahe dem Kopfhauptkörper 1a vorgesehen
ist, und einem Paar von Haltertragabschnitten 74, die sich
jeweils auf der entgegengesetzten Seite des Halterhauptkörpers 73 zu dem
Kopfhauptkörper 1a erstrecken,
aufgebaut. Jeder Haltertragabschnitt 74 ist ein flaches
Teil. Die Haltertragabschnitte 74 erstrecken sich entlang
der Länge
des Halterhauptkörpers 73 und
sind parallel zueinander in einem vorbestimmten Intervall vorgesehen.
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Ein
Paar von Schürzenabschnitten 73a,
von denen jeder nach unten vorsteht, ist auf beiden Endabschnitten
des Halterhauptkörpers 73 in
einer Unterabtastrichtung senkrecht zu der Hauptabtastrichtung vorgesehen.
Jeder Schürzenabschnitt 73a ist durch
die Länge
des Halterhauptkörpers 73 gebildet. Als
Resultat ist in dem unteren Abschnitt des Halterhauptkörpers 73 eine
nahezu rechteckige Parallelepipedrille 73b durch das Paar
von Schürzenabschnitten 73a definiert.
Der Basisblock 75 ist in der Rille 73b aufgenommen.
Die obere Fläche
des Basisblockes 75 ist mit dem Boden der Rille 73b des
Halterhauptkörpers 73 mit
einem Klebstoff oder ähnlichem verbunden.
Die Dicke des Basisblockes 75 ist etwas größer als
die Tiefe der Rille 73b des Halterhauptkörpers 73.
Als Resultat steht das unte re Ende des Basisblockes 75 nach
unten über
die Schürzenabschnitte 73a hinaus
vor.
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Innerhalb
des Basisblockes 75 sind als Durchgänge für Tinte, die zu dem Kopfhauptkörper 1a zu
liefern ist, zwei Tintenreservoire 3 als zwei nahezu rechteckige
Parallelepipedräume
als hohle Bereiche gebildet, die sich entlang der Länge des
Basisblockes 75 erstrecken. Diese zwei Tintenreservoire 3 sind
durch eine Trennwand 75a getrennt, die sich entlang der
Länge des
Basisblockes 75 erstreckt. Als Resultat erstrecken sich
die Tintenreservoire 3 parallel zueinander entlang der
Länge des
Basisblockes 75 in einem vorbestimmten Intervall. In 2 ist
eine Öffnung 3b (siehe 3),
die ein Tintenreservoir 3 verbindet, in dem linken Abschnitt
der unteren Fläche 75b des
Basisblockes 75 an einer Position entsprechend zu dem Tintenreservoir 3 gebildet.
Jedes Tintenreservoir 3 ist durch eine nicht dargestellte
Lieferröhre
mit einem nicht dargestellten Tintentank innerhalb des Druckerhauptkörpers verbunden.
Somit wird das Tintenreservoir 3 geeignet mit Tinte von
dem Tintentank beliefert.
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In
der unteren Fläche 75b des
Basisblockes 75 steht die Umgebung einer jeden Öffnung 3b nach unten
von dem umgebenen Abschnitt vor. Der Kopfhauptkörper 1a, der unter
dem Basisblock 75 getragen ist, enthält darin eine Betätigungseinheit 21 und eine
Tintendurchgangseinheit 4, die mit der unteren Fläche der
Betätigungseinheit 21 verbunden
ist. Der Basisblock 75 ist mit der Tintendurchgangseinheit 4 (siehe 2)
des Kopfhauptkörpers 1a nur
in der Nachbarschaft 75c einer jeden Öffnung 3b der unteren
Fläche 75b des
Basisblockes 75 verbunden. Somit ist der Bereich der unteren
Fläche 75b des
Basisblockes 75 ungleich der Nachbarschaft 75c einer
jeden Öffnung 3b entfernt von
dem Kopfhauptkörper 1a.
Die Betätigungseinheit 21 ist
innerhalb des Abstandes vorgesehen.
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Ein
Treiber-IC 80 ist an der äußeren Seitenfläche eines
jeden Haltertragabschnittes 74 des Halters 72 befestigt,
wobei ein elastisches Teil 83 wie ein Schwamm zwischen
ihnen eingefügt
ist. Eine Wärmesenke 82 ist
in engem Kontakt mit der äußeren Seitenfläche des
Treiber-ICs 80 vorgesehen. Die Wärmesenke 82 ist aus
einem nahezu rechteckigen Parallelepipedteil zum effektiven Strahlen
von Wärme
hergestellt, die in dem Treiber-IC 80 erzeugt wird. Eine
flexible gedruckte Schaltung (FPC) 50 als ein Stromversorgungsteil,
wie später
im einzelnen beschrieben wird, ist mit dem Treiber IC 80 verbunden. Das
Substrat 81 ist außerhalb
der FPC 50 über
dem Treiber IC 80 und der Wärmesenke 82 vorgesehen. Die
obere Fläche
der Wärmesenke 82 ist
mit dem Substrat 81 mit einem Abdichtteil 84 verbunden. Ebenfalls
ist die untere Fläche
der Wärmesenke 82 mit
der FPC 50 mit einem Abdichtteil 84 verbunden. Damit
ein Treibersignal, das von dem Treiber-IC 80 ausgegeben
ist, zu irgendeiner individuellen Elektrode 35 (siehe 10A und 10B) übertragen
werden kann, die auf einer Oberfläche der Betätigungseinheit 21 gebildet
ist, wie später
im einzelnen beschrieben wird, ist die FPC 50 elektrisch
sowohl mit dem Treiber IC 80 als auch den individuellen
Elektroden 35 verbunden.
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In
der unteren Fläche
eines jeden Schürzenabschnittes 73a des
Halterhauptkörpers 73 und
der oberen Fläche
der Tintendurchgangseinheit 4 ist ein Abdichtteil 85 zum
Einschließen
der FPC 50 vorgesehen. Somit ist die FPC 50 mit
dem Abdichtteil 85 an der Tintendurchgangseinheit 9 und
dem Halterhauptkörper 73 befestigt.
Selbst wenn daher der Kopfhauptkörper 1a länglich ist,
kann der Kopfhauptkörper 1a daran
gehindert werden zu biegen, der Zwischenverbindungsabschnitt zwischen
der FPC 50 und einer jeden individuellen Elektrode 35 (siehe 10A und 10B),
die auf der Oberfläche
der Betätigungseinheit 21 gebildet
ist, kann daran gehindert werden, Spannung aufzunehmen, und die
FPC 50 kann sicher gehalten werden.
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Bezug
nehmend auf 1, in der Nähe einer jeden unteren Ecke
des Tintenstrahlkopfes 1 entlang der Hauptabtastrichtung
sind sechs vorstehende Abschnitte 30a an regulären Intervallen
entlang der entsprechenden Seitenwand des Tintenstrahlkopfes 1 vorgesehen.
Diese vorstehenden Abschnitte 30a sind an beiden Enden
in der Unterabtastrichtung einer Düsenplatte 30 (siehe 6)
in der untersten Schicht des Kopfhauptkörpers 1a vorgesehen.
Die Düsenplatte 30 ist
um ungefähr
90° entlang
der Grenzlinie zwischen jedem vorstehenden Abschnitt 30a und
dem anderen Abschnitt gebogen. Die vorstehenden Abschnitte 30a sind
an Positionen entsprechend zu den Umgebungen beider Enden verschiedene
Größen von
Papier vorgesehen, die zum Drucken benutzt werden. Jeder gebogene
Abschnitt der Düsenplatte 30 weist
eine Form nicht im rechten Winkel sondern gerundet auf. Dieses macht
es hart, das Verstopfen von Papier zu bewirken, d.h. Stauen, was auftreten
kann, da die führende
Kante des Papiers, das zum Annähern
an den Kopf 1 übertragen
worden ist, durch die Seitenfläche
des Kopfes 1 gestoppt wird.
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In 3 ist
ein Tintenreservoir 3, das in dem Basisblock 75 gebildet
ist, durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Wie in 3 dargestellt
ist, weist der Kopfhauptkörper 1a eine
rechteckige Form in der Ebene auf, die sich in einer Richtung erstreckt,
d.h. der Hauptabtastrichtung. Der Kopfhauptkörper 1a enthält darin
eine Tintendurchgangseinheit 4, in der eine große Zahl
von Druckkammern 10 und eine große Zahl von Tintenausstoßöffnungen 8 an
den vorderen Enden von Düsen
(für beide
siehe 5 und 6), wie später beschrieben wird. Trapezförmi ge Betätigungseinheiten 21,
die in zwei Reihen in einer Zickzackweise angeordnet sind, sind
mit der oberen Fläche
der Tintendurchgangseinheit 4 verbunden. Jede Betätigungseinheit 21 ist
derart vorgesehen, daß ihre
parallelen gegenüberliegenden
Seiten, d.h. ihre obere und untere Seite, sich entlang der Länge der
Tintendurchgangseinheit 4 erstrecken. Die schrägen Seiten
von jeweils benachbarten Betätigungseinheiten 21 überlappen
einander in der Breite der Tintendurchgangseinheit 4.
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Jeder
Bereich in der unteren Fläche
der Tintendurchgangseinheit 4 entsprechend zu dem Bereich,
an dem eine Betätigungseinheit 4 verbunden ist,
ist ein Tintenausstoßbereich.
In der Oberfläche
eines jeden Tintenausstoßbereiches
ist eine große Zahl
von Tintenausstoßöffnungen 8 in
einer Matrix angeordnet, wie später
beschrieben wird. Innerhalb des Basisblocks 75, der über der
Tintendurchgangseinheit 4 vorgesehen ist, sind die Tintenreservoire 3 entlang
der Länge
des Basisblocks 75 gebildet. Jedes Tintenreservoir 3 ist
mit einem nicht dargestellten Tintentank durch die Öffnung 3a verbunden,
die an einem Ende des Tintenreservoirs 3 vorgesehen ist, so
daß das
Tintenreservoir 3 immer mit Tinte aufgefüllt ist.
In jedem Tintenreservoir 3 sind Paare von Öffnungen 3b in
Bereichen vorgesehen, an denen keine Betätigungseinheit 21 vorhanden
ist, so daß sie
in einer Zickzackweise entlang der Länge des Tintenreservoirs 3 angeordnet
sind.
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4 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Bereiches, der mit abwechselnd einer langen und einer kurzen
Strichlinie in 3 eingeschlossen ist. Wie in 3 und 4 dargestellt
ist, ist jedes Tintenreservoir 3 durch eine Öffnung 3b mit
einem Verteilerkanal 5 innerhalb der Tintendurchgangseinheit 4 verbunden,
der unter der Öffnung 3b vorgesehen
ist. Jede Öffnung 3b ist
mit einem nicht dargestellten Filter zum Fangen von Staub und Schmutz
versehen, die in der Tinte enthalten sind. Der vordere Endabschnitt
eines jeden Verteilerkanals 5 verzweigt sich in zwei Unterverteilerkanäle 5a.
In dem unteren Abschnitt von einer Betätigungseinheit 21 erstrecken
sich zwei Unterverteilerkanäle 5a von
jeder der zwei Öffnungen 3b auf
beiden Seiten der Betätigungseinheit 21 in
der Länge
des Tintenstrahlkopfes 1. Das heißt, in dem unteren Abschnitt
von einer Betätigungseinheit 21 erstrecken
sich vier Unterverteilerkanäle 5a insgesamt entlang
der Länge
des Tintenstrahlkopfes 1. Jeder Unterverteilerkanal 5a ist
mit Tinte aufgefüllt,
die von dem entsprechenden Tintenreservoir 3 geliefert
ist.
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5 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Bereiches, der durch abwechselnd eine lange und eine kurze
gestrichelte Linie in 4 eingeschlossen ist. Beide
von 4 und 5 sind eine vertikale Ansicht
einer Ebene, in der viele Druckkammern 10 in einer Matrix
in der Tintendurchgangseinheit 4 angeordnet sind. Druckkammern 10, Öffnungen 12,
Düsen (Tintenausstoßöffnungen) 8,
die an den entsprechenden Spitzen der Düsen gebildet sind (sind nur
in 4 und 5 dargestellt), Unterverteilerkanäle 5a,
usw. sind als Komponenten der Tintendurchgangseinheit 4 an
verschiedenen Niveaus voneinander senkrecht zu 4 und 5 vorgesehen
(siehe 6).
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In 4 und 5 sind,
um es leicht zu machen, die Figuren zu verstehen, die Druckkammern 10,
die Öffnungen 12,
usw. durch durchgezogene Linien dargestellt, obwohl sie durch gestrichelte
Linien dargestellt sein sollten, da sie innerhalb der Betätigungseinheit 21 oder
der Tintendurchgangseinheit 4 sind.
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Wie
in 4 und 5 dargestellt ist, sind viele
Masseelektroden 38 als Randelektroden, von denen jede eine
Kreisform aufweist, nahe den äußeren Kanten
der oberen Fläche
einer jeden Betätigungseinheit 21 vorgesehen.
Die Masseelektroden 38 sind im wesentlichen in regulären Intervallen
angeordnet. Somit ist der Bereich der Oberfläche der Betätigungseinheit 21,
an dem individuelle Elektroden 35 (siehe 10A und 10B)
gebildet sind, insgesamt durch die Masseelektroden 38 umgeben.
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6 ist
eine Teilschnittansicht des Kopfhauptkörpers 1a von 3,
die entlang der Linie VI-VI in 5 genommen
ist. Wie aus 6 ersichtlich ist, ist jede
Tintenausstoßöffnung 8 an
dem spitzen Ende einer angeschrägten
Düse gebildet.
Zwischen einer Druckkammer 10 und einem Unterverteilerkanal 5a erstreckt
sich eine Öffnung 12 im
wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Tintendurchgangseinheit 4 wie
die Druckkammer 10. Die Öffnung 12 dient zum
Beschränken
des Tintenflusses, um dem Durchgang einen geeigneten Widerstand
zu geben, wodurch die Tintenausstoßung stabilisiert werden soll.
Jede Tintenausstoßöffnung 8 ist
mit einem Unterverteilerkanal 5a durch eine Druckkammer 10 (Länge: 900 μm, Breite:
350 μm)
und eine Öffnung 12 verbunden.
Somit sind innerhalb des Tintenstrahlkopfes 1 Tintendurchgänge 32 gebildet,
die sich jeweils von einem nicht dargestellten Tintentank zu einer
Tintenausstoßöffnung 8 durch
ein Tintenreservoir 3, einen Verteilerkanal 5,
einen Unterverteilerkanal 5a, eine Öffnung 12 und eine
Druckkammer 10 erstrecken.
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Wie
aus 6 ersichtlich ist, ist jede Öffnung 12 an einem
Niveau unterschiedlich von dem der entsprechenden Druckkammer 10 vorgesehen.
Daher können
innerhalb eines Bereiches der Tintendurchgangseinheit 4 entsprechend
dem Ausstoßbereich unter
jeder Betätigungseinheit 21 die Öffnung 12 und der
Unterverteilerkanal 5a, der mit einer Druckkammer 10 verbunden
ist, zum Überlappen
in einer Ebene einer Druckkammer 10 benachbart zu der obigen einen
Druckkammer 10 vorgesehen sein. Als Resul tat kann, da Druckkammern 10 dicht
nahe zueinander angeordnet werden können, Bilddrucken mit hoher
Auflösung
mit einem Tintenstrahlkopf 1 mit einer relativ kleinen
belegten Fläche
realisiert werden.
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In
der Ebene von 4 und 5 sind Druckkammern 10 innerhalb
eines Tintenausstoßbereiches
in zwei Richtungen angeordnet, d.h. einer Richtung entlang der Länge des
Tintenstrahlkopfes 1 (erste Anordnungsrichtung) und einer
Richtung etwas schräg
zu der Breite des Tintenstrahlkopfes 1 (zweite Anordnungsrichtung).
Die erste und die zweite Anordnungsrichtung bilden einen Winkel
Theta etwas kleiner als der rechte Winkel. Die Tintenausstoßöffnungen 8 sind
mit 50 dpi (Punkte pro Zoll) in der ersten Anordnungsrichtung angeordnet.
Andererseits sind die Druckkammern 10 in der zweiten Anordnungsrichtung
derart angeordnet, daß der
Tintenausstoßbereich
entsprechend einer Betätigungseinheit 21 zwölf Druckkammern 10 enthält. Die
Verschiebung zu der ersten Anordnungsrichtung aufgrund der Anordnung,
in der zwölf
Druckkammern 10 in der zweiten Anordnungsrichtung angeordnet
sind, entspricht einer Druckkammer 10. Daher sind innerhalb
der gesamten Breite des Tintenstrahlkopfes 1 in einem Bereich
des Intervalls zwischen zwei Tintenausstoßöffnungen 8, die einander
in der ersten Anordnungsrichtung benachbart sind, zwölf Tintenausstoßöffnungen 8.
An beiden Enden von jedem Tintenausstoßbereich in der erste Anordnungsrichtung
entsprechend zu einer schrägen
Seite der Betätigungseinheit 21 ist
die obige Bedingung erfüllt,
indem eine Kompensationsbeziehung zu dem Tintenausstoßbereich
entsprechend der gegenüberliegenden
Betätigungseinheit 21 in
der Breite des Tintenstrahlkopfes 1 gemacht wird. Daher
kann bei dem Tintenstrahlkopf 1 gemäß dieser Ausführungsform
durch Ausstoßen von
Tintentröpfchen
in der Reihenfolge durch eine große Zahl von Tintenausstoßöffnungen 8,
die in der ersten und der zweiten An ordnungsrichtung angeordnet
sind, mit einer Relativbewegung des Druckpapiers entlang der Breite
des Tintenstrahlkopfes 1 drucken mit 600 dpi in der Hauptabtastrichtung
ausgeführt
werden.
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Als
nächstes
wird der Aufbau der Tintendurchgangseinheit 4 im größeren Detail
unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Bezug nehmend
auf 8, Druckkammern 10 sind in Reihen in
der ersten Anordnungsrichtung in vorbestimmten Intervallen bei 500
dpi angeordnet. Zwölf
Reihen von Druckkammern 10 sind in der zweiten Anordnungsrichtung
angeordnet. Als Ganzes sind die Druckkammern 10 zweidimensional
in dem Tintenausstoßbereich
entsprechend einer Betätigungseinheit 21 angeordnet.
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Die
Druckkammern 10 sind in zwei Arten klassifiziert, d.h.
Druckkammern 10a, in denen jeweils eine Düse mit dem
oberen spitzen Abschnitt in 7 verbunden
ist, und Druckkammern 10b, bei denen jeweils eine Düse mit dem
unteren spitzen Abschnitt verbunden ist. Druckkammern 10a und 10b sind
in der ersten Anordnungsrichtung zum Bilden von Druckkammerreihen 11a und 11b angeordnet. Wie
in 7 dargestellt ist, sind in dem Tintenausstoßbereich
entsprechend einer Betätigungseinheit 21 von
der unteren Seite von 7 zwei Druckkammerreihen 11a und
zwei Druckkammerreihen 11b benachbart zu der oberen Seite
der Druckkammerreihen 11a vorgesehen. Die vier Druckkammerreihen der
zwei Druckkammerreihen 11a und der zwei Druckkammerreihen 11b stellen
einen Satz von Druckkammerreihen dar. Solch ein Satz von Druckkammerreihen
ist wiederholt, dreimal von der unteren Seite in dem Tintenausstoßbereich
entsprechend einer Betätigungseinheit 21 angeordnet.
Eine gerade Linie, die sich durch den oberen Spitzenabschnitt einer
jeden Druckkammer in jeder Druckkammerreihe 11a und 11b erstreckt,
kreuzt die untere schräge
Seite einer jeden Druckkammer in der Druckkammer reihe benachbart
zu der oberen Seite von dieser Druckkammerreihe.
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Wie
oben beschrieben wurde, wenn rechtwinklig zu 7 gesehen
wird, sind zwei erste Druckkammerreihen 11a und zwei zweite
Druckkammerreihen 11b, in denen Düsen mit Druckkammern 10 verbunden
sind, an verschiedenen Positionen angeordnet, sie sind abwechselnd
angeordnet, um einander benachbart zu sein. Folglich als Ganzes
sind die Druckkammern 10 regulär angeordnet. Andererseits
sind Düsen
in einer konzentrierten Weise in einem Zentralbereich eines jeden
Satzes von Druckkammerreihen angeordnet, der durch die obigen vier Druckkammerreihen
dargestellt ist. Folglich gibt es in einem Fall, in dem jeweils
vier Druckkammerreihen einen Satz von Druckkammerreihen darstellen
und solch ein Satz von Druckkammerreihen wiederholt drei Mal von
der unteren Seite angeordnet ist, wie oben beschrieben wurde, einen
Bereich, in dem keine Düsen
vorhanden sind in der Nähe
der Grenze zwischen benachbarten Sätzen von Druckkammerreihen,
d.h. auf beiden Seiten eines jeden Satzes von Druckkammerreihen,
die durch vier Druckkammerreihen dargestellt werden. Weite Unterverteilerkanäle 5a erstrecken
sich dort zum Liefern von Tinte zu den entsprechenden Druckkammern 10.
Bei dieser Ausführungsform
sind in dem Tintenausstoßbereich
entsprechend einer Betätigungseinheit 21 vier
weite Unterverteilerkanäle 5a insgesamt
in der ersten Anordnungsrichtung angeordnet, d.h. einer auf der
unteren Seite von 7, einer zwischen dem untersten
Satz von Druckkammerreihen und dem zweituntersten Satz von Druckkammerreihen
und zwei auf beiden Seiten des obersten Satzes von Druckkammerreihen.
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Wie
in 7 dargestellt ist, sind Düsen, die mit Tintenausstoßöffnungen 8 zum
Ausstoßen
von Tinte verbunden sind, in der ersten Anordnungsrichtung in regulären Intervallen
mit 50 dpi angeordnet, so daß sie
den entsprechenden Druckkammern 10 entsprechen, die regulär in der
ersten Anordnungsrichtung angeordnet sind. Andererseits, während zwölf Druckkammern 10 regulär auch in
der zweiten Anordnungsrichtung angeordnet sind, die einen Winkel
Theta mit der ersten Anordnungsrichtung bildet, enthalten zwölf Düsen entsprechend
zu den zwölf Druckkammern 10,
welche, die jeweils mit dem oberen spitzen Abschnitt der entsprechenden
Druckkammer 10 verbunden sind, und welche, die jeweils
mit dem unteren spitzen Abschnitt der entsprechenden Druckkammer 10 verbunden
sind, als Resultat sind die nicht regulär in der zweiten Anordnungsrichtung mit
regulären
Intervallen angeordnet.
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Wenn
alle Düsen
mit dem spitzen Abschnitt auf der gleichen Seite der entsprechenden
Druckkammern 10 verbunden sind, sind die Düsen auch
in der zweiten Anordnungsrichtung in regulären Intervallen regulär angeordnet.
In diesem Fall sind die Düsen
so angeordnet, daß sie
in der ersten Anordnungsrichtung um einen Abstand entsprechend zu 600
dpi als Auflösung
nach Drucken pro Druckkammerreihe von der unteren Seite zu der oberen
Seite von 7 verschoben sind. Dagegen ist
bei dieser Ausführungsform,
da vier Druckkammerreihen von zwei Druckkammerreihen 11a und
zwei Druckkammerreihen 11b einen Satz von Druckkammerreihen darstellen
und solch ein Satz von Druckkammerreihen wiederholt drei Mal von
der unteren Seite angeordnet ist, die Verschiebung der Düsenposition
in der ersten Anordnungsrichtung pro Druckkammerreihe von der unteren
Seite zu der oberen Seite von 7 nicht
immer die gleiche.
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In
dem Tintenstrahlkopf 1 dieser Ausführungsform wird ein Bandbereich
R erörtert,
der eine Breite von ungefähr
508,0 μm
entsprechend zu 50 dpi in der ersten Anordnungsrichtung aufweist
und sich senkrecht zu der ersten Anordnungsrichtung er streckt. In
dem Bandbereich R enthält
jegliche der zwölf
Druckkammerreihen nur eine Düse.
Das heißt, wenn
solch ein Bandbereich R an einer willkürlichen Position in dem Tintenausstoßbereich
entsprechend zu einer Betätigungseinheit 21 definiert
ist, sind zwölf Düsen immer
in dem Bandbereich R verteilt. Die Positionen von Punkten, die entsprechend
erhalten werden durch Projizieren der zwölf Düsen auf eine gerade Linie,
die sich in der ersten Anordnungsrichtung erstreckt, sind voneinander
um einen Abstand entsprechend zu 600 dpi als Resultat nach Drucken
angeordnet.
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Wenn
die zwölf
Düsen,
die einem Bandbereich R enthalten sind, durch (1) bis (12)
in der Reihenfolge von einer, deren projiziertes Bild auf eine gerade
Linie, die sich in der ersten Anordnungsrichtung erstreckt, die
linkeste ist, sind die zwölf
Düsen in der
Reihenfolge von (1), (7), (2), (8),
(5), (11), (6), (12), (9),
(3), (10) und (4) von der unteren Seite
angeordnet.
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Bei
dem so aufgebauten Tintenstrahlkopf 1 dieser Ausführungsform
kann durch geeignetes Treiben aktiver Abschnitte in der Betätigungseinheit 21 ein
Zeichen, eine Figur oder ähnliches
mit einer Auflösung
von 600 dpi gebildet werden. Das heißt, durch selektives Treiben
aktiver Abschnitte entsprechend zu den zwölf Druckkammerreihen in der
Reihenfolge gemäß der Übertragung
eines Druckmediums kann ein spezielles Zeichen oder eine Figur auf
das Druckmedium gedruckt werden.
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Als
Beispiel wird hier ein Fall beschrieben, in dem eine gerade Linie,
die sich in der ersten Anordnungsrichtung erstreckt, mit einer Auflösung von
600 dpi gedruckt wird. Zuerst wird ein Fall hier kurz beschrieben,
in dem Düsen
mit den Spitzenabschnitten von Druckkammern 10 auf der
gleichen Seite verbunden sind. In diesem Fall startet gemäß der Bewegung eines
Druckmediums Tintenausstoßen
von einer Düse
in der untersten Druckkammerreihe in 7. Tintenausstoßen wird
dann nach oben durch Auswählen
einer Düse,
die zu einer oberen benachbarten Druckkammerreihe in der Reihenfolge
nach oben verschoben. Tintenpunkte werden dadurch in der Reihenfolge
in der ersten Anordnungsrichtung gebildet, wobei sie einander mit
600 dpi benachbart sind. Schließlich
bilden all die Tintenpunkte eine gerade Linie, die sich in der ersten
Anordnungsrichtung erstreckt, mit einer Auflösung von 600 dpi.
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Andererseits
startet bei dieser Ausführungsform
Tinteausstoßen
von einer Düse
in der untersten Druckkammerreihe 11a in 7,
und Tinteausstoßen
wird dann nach oben mit Auswählen
einer Düse verschoben,
die mit der oberen benachbarten Druckkammerreihe verbunden ist,
gemäß der Bewegung eines
Druckmediums. Bei dieser Ausführungsform jedoch,
da die Positionsverschiebung von Düsen in der ersten Anordnungsrichtung
pro Druckkammerreihe von der unteren Seite zu der oberen Seite nicht immer
die gleiche ist, sind Tintenpunkte, die in der Reihenfolge in der
ersten Anordnungsrichtung gemäß der Übertragung
des Druckmediums gebildet sind, nicht in regulären Intervallen mit 600 dpi
angeordnet.
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Genauer,
wie in 7 gezeigt ist, gemäß der Bewegung des Druckmediums
wird Tinte zuerst durch eine Düse 1 ausgestoßen, die
mit der untersten Druckkammerreihe 11a in 7 verbunden
ist, zum Bilden einer Punktreihe auf dem Druckmedium in Intervallen
von ungefähr
508,0 μm
entsprechend zu 50 dpi. Danach während
das Druckmedium bewegt wird und die Bildungsposition der geraden
Linie die Position einer Düse
(7) erreicht hat, die mit der zweituntersten Druckkammerreihe 11a verbunden ist,
wird Tinte durch die Düse
(7) ausgestoßen.
Der zweite Tinten punkt wird dadurch an einer Position gebildet,
die von der zuerst gebildeten Punkteposition in der ersten Anordnungsrichtung
um einen Abstand sechs Mal des Intervalls von ungefähr 42,3 μm entsprechend
zu 600 dpi (ungefähr
42,3 μm
multipliziert mit 6 ergibt ungefähr
254,0 μm)
verschoben ist.
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Als
nächstes
wird das Druckmedium weiterbewegt, und die Bildungsposition der
geraden Linie hat die Position einer Düse (2) erreicht, die
mit der drittuntersten Druckkammerreihe 11b verbunden ist, Tinte
wird durch die Düse
(2) ausgestoßen.
Der dritte Tintenpunkt wird dadurch an einer Position gebildet, die
von der zuerst gebildeten Punktposition in der ersten Anordnungsrichtung
um einen Abstand eines Intervalls von ungefähr 42,3 μm entsprechend zu 600 dpi verschoben
ist. Wenn das Druckmedium weiterbewegt wird und die Bildungsposition
der geraden Linie die Position einer Düse (8) erreicht hat,
die mit der viertuntersten Druckkammerreihe 11b verbunden
ist, wird Tinte durch die Düse
(8) ausgestoßen.
Der vierte Tintenpunkt wird dadurch an einer Position gebildet, die
von der zuerst gebildeten Punktposition in der ersten Anordnungsrichtung
um einen Abstand von sieben Mal dem Intervall von ungefähr 42,3 μm entsprechend
zu 600 dpi (ungefähr
42,3 μm
multipliziert mit 7 ergibt ungefähr
296,3 μm)
verschoben ist. Wenn das Druckmedium weiterbewegt wird und die Bildungsposition
der geraden Linie die Position einer Düse (5) erreicht hat,
die mit der fünftuntersten Druckkammerreihe 11a verbunden
ist, wird Tinte durch die Düse
(5) ausgestoßen.
Der fünfte
Tintenpunkt wird dadurch an einer Position gebildet, die von der
zuerst gebildeten Punktposition in der ersten Anordnungsrichtung
um einen Abstand von vier Mal dem Intervall von ungefähr 42,3 μm entsprechend
zu 600 dpi (ungefähr
42,3 μm
multipliziert mit 4 ergibt ungefähr
169,3 μm)
verschoben ist.
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Danach
werden auf die gleiche Weise Tintenpunkte mit ausgewählten Düsen gebildet,
die mit Druckkammern 10 in der Reihenfolge von der unteren
Seite zu der oberen Seite in 4 verbunden sind.
In diesem Fall wird, wenn die Zahl einer Düse in 7 gleich
N ist, ein Tintenpunkt an einer Position gebildet, die von der zuerst
gebildeten Punktposition in der ersten Anordnungsrichtung um einen
Abstand entsprechend zu (Vergrößerung n
= N – 1)
multiplizier mit (Intervall entsprechend zu 600 dpi) verschoben ist.
Wenn schließlich
die zwölfte
Düse ausgewählt ist, wird
die Lücke
zwischen den Tintenpunkten, die die Düsen (1) in den untersten
Druckkammerreihen 11a in 4 in einem
Intervall von ungefähr
508,0 μm entsprechend
zu 50 dpi zu bilden sind, mit elf Punkten aufgefüllt, die an Intervallen von
ungefähr
42,3 μm
entsprechend zu 600 dpi aufgefüllt.
Daher als Ganzes kann eine gerade Linie, die sich in der ersten Anordnungsrichtung
erstreckt, mit einer Auflösung von
600 dpi gebildet werden.
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8 ist
eine teilweise auseinandergezogene Ansicht des Kopfhauptkörpers 1a von 6 und der
FPC 50, die mit dem Kopfhauptkörper 1a verbunden
ist. Wie in 8 dargestellt ist, weist ein
prinzipieller Abschnitt auf der Bodenseite des Tintenstrahlkopfes 1 eine
geschichtete Struktur auf, die mit elf Platten insgesamt laminiert
ist, d.h. von oben einer FPC 50, einer Betätigungseinheit 21,
einer Hohlraumplatte 22, einer Basisplatte 23,
einer Öffnungsplatte 24,
einer Lieferplatte 25, Verteilerplatten 26, 27 und 28,
einer Abdeckplatte 29 und einer Düsenplatte 30. Von
ihnen stellen neun Platten 22–30 ungleich der FPC 50 und
der Betätigungseinheit 21 eine
Tintendurchgangseinheit 4 dar.
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Wie
später
im einzelnen beschrieben wird, ist die Betätigungseinheit 21 aus
vier piezoelektrischen Platten laminiert und mit Elektroden versehen,
so daß eine
Schicht der piezoelektrischen Platten Abschnitte enthält, die
aktive Abschnitte sein sollen, wenn ein elektrisches Feld angelegt
wird, und die verbleibenden drei Schichten sind inaktive Schichten.
Die Hohlraumplatte 22 ist aus Metall hergestellt, in der
eine große
Zahl von im wesentlichen rhombischen Öffnungen entsprechend den entsprechenden Druckkammern 10 gebildet
sind. Abschnitte mit Ausnahme der Öffnungen der Hohlraumplatte 22 stellen Wandabschnitte 22a dar,
die jede der Druckkammern 10 abgrenzen. Die Basisplatte 23 ist
aus Metall hergestellt, in der ein Verbindungsloch zwischen jeder Druckkammer 10 der
Hohlraumplatte 22 und der entsprechenden Öffnung 12 und
ein Verbindungsloch zwischen der Druckkammer 10 und der
entsprechenden Tintenausstoßöffnung 8 gebildet
sind. Die Öffnungsplatte 24 ist
aus Metall hergestellt, in der zusätzlich zu Öffnungen 12 Verbindungslöcher zum Verbinden
jeder Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
der entsprechenden Tintenausstoßöffnung 8 gebildet
sind. Die Lieferplatte 25 ist aus Metall hergestellt, in
der Verbindungslöcher
zwischen jeder Öffnung 12 und
dem entsprechenden Unterverteilerkanal 5a und Verbindungslöcher zum
Verbinden einer jeden Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit der
entsprechenden Tintenausstoßöffnung 8 gebildet sind.
Jede der Verteilerplatten 26, 27 und 28 ist
aus Metall hergestellt, die einen oberen Abschnitt eines jeden Unterverteilerkanals 5a definieren
und in denen Verbindungslöcher
zum Verbinden jeder Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
der entsprechenden Tintenausstoßöffnung 8 gebildet
sind. Die Abdeckplatte 29 ist aus Metall hergestellt, in
der Verbindungslöcher
zum Verbinden jeder Druckkammer 10 der Hohlraumplatte 22 mit
der entsprechenden Tintenausstoßöffnung 8 gebildet
sind. Die Düsenplatte 30 ist
aus Metall hergestellt, in der angeschrägte Tintenausstoßöffnungen 8,
die jeweils als eine Düse funktionieren,
für die
entsprechenden Druckkammern 10 der Hohlraumplatte 22 gebildet
sind.
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Der
Tintendurchgang 32 von 6 erstreckt sich
zuerst nach oben von dem Unterverteilerkanal 5a, erstreckt
sich dann horizontal in der Öffnung 12, erstreckt
sich dann weiter nach oben, erstreckt sich dann wieder in der Druckkammer 10 horizontal,
erstreckt sich dann schräg
nach unten um eine gewisse Länge,
um von der Öffnung 12 wegzukommen,
und erstreckt sich dann vertikal nach unten zu der Tintenausstoßöffnung 8.
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9A und 9B sind
eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht, die die Form des
Raumes darstellen, der den Tintendurchgang von 6 bildet. 9A und 9B stellen
darin einen Filter 13 dar, der an der Schnittstelle zwischen
einer Öffnung 12 und
einem Unterverteilerkanal 5a vorgesehen ist. Der Filter 13 dient
zum Entfernen von Staub, der in Tinte enthalten ist.
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Als
nächstes
wird der Aufbau einer Betätigungseinheit 21 unter
Bezugnahme auf 10A und 10B beschrieben. 10A ist eine seitliche vergrößerte Schnittansicht eines
Bereiches, der durch abwechselnd eine lange und eine kurze Strichlinie
in 6 eingeschlossen ist. 10B ist
eine Draufsicht, die Formen einer individuellen Elektrode, die auf
einer Oberfläche
einer Betätigungseinheit 21 gebildet
ist, und einen Anschlußfleck
darstellt.
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Wie
in 10A dargestellt ist, enthält eine Betätigungseinheit 21 darin
vier piezoelektrische Platten 41, 42, 43 und 44 mit
der gleichen Dicke von ungefähr
15 μm. Die
piezoelektrischen Platten 41 bis 44 stellen ein
piezoelektrisches Element dar und sind in eine kontinuierliche geschichtete
flache Plat te (kontinuierliche flache Schichten) gebildet, die so vorgesehen
ist, daß sie
sich über
viele Druckkammern 10 erstreckt, die innerhalb eines Tintenausstoßbereiches
in dem Tintenstrahlkopf 1 gebildet sind. Dadurch kann die
mechanische Starrheit der piezoelektrischen Platten 41 bis 44 hoch
gehalten werden. Da die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 so
vorgesehen sind, daß sie
sich über
viele Druckkammern 10 als die kontinuierlichen flachen
Schichten erstrecken, können
individuelle Elektroden 35 mit einer hohen Dichte angeordnet
werden, indem zum Beispiel eine Siebdrucktechnik benutzt wird. Daher
können
ebenfalls Druckkammern 10 (siehe 10A und 10B), die an Positionen entsprechend zu Hauptelektrodenabschnitten 35a der
individuellen Elektroden 35 gebildet sind, wie später beschrieben
wird, mit einer hohen Dichte angeordnet werden. Dieses macht es
möglich,
ein hoch aufgelöstes
Bild zu drucken.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist jede der piezoelektrischen Platten 41–44 aus
Bleizirkonattitanat-(PCT)Basiskeramikmaterial mit Ferroelektrizität hergestellt.
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Wie
in 10A dargestellt ist, sind 1 μm dicke individuelle Elektroden 35 jeweils
mit einer Form in der Draufsicht, wie in 10B dargestellt
ist, auf der oberen Fläche
der obersten piezoelektrischen Platte 41 an Positionen
entsprechend zu den entsprechenden Druckkammern 10 gebildet.
Eine ungefähr
2 μm dicke
gemeinsame Elektrode 34 ist zwischen die piezoelektrische
Platte 41 und die piezoelektrische Platte 42,
die zu der piezoelektrischen Platte 41 nach unten benachbart
ist, eingefügt.
Die gemeinsame Elektrode 34 ist aus einer einzelnen leitenden
Platte hergestellt, die sich im wesentlichen in dem gesamten Bereich
einer Betätigungseinheit 21 erstreckt.
Jede der Elektroden 34 und 35 ist aus einem metallischen
Material aus z.B. einer Legierung auf einer Ag-Pd-Basis hergestellt.
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Keine
Elektrode ist zwischen der piezoelektrischen Platte 42 und
der piezoelektrischen Platte 43, die zu der piezoelektrischen
Platte 42 nach unten benachbart ist, zwischen der piezoelektrischen
Platte 43 und der piezoelektrischen Platte 44,
die nach unten zu der piezoelektrischen Platte 43 benachbart
ist, und auf der unteren Fläche
der piezoelektrischen Platte 44 vorgesehen.
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In
einer Modifikation können
viele gemeinsame Elektroden 34 jeweils mit einer Form größer als die
einer Druckkammer 10, so daß das projizierte Bild von
jeder gemeinsamen Elektrode, das entlang der Dicke der gemeinsamen
Elektrode projiziert ist, die Druckkammer enthält, für jede Druckkammer 10 vorgesehen
werden. In einer anderen Modifikation können viele gemeinsame Elektroden 34 jeweils
mit einer Form etwas kleiner als die einer Druckkammer 10,
so daß das
Projektionsbild von jeder gemeinsamen Elektrode, das entlang der
Dicke der gemeinsamen Elektrode projiziert ist, in der Druckkammer
enthalten ist, für
jede Druckkammer 10 vorgesehen werden. Somit braucht die
gemeinsame Elektrode 34 nicht immer eine einzelne leitende
Platte zu sein, die auf der Gesamtheit der Fläche einer piezoelektrischen
Platte gebildet ist. Bei den obigen Modifikationen müssen jedoch
alle gemeinsamen Elektroden elektrisch miteinander verbunden sein,
so daß der Abschnitt,
der zu jeder Druckkammer 10 gehört, auf dem gleichen Potential
ist.
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Wie
in 10B dargestellt ist, weist jede individuelle Elektrode 35 eine
nahezu rhombische Form mit einer Länge von 850 μm und einer
Breite von 250 μm
in der Draufsicht auf, im wesentlichen gleich zu der der Druckkammer 10,
wie in 5 dargestellt ist. Die individuelle Elektrode 35 enthält darin einen
Hauptelektrodenabschnitt 35a gegenüber der Druckkammer 10 und
einen Verbindungsabschnitt 35b, der sich von einer spitzen
Ecke des Hauptelektrodenabschnittes 35a so erstreckt, daß er dem Wandabschnitt 22a gegenüber ist
und nicht der Druckkammer 10 gegenüber ist. Ein kreisförmiger Anschlußfleck 36 mit
einem Durchmesser von ungefähr
160 μm ist
auf dem Ende des Verbindungsabschnittes 35b entgegengesetzt
zu dem Hauptelektrodenabschnitt 35a vorgesehen. Der Anschlußfleck 36 ist
aus z.B. Gold mit Glasfritte hergestellt. Der Anschlußfleck 36 ist
elektrisch mit der individuellen Elektrode 35 verbunden.
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Wie
in 10A und 5 dargestellt ist, wenn entlang
der Dicke der piezoelektrischen Platten 41–44 gesehen
wird, ist das Projektionsbild des Hauptelektrodenabschnittes 35a einer
jeden individuellen Elektrode 35 in der entsprechenden
Druckkammer 10 enthalten, das Projektionsbild des Anschlußflecks 36 ist
jedoch nicht in der Druckkammer 10 enthalten. Sowohl der
Anschlußfleck 36 als
auch der Verbindungsabschnitt 35b einer jeden individuellen
Elektrode 35 sind dem Wandabschnitt 22a gegenüber.
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Die
gemeinsame Elektrode 34 ist, wie in 10A dargestellt
ist, mit einer Masseelektrode 38 verbunden, wie in 5 dargestellt
ist, durch ein nicht dargestelltes Durchgangsloch, das in der piezoelektrischen
Platte 41 gebildet ist. Jede Masseelektrode 38 ist
auf der oberen Fläche
der piezoelektrischen Platte 41 gebildet. Die FPC 50 enthält darin nicht
nur Leitungsmuster 53, wie später beschrieben wird (siehe 11A bis 11C),
sondern auch nicht dargestellte Leitungsmuster als Drähte zur
Erdung. Wenn nicht dargestellte Masseanschlüsse, die in den letzteren Leitungsmustern
vorgesehen sind, mit den entsprechenden Masseelektroden 38 verbunden
sind, wird die gemeinsame Elektrode 34, die mit den Masseelektroden 38 verbun den
ist, auf dem Massepotential in dem Bereich entsprechend zu allen
Druckkammern 10 gehalten.
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Als
nächstes
wird das Antreiben der Betätigungseinheit 21 dieser
Ausführungsform
beschrieben. Die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 der
Betätigungseinheit 21 sind
in ihrer Dicke polarisiert worden. Daher wird eine individuelle
Elektrode 35 auf ein Potential unterschiedlich von dem
der gemeinsamen Elektrode 34 zum Anlegen eines elektrischen
Feldes an die piezoelektrische Platte 41 in der Polarisation gesetzt,
der Abschnitt der piezoelektrischen Platte 41, an den das
elektrische Feld angelegt worden ist, wirkt als ein aktiver Abschnitt,
und der Abschnitt ist fertig zum Expandieren oder Kontrahieren in
der Dicke, d.h. in Schichten und zum Kontrahieren oder Expandieren
senkrecht zu der Dicke, d.h. in einer Ebene durch den transversalen
piezoelektrischen Effekt. Da andererseits die verbleibenden drei
piezoelektrischen Platten 42 bis 44 inaktive Schichten
sind, die keine Bereiche aufweisen, die zwischen der individuellen
Elektrode 35 und der gemeinsamen Elektrode 34 eingeschlossen
sind, können
sie sich nicht in sich selbst verformen. Das heißt, die Betätigungseinheit 21 weist
eine sogenannte unimorphe Struktur auf, in der die obere, d.h. von
der Druckkammer 10 entfernte eine piezoelektrische Schicht 41 eine
Schicht ist, die aktive Abschnitte enthält und die unteren, d.h. näher zu den
Druckkammern 10 drei piezoelektrischen Platten 42 bis 44 inaktive
Schichten sind.
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Wenn
daher der Treiber-IC 80 so gesteuert wird, daß ein elektrisches
Feld in die gleiche Richtung wie die Polarisation erzeugt wird,
und eine individuelle Elektrode 35 auf ein positives oder
negatives vorbestimmtes Potential relativ zu der gemeinsamen Elektrode 34 gesetzt
wird, zieht sich der aktive Abschnitt in der piezoelektrischen Platte 41,
der von der indi viduellen und der gemeinsamen Elektrode 35 und 34 eingeschlossen
ist, in einer Ebene zusammen, während
sich die piezoelektrischen Platten 42 bis 44 nicht
in sich selbst zusammenziehen. Zu dieser Zeit ist, wie in 10A dargestellt ist, die unterste Fläche der
piezoelektrischen Platten 41 bis 44 an der oberen Fläche der
Trennwände,
die die Druckkammern 10 unterteilen, die in der Hohlraumplatte 22 gebildet sind,
befestigt, als Resultat werden die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 in
eine konvexe Form zu der entsprechenden Druckkammer 10 durch
Kontrahieren in einer Ebene durch den transversalen piezoelektrischen
Effekt verformt, was unimorphe Verformung genannt wird. Daher wird
das Volumen der Druckkammer 10 verringert zum Ansteigen
des Druckes der Tinte. Die Tinte wird dadurch durch die entsprechende
Tintenausstoßöffnung 8 ausgestoßen. Danach,
wenn die individuelle Elektrode 35 zu dem ursprünglichen
Potential zurückkehrt,
kehren die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 zu
der ursprünglichen
flachen Form zurück,
und die Druckkammer 10 kehrt ebenfalls zu ihrem ursprünglichen
Volumen zurück.
Somit saugt die Druckkammer 10 Tinte darin durch den entsprechenden
Verteilerkanal 5 an.
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Bei
einem anderen Treiberverfahren werden alle individuellen Elektroden 35 zuvor
auf ein Potential unterschiedlich von dem der gemeinsamen Elektrode 34 gesetzt,
so daß sich
die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 in konvexe
Formen zu den entsprechenden Druckkammern 10 verformen.
Wenn eine Ausstoßanforderung
ausgegeben wird, wird die entsprechende individuelle Elektrode 35 einmal
auf das gleiche Potential wie das der gemeinsamen Elektrode 34 gesetzt.
Danach wird zu einem vorbestimmten Zeitpunkt die individuelle Elektrode 35 wieder
auf das unterschiedliche Potential zu dem der gemeinsamen Elektrode 34 gesetzt.
In diesem Fall kehren zu dem Zeitpunkt, zu dem die individuelle
Elektrode 35 auf das gleiche Potential wie das der gemeinsamen
Elektrode 34 gesetzt wird, die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 zu
ihren ursprünglichen
Formen zurück.
Die entsprechende Druckkammer 10 wird dadurch im Volumen
von ihrem anfänglichen
Zustand, d.h. dem Zustand, in dem die Potentiale der beiden Elektroden voneinander
unterschiedlich sind, erhöht,
so daß Tinte
von dem entsprechenden Verteilerkanal 5 in die Druckkammer 10 angesaugt
wird. Danach werden zu dem Zeitpunkt, zu dem die individuelle Elektrode 35 wieder
auf das unterschiedliche Potential zu dem der gemeinsamen Elektrode 34 gesetzt
wird, die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 in
eine konvexe Form zu der Druckkammer 10 verformt. Das Volumen
der Druckkammer 10 wird dadurch verringert und der Druck
von Tinte in der Druckkammer 10 erhöht sich zum Ausstoßen von
Tinte.
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In
dem Fall, daß die
Polarisation in der umgekehrten Richtung zu dem elektrischen Feld
auftritt, das an die piezoelektrische Platte 41 angelegt
wird, ist der aktive Abschnitt in der piezoelektrischen Platte 41,
der von der individuellen und der gemeinsamen Elektrode 35 und 34 eingeschlossen
ist, bereit, sich senkrecht zu der Polarisation zu verlängern. Als
Resultat werden die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 in
eine konkave Form zu der Druckkammer 10 durch den transversalen
piezoelektrischen Effekt verformt. Dadurch wird das Volumen der
Druckkammer 10 zum Ansaugen von Tinte aus dem Verteilerkanal 5 vergrößert. Wenn
danach die individuelle Elektrode 35 zu ihrem ursprünglichen
Potential zurückkehrt,
kehren die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 ebenfalls
zu ihrer ursprünglichen
flachen Form zurück.
Die Druckkammer 10 kehrt daher zu ihrem ursprünglichen
Volumen zurück
zum Ausstoßen
von Tinte durch die Tintenausstoßöffnung 8.
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Wie
in 11A dargestellt ist, enthält die FPC 50 darin
einen Basisfilm 51, Leitungsmuster 53, die auf
der unteren Fläche
des Basisfilmes 51 gebildet sind, und einen Abdeckfilm 52,
der im wesentlichen die Gesamtheit der unteren Fläche des
Basisfilmes 51 abdeckt. Der Basisfilm 51 weist
eine Dicke von ungefähr
25 μm auf.
Jedes leitende Muster 53 weist eine Dicke von ungefähr 9 μm auf. Der
Abdeckfilm 52 weist eine Dicke von ungefähr 20 μm auf. Durchgangslöcher 52a jeweils
mit einer Fläche
kleiner als die eines Leitungsmusters 53 sind in dem Abdeckfilm 52 so
gebildet, daß sie
den entsprechenden Leitungsmustern 53 entsprechen. Der
Basisfilm 51, die Leitungsmuster 53 und der Abdeckfilm 52 werden in
Schichten gesetzt, wobei sie so zueinander positioniert sind, daß das Zentrum
eines jeden Durchgangsloches 52a dem Zentrum eines Leitungsmusters 53 entspricht
und die Randkante eines jeden Leitungsmusters 53 mit dem
Abdeckfilm 52 bedeckt ist. Ein Anschluß 54 der FPC 50 ist
mit dem entsprechenden Leitungsmuster 53 durch das Durchgangsloch 52a verbunden.
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Einer
des Basisfilmes 51 und des Abdeckfilmes 52 ist
aus einem isolierenden Plattenmaterial hergestellt. Bei dieser Ausführungsform
ist der Basisfilm 51 aus Polyimidharz hergestellt. Der
Abdeckfilm 52 ist aus einem lichtempfindlichen Material
hergestellt. Da der Abdeckfilm 52 aus einem lichtempfindlichen
Material hergestellt ist, kann eine große Zahl von Durchgangslöchern 52a leicht
gebildet werden.
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Jedes
Leitungsmuster 53 ist aus einer Kupferfolie hergestellt.
Die Leitungsmuster 53 sind Drähte, die mit dem Treiber IC 80 verbunden
sind und in ein vorbestimmtes Muster auf der unteren Fläche des Basisfilmes 51 hergestellt
sind.
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Jeder
Anschluß 54 ist
aus einem leitenden Material wie Nickel hergestellt. Der Anschluß 54 ist
in das entsprechende Durchgangsloch 52a gesteckt und bedeckt
die untere Fläche
des Abdeckfilmes 52 an der Randkante um das Durchgangsloch 52a.
Der Anschluß 54 steht
zu der piezoelektrischen Platte 41 vor. Der Anschluß 54 weist
einen Durchmesser von ungefähr
50 μm und
eine Dicke von ungefähr
30 μm von
der unteren Fläche
des Abdeckfilmes 52 auf.
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Die
FPC 50 enthält
darin eine große
Zahl von Anschlüssen 54,
von denen jeder einem Anschlußfleck 36 entspricht
(siehe 10A und 10B). Daher
ist jede individuelle Elektrode 35, die elektrisch mit
dem entsprechenden Anschlußfleck 36 verbunden
ist, elektrisch mit dem Treiber IC 80 durch ein unabhängiges Leitungsmuster 53 in
der FPC 50 verbunden. Somit kann das Potential einer jeden
Druckkammer 10 unabhängig
gesteuert werden.
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Als
nächstes
wird ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Kopfhauptkörpers 1a des Tintenstrahlkopfes 1 beschrieben.
Um einen Kopfhauptkörper 1a herzustellen,
werden im allgemeinen eine Tintendurchgangseinheit 4 und
eine Betätigungseinheit 21 getrennt
parallel hergestellt und dann miteinander verbunden.
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Zum
Herstellen einer Tintendurchgangseinheit 4 wird jede von
Platten 22 bis 30, die die Tintendurchgangseinheit 4 darstellen
sollen, unter Benutzung eines bemusterten Fotoresists als eine Maske zum
Bilden von Öffnungen
und Ausnehmungen, wie in 6 und 8 dargestellt
ist, in den Platten 22 bis 30, geätzt. Danach
werden die neuen Platten 22 bis 30 in Schichten
gelegt, wobei ein Klebstoff dazwischen eingefügt wird, so daß ein Tintendurchgang 32,
wie in 6 dargestellt ist, darin gebildet wird. Die Platten 22 bis 30 werden
somit miteinander zum Bilden einer Tintendurchgangseinheit verbunden.
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Zum
Herstellen einer Betätigungseinheit 21 wird
zuerst eine leitende Paste, die eine gemeinsame Elektrode 34 werden
soll, in einem Muster auf einen Grünling aus einem Keramikmaterial,
der eine piezoelektrische Platte 42 werden soll, gedruckt.
Danach werden vier piezoelektrische Platten 41 bis 44 in Schichten
gelegt, wobei sie zueinander positioniert werden, indem eine Spannvorrichtung
benutzt wird. Die so erhaltene geschichtete Struktur wird bei einer vorbestimmten
Temperatur gebacken. Die gebackene geschichtete Struktur ohne individuelle
Elektrode 35 wird dann mit der Tintendurchgangseinheit 4 mit einem
Klebstoff derart verbunden, daß die
piezoelektrische Platte 44 in Kontakt mit der Hohlraumplatte 42 ist.
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Danach
wird eine leitende Paste, die die individuellen Elektroden werden
soll, in einem Muster auf einer Oberfläche der piezoelektrischen Platte 41 gedruckt.
Weiter wird eine leitende Paste, die die Anschlußflecke 36 werden
soll, in einem Muster auf ein Ende der leitenden Paste gedruckt,
die die individuelle Elektrode 35 werden soll, genauer
auf ein Ende des Verbindungsabschnittes 35b einer jeden
individuellen Elektrode 35 (siehe 10A und 10B). Danach werden durch einen Backprozeß die Pasten gesintert.
Dadurch werden individuelle Elektroden 35 auf der Oberfläche der
piezoelektrischen Platte 41 gebildet, und weiter wird ein
Anschlußfleck 36 auf
einem Ende des Verbindungsabschnittes 35b von jeder individuellen
Elektrode 35 gebildet.
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Danach
werden zum Liefern von elektrischen Signalen zu den individuellen
Elektroden 35 Anschlüsse
einer FPC 50 mit den entsprechenden Anschlußflecken 36 verbunden.
Weiter wird durch einen vorbestimmten Prozeß die Herstellung eines Tintenstrahlkopfes 1 beendet.
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Als
nächstes
wird ein Prozeß zum
Verbinden eines Anschlusses mit einem Anschlußfleck bei einem Herstellungsverfahren
eines Tintenstrahlkopfes gemäß einem
Beispiel unter Bezugnahme auf 11A bis 11D beschrieben. 11A bis 11C stellen einen Prozeß zum Verbinden eines Anschlusses
mit einem Anschlußfleck
dar in der Reihenfolge der Schritte. 11B ist
eine Draufsicht entsprechend zu 10B,
die eine Belegungsfläche eines
Epoxidharzes in dem Zustand von 11C darstellt.
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Zuerst
wird, wie in 11A dargestellt ist, ein Lötmittel 60 mit
einer Dicke von ungefähr
7 bis 8 μm
so vorgesehen, daß die
Gesamtheit einer Oberfläche
des Anschlusses 54 bedeckt wird. Danach wird die FPC 50 mit
den Anschlüssen 54 einem
Epoxidharz 62 gegenübergesetzt,
das auf eine Oberfläche
eines flachen Teiles 64 angebracht ist, und dann wird jeder
Anschluß 54 auf
das flache Teil 64 so gepreßt, daß das Epoxidharz 62 dazu übertragen
wird. Dadurch haftet, wie in 11B dargestellt
ist, das Epoxidharz 62 mit einem Durchmesser von ungefähr 0,1 mm
an der Oberfläche
des Lötmittels 60.
Das Epoxidharz 62 in 11A weist
bevorzugt eine Dicke von 10 μm
auf, und ungefähr
60 bis 70% der Dicke des Epoxidharzes 62 wird zu der Oberfläche des
Lötmittels 60 übertragen,
obwohl das von der Benetzbarkeit abhängt.
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Danach
wird, wobei jeder Anschluß 54 entsprechend
dem Anschlußfleck 36 positioniert
ist, die FPC 50 nahe zu der piezoelektrischen Platte 41 gebracht
und dann in einer Richtung so gepreßt, daß der Anschlußfleck 36 und
der Anschluß 54 nahe
zueinander kommen. Bei diesem Preßprozeß kommt zuerst das Epoxidharz 62 in
Kontakt mit der Oberfläche
des Anschlußflecks 36.
Beim Voranschreiten des Preßprozesses
bewegt sich das Epoxidharz 62 senkrecht zu einer Richtung,
in der der Anschlußfleck 36 und
der Anschluß 54 einander
gegenüber
sind, d.h. horizontal in 11B,
und dann wird das Epoxidharz 62 aus der Lücke zwischen
dem Anschlußfleck 36 und
dem Anschluß 54 ausgegeben.
Dadurch verteilt sich das Epoxidharz 62 auf den Verbindungsabschnitt 35b der
Oberflächenelektrode 35 und
umgibt den Anschlußfleck 36,
den Anschluß 54 und
das Lötmittel 60,
wie in 11C und 11D dargestellt
ist. Das Epoxidharz 62 verbindet den Abdeckfilm 52 der FPC 50 mit
der piezoelektrischen Platte 41. Folglich wird das Lötmittel 60 in
der Lücke
zwischen dem Anschlußfleck 36 und
dem Anschluß 54 vorgesehen, während das
Epoxidharz 62 in einem Bereich um den Anschlußfleck 36 und
den Anschluß 54 vorgesehen wird,
wobei die beiden miteinander verbunden werden. Das heißt, nur
das Lötmittel 60 ist
zwischen dem Anschlußfleck 36 und
dem Anschluß 54 eingefügt, so daß der Anschlußfleck 36 und
der Anschluß 54 in Kontakt
miteinander kommen, so daß sie
elektrisch miteinander durch das Lötmittel 60 verbunden
sind.
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Danach
wird zum Beispiel ein nicht dargestellter Keramikheizer auf der
Oberfläche
des Basisfilmes der FPC 50 zum Erwärmen vorgesehen. Zu dieser
Zeit härtet
das Epoxidharz 62 in Wärme
aus, wobei das erwärmte
Harz zu einem Grad erweicht wird, das es verarbeitet werden kann,
weiter härtet das
erwärmte
Harz durch eine chemische Reaktion aus, und das einmal erhärtete Harz
wird nie wieder weich, selbst wenn es erwärmt wird. Wenn das Lötmittel 60 startet
zu schmelzen, indem es erwärmt wird,
wird das Expoxidharz 62 kaum gehärtet und in einem weichen Zustand.
Das Epoxidharz 62 wird kaum mit Wärme verformt und im wesentlichen
in dem Zustand gehalten, wie in 11C und 11D dargestellt ist. Danach wird das Epoxidharz 62,
nachdem es weiter erwärmt
worden ist, im wesentlichen in den gleichen Zu stand wie in 11C und 11D, da
das Epoxidharz 62 ebenfalls die Viskosität aufweist.
Das heißt,
das Epoxidharz 62 wird vollständig gehärtet in dem Zustand, wobei
der Abdeckfilm 52 und die piezoelektrische Platte 41 verbunden
sind und die Ränder
des Lötmittels
bedeckt sind, das den Anschlußfleck 36 und
den Anschluß 54 verbindet.
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Das
Epoxidharz 62 und das Lötmittel 60 werden
nicht miteinander bei dem Wärmeprozeß gemischt.
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12 stellt
eine Modifikation des Prozesses zum Verbinden eines Anschlusses
mit einem Anschlußfleck
bei dem Herstellungsverfahren des Tintenstrahlkopfes gemäß dem oben
beschriebenen Beispiel dar. 12 ist
eine Teilschnittansicht entsprechend zu 11B.
Bei dem oben beschriebenen Beispiel haftet, wie in 11B dargestellt ist, das Epoxidharz 62 an
der Oberfläche
des Lötmittels 60. Bei
dieser Modifikation haftet jedoch das Epoxidharz 62 nicht
an der Oberfläche
des Lötmittels 60 sondern an
der Oberfläche
des Anschlußflecks 36.
Selbst in dem Fall des Ausführens
des Preß-
und Erwärmprozesses
in dem Zustand von 12 wird der gleiche Zustand
wie in 11C und 11D des
oben beschriebenen Beispieles als ein Resultat erhalten.
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Wie
oben beschrieben wurde, kann bei dem Tintenstrahlkopf 1 dieses
Beispieles, da der Zwischenverbindungsabschnitt zwischen jedem Anschlußfleck 36 und
dem entsprechenden Anschluß 54 in
einem Bereich ist, der nicht der entsprechenden Druckkammer 10 gegenüber ist,
Behinderung der Verformung des piezoelektrischen Elementes der Betätigungseinheit 21,
d.h. der piezoelektrischen Platten 41 bis 44 unterdrückt werden.
Daher wird, da das Volumen von jeder Druckkammer 10 effektiv
verrin gert wird, das Problem der Verschlechterung der Tintenausstoßleistung
erleichtert.
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Da
weiter das Lötmittel 60 mit
dem Epoxidharz 62 bedeckt ist, das Fluidität niedriger
als die eines metallischen Materials wie das Lötmittel 60 aufweist,
selbst wenn es erwärmt
ist, kann die Bewegung des Lötmittels 60 unterdrückt werden.
Da zusätzlich
das Epoxidharz 62 zu der Außenseite des Verbindungsabschnittes 35b der
Oberflächenelektrode 35 ausgebreitet
ist und den Anschlußfleck 36,
den Anschluß 54 und
das Lötmittel 60 umgibt
(siehe 11C und 11D),
werden solche Probleme wie die Behinderung der Verformung des piezoelektrischen
Elementes, des Anstieges des Widerstandes und des Brechens erleichtert,
die auftreten können, wenn
das Lötmittel 60 an
dem Hauptelektrodenabschnitt 35a der individuellen Elektroden 35 anhaftet, und
ebenfalls ein Kurzschluss zwischen Anschlüssen, der auftreten kann, wenn
das Lötmittel 60 an den
benachbarten Anschluß zwischen
Verbindungsabschnitten anhaftet.
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In
dem Fall des Benutzens nur von Lötmittel von
dem Gesichtspunkt der Verbindungsstärke ist es notwendig, relativ
das Gebiet des Zwischenverbindungsabschnittes zwischen einem Anschluß und einer
Elektrode zu vergrößern, oder
den Betrag des Benutzens von Lötmittel
zu vergrößern. Jedoch
sind beide Maßnahmen
des Vergrößerns des
Zwischenverbindungsabschnittes zwischen einem Anschluß und einer
Elektrode und des Vergrößern des
Betrages der Benutzung von Lötmittel
nachteilig für
eine hochdichte Anordnung von Druckkammern. Solch eine hochdichte
Anordnung von Druckkammern ist eine kürzliche Anforderung für Tintenstrahlköpfe, und daher
gibt es eine Tendenz, daß die
Zwischenverbindungsabschnitte zwischen Elektroden, die entsprechend
zu den entsprechenden Druckkammern vorgesehen sind, und Anschlüssen einer
gedruckten Leiterplatte in schmalen In tervallen angeordnet sind. Im
Fall solch eines schmalen Intervalls zwischen Verbindungsabschnitten
ist es schwierig, das Gebiet eines jeden Zwischenverbindungsabschnittes
zu vergrößern. Andererseits
können
in dem Fall des Vergrößern des
Betrages des Benutzens von Lötmittel die
Probleme wie Behinderung der Verformung des piezoelektrischen Elementes,
des Anstieges des Widerstandes, des Brechens und eines Kurzschlusses bemerkenswert
werden.
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Bei
diesem Beispiel jedoch kann, da das Epoxidharz 62 den Anschlußfleck 36,
den Anschluß 54 und
das Lötmittel 60 umgibt,
eine ausreichende Verbindungsstärke
sichergestellt werden, selbst wenn die Verbindungsfläche zwischen
dem Anschlußfleck 36 und
dem Anschluß 54 relativ
klein gemacht ist oder der Betrag des Benutzens von Lötmittel 60 relativ
wenig gemacht ist. Das heißt,
in dieser Ausführungsform
erfüllt
geeignet die kürzliche
Anforderung an eine hochdichte Anordnung der Druckkammern, d.h.
selbst in dem Fall, daß die
Druckkammern 10 in einer Matrix in einer Ebene der Tintendurchgangseinheit 4 angeordnet
sind, wie bei dieser Ausführungsform,
so daß die
Druckkammern 10 hochdicht angeordnet werden.
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Da
das Epoxidharz 62 in einem Bereich vorgesehen ist, der
keiner Druckkammer 10 gegenüber ist, kann die Behinderung
der Verformung des piezoelektrischen Elementes der Betätigungseinheit 21, d.h.
der piezoelektrischen Platten 41 bis 44 sicherer unterdrückt werden.
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Wie
in 11C und 11D dargestellt
ist, ist das Epoxidharz 62 nur in der Nachbarschaft des Anschlußflecks 36 vorgesehen
und haftet nicht mehr an der piezoelektrischen Platte 41 und
der individuellen Elektrode 35 als notwendig ist. Dieses
ist geeignet von dem Gesichtspunkt des Unterdrückens der Behinderung der Verformung
des piezoelektrischen Elementes der Betätigungseinheit 21,
d.h. der piezoelektrischen Platten 41 bis 44,
und des ökonomischen
Gesichtspunktes des Unterdrückens
des Betrages der Benutzung von dem Material.
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Da
das wärmehärtende Epoxidharz 62 benutzt
wird, kann das Epoxidharz 62 mit Wärme in einem Zustand gehärtet werden,
in dem das Epoxidharz 62 die gesamte äußere Oberfläche des Lötmittels 60 bedeckt.
Das heißt,
wenn das Lötmittel 60 geschmolzen
wird, indem es erwärmt
wird, so daß es eine
hohe Fluidität
aufweist, ist das Epoxidharz 62 in einem weichen Zustand
zum Unterdrücken
des Flusses des Lötmittels 60.
Das Epoxidharz 62 wird dann gehärtet. Dieses unterdrückt sicher
die Bewegung des Lötmittels 60 von
der Nähe
des Anschlußflecks 36 und
verbessert weiter die Verbindungsstärke zwischen dem Anschluß und der
Elektrode.
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Im
allgemeinen in dem Fall des Benutzens nur von Lötmittel muß Flußmittel benutzt werden. In dem
Fall des Benutzens des Epoxidharzes 62 wie bei dieser Ausführungsform
wird jedoch nicht, da das Epoxidharz 62 dazu neigt, einen
kleinen Betrag von Ingredienzien zu enthalten, die ähnlich wie
das Flußmittel
funktionieren, Flußmittel
nötig.
Dieses ist bequem, ökonomisch
und umweltmäßig.
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Da
Druckkammern 10 in einer Matrix in einer Ebene der Tintendurchgangseinheit 4 angeordnet sind,
kann eine große
Zahl von Düsen
mit einer hohen Dichte vorgesehen werden, und daher wird Bilddrucken
mit hoher Auflösung
möglich.
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In 11A bis 11C und 12 ist
eine der Oberflächen
des Anschlusses 54 und des Anschlußfleckens 36 glatt.
In der Praxis jedoch sind mindestens kleine Unebenheiten in der
Höhe allge mein
entweder auf den Oberflächen
des Anschlusses 54 und des Anschlußflecks 36 aus Gründen des Prozesses
gebildet. Daher ist es schwierig, eine große Zahl von Anschlüssen 54 der
FPC 50 und eine große
Zahl von Anschlußflecken 36 der
Betätigungseinheit 21 in
sicheren Kontakt miteinander zu bringen durch gleichmäßiges Pressen
der FPC 50 und der Betätigungseinheit 21 aufeinander,
so daß die
FPC 50 und die Betätigungseinheit 21 nahe
zueinander gebracht werden. Aus diesem Grund ist in diesem Beispiel
das Lötmittel 60 in
die schmale Lücke
zwischen dem Anschluß 54 und
dem Anschlußfleck 36 in
jedem Paar eingefügt,
so daß die
elektrische Verbindung zwischen ihnen sicher ist.
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Bei
dem Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform kann, da der Zwischenverbindungsabschnitt
zwischen dem Anschluß 54 und
dem Anschlußfleck 36 in
einem Bereich vorgesehen ist, der keiner Druckkammer 10 gegenüberliegt,
die Kraft zum Pressen des Anschlusses 54 auf den Anschlußfleck 36 wirksam
im Vergleich mit einem Fall übertragen
werden, in dem der Zwischenverbindungsabschnitt in einem Bereich
ist, der einer Druckkammer 10 gegenüberliegt. Dieses macht es leicht,
den Anschluß 54 und
den Anschlußfleck 56 miteinander
zu verbinden.
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Bei
dem Herstellungsverfahren dieses Beispieles wird der Preßprozeß ausgeführt, nachdem das
Lötmittel 60 und
das Epoxidharz 62 zwischen dem Anschluß 54 und dem Anschlußfleck 36 in
der Reihenfolge des Lötmittels 60 und
des Expoxidharzes 62 von der oberen Seite vorgesehen ist.
Dadurch kann vor dem Wärmeprozeß der Zustand,
wie er in 11C und 11D dargestellt
ist, leicht realisiert werden, worin das Epoxidharz 62 aus
der Lücke
zwischen dem Anschluß 54 und
dem Anschlußfleck 36 ausgegeben
worden ist und die äußere Oberfläche des
Lötmittels 60 bedeckt.
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Als
nächstes
wird ein Tintenstrahlkopf gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 13A bis 13C beschrieben. 13A und 13B stellen einen
Prozeß zum
Verbinden eines Anschlusses mit einem Anschlußfleck in der Reihenfolge der
Schritte dar. 13C ist eine Draufsicht entsprechend
zu 10B, die ein Belegungsgebiet eines Epoxidharzes
in dem Zustand von 13B darstellt. Diese Modifikation
ist die gleiche wie die oben beschriebene Ausführungsform mit der Ausnahme
der Form des Epoxidharzes 62, und somit wird die Beschreibung der
gleichen Merkmale weggelassen.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist das Epoxidharz 62, wie in 13A dargestellt
ist, nur in einem Bereich zwischen dem Anschlußfleck 36 und der
entsprechenden Druckkammer vorgesehen (siehe 10A),
bevor der Anschluß 54 auf
den Anschlußfleck 36 gepreßt wird.
Bei dieser Modifikation ist der Zustand, nachdem der gleiche Verarbeitungsprozeß wie oben
beschrieben wurde ausgeführt
ist, in 13B und 13C dargestellt.
Das heißt,
das Epoxidharz 62 bedeckt nur einen Teil des Lötmittels 60, genauer
nur einen Abschnitt des Lötmittels 60 zwischen
dem Anschlußfleck 36 und
der Druckkammer 10 (siehe 10A).
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Bei
dieser Ausführungsform
kann die Kraft, die zum Ausbreiten des Expoxidharzes 62 notwendig ist,
schwach im Vergleich mit der in der oben beschriebenen Ausführungsform
sein. Daher kann der Anschluß 54 mit
dem Anschlußfleck 36 durch
eine relativ schwache Preßkraft
verbunden werden. Dieses macht die Verbindungstätigkeit leicht.
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Wenn
eine übermäßige Preßkraft auf
die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 ausgeübt wird,
die die Betätigungseinheit 21 darstellen,
kann dieses die Tintenausstoßleistung
behindern. Diese Modifikation kann jedoch das Problem lösen.
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Da
weiter das Epoxidharz 62 Bewegung des geschmolzenen Lötmittels 60 zu
dem Hauptelektrodenabschnitt 35a der individuellen Elektrode 35 unterdrücken kann,
werden Probleme wie Behinderung der Verformung des piezoelektrischen
Elementes, Anstieg des Widerstandes und Bruch erleichtert. Von dem
Gesichtspunkt des Erleichterns des Problems eines Kurzschlusses
zusätzlich
zu dem oben beschriebenen Problem ist es jedoch bevorzugt, daß sich das
Epoxidharz 62 zu der Außenseite des Verbindungsabschnittes 35b ausbreitet,
und den Anschlußfleck 36,
den Anschluß 54 und
das Lötmittel 60 zu
umgeben wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform.
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Das
Epoxidharz 62 kann mindestens einen Teil des Lötmittels 60 bedecken.
Der Abschnitt des Lötmittels 60,
der mit dem Epoxidharz 62 zu bedecken ist, kann geeignet
modifiziert werden. Wenn zum Beispiel das Epoxidharz 62 nur
in einem Bereich zwischen benachbarten Verbindungsabschnitten zwischen
Anschlußfleck
und Anschluß vorgesehen ist,
kann ein Kurzschluß zwischen
den Anschlüssen unterdrückt werden,
obwohl der Effekt des Verhinderns der Behinderung der Verformung
des piezoelektrischen Elementes, Anstieg des Widerstandes und Bruch
nicht erzielt werden kann.
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Weiter
ist die Position, an der das Lötmittel 60 vor
dem Preßprozeß vorgesehen
wird, nicht auf die Gesamtheit der Oberfläche des Anschlusses 54 begrenzt,
wie in 11A dargestellt ist. Es kann
Teil der Oberfläche
des Anschlusses 54 sein. Weiter ist es nicht auf die Oberfläche des
Anschlusses 54 begrenzt. Es kann die Oberfläche des
Anschlußflecks 36 sein.
In diesem Fall ist das Epoxidharz 62 auf dem Lötmittel 60 vorgesehen,
d.h. auf der Seite nahe zu dem Anschluß 54.
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Wie
in 11C oder 13B dargestellt
ist, ist das Lötmittel 60 in
der Lücke
zwischen dem Anschlußfleck 36 und
dem Anschluß 54 und
in dem Bereich, der die Lücke
entlang des Randes des Anschlußflecks 36 und
des Anschlusses 54 überbrückt, vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Merkmal begrenzt.
Selbst wenn zum Beispiel das Lötmittel 60 nur
in der Lücke
zwischen dem Anschlußfleck 36 und
dem Anschluß 54 vorgesehen
ist, kann die elektrische Verbindung zwischen ihnen realisiert werden.
Wenn weiter alle Anschlüsse 54 sicher
in Kontakt mit den entsprechenden Anschlußflecken 36 in den
Preßprozeß gebracht
werden können,
kann das Lötmittel 60 nur
in dem Bereich vorgesehen sein, der die Lücke zwischen jedem Paar von
Anschlußfleck 36 und
Anschluß 54 entlang der
Ränder
des Anschlußfleckens 36 und
des Anschlusses 54 überbrückt. Selbst
in diesem Fall kann die elektrische Verbindung zwischen den Anschlußflecken 36 und
den Anschlüssen 54 realisiert
werden.
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Solange
das Lötmittel 60 daran
gehindert werden kann auszubreiten, braucht weiter das Epoxidharz 62 nicht
in Kontakt mit der Abdeckplatte 52 zu sein und braucht
nicht den Anschlußfleck 36,
den Anschluß 54 und
das Lötmittel 60 zu
umgeben. Wenn jedoch das Epoxidharz 62 in Kontakt mit der
Abdeckplatte 52 ist, wird die Verbesserung der Verbindung zwischen
dem Anschlußfleck 36 und
dem Anschluß 54 zusätzlich zu
dem Vorteil des Unterdrückens
der Probleme aufgrund der Bewegung des Lötmittels 60 erzielt,
wie oben beschrieben wurde.
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Weiterhin
kann das Epoxidharz 62 in einem Bereich gegenüber der
Druckkammer 10 vorgesehen sein. Von dem Gesichtspunkt des
Unterdrückens
der Behinderung der Verformung des piezoelektri schen Elementes der
Betätigungseinheit 21,
d.h. der piezoelektrischen Platten 41 bis 44,
ist jedoch das Expoxidharz 62 bevorzugt in einem Bereich
vorgesehen, der nicht zu der Verformung der piezoelektrischen Platten 41 bis 44 beiträgt, selbst
der Bereich gegenüber
der Druckkammer 10 oder in einem Bereich nicht gegenüber der
Druckkammer 10 wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform.
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Das
Epoxidharz 62 ist nur in der Nähe eines jeden Anschlußflecks 36 vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Merkmal begrenzt.
Zum Beispiel kann das Epoxidharz 62 an einer willkürlichen
Position in einem Bereich zwischen der FPC 50 und der piezoelektrischen
Platte 41 vorgesehen sein. Vom Gesichtspunkt des Unterdrückens der
Behinderung der Verformung des piezoelektrischen Elementes der Betätigungseinheit 21, d.h.
der piezoelektrischen Platten 41 bis 44 und von dem ökonomischen
Gesichtspunkt des Unterdrückens
des Betrages der Benutzung von Material ist es jedoch wünschenswert
für das
Expoxidharz 62, nur in der Nähe eines jeden Anschlußflecks 36 vorgesehen
zu sein.
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Weiter
kann anstelle des Epoxidharzes 62 ein anderes wärmehärtendes
Harz benutzt werden.
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Weiter
ist die metallische Verbindung zum elektrischen Verbinden des Anschlusses 54 und
des Anschlußflecks 36 nicht
auf das Lötmittel 60 begrenzt.
Verschiedene metallische Bindungen wie Zinn sind benutzbar. Das
wärmehärtende Harz
und die metallische Bindung, die bei der vorliegenden Erfindung
zu benutzen sind, müssen
Eigenschaften aufweisen, bei denen sich beide nicht miteinander mischen,
nachdem sie erwärmt
sind.
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Als
nächstes
wird eine Modifikation des Tintenstrahlkopfes gemäß der ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf 14A bis 14C beschrieben. 14A und 14B stellen einen Prozeß zum Verbinden eines Anschlusses
mit einem Anschlußfleck
in der Reihenfolge von Schritten dar. 14C ist
eine Draufsicht entsprechend zu 10B,
die ein Belegungsgebiet eines Expoxidharzes in dem Zustand von 14B darstellt. Diese Modifikation ist die gleiche
wie die oben beschriebene Ausführungsform
mit der Ausnahme des Benutzens eines Vorsprunges 162 anstelle
des Epoxidharzes 62, und somit wird die Beschreibung der
gleichen Merkmale weggelassen.
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Bei
dieser Modifikation ist, wie in 14A dargestellt
ist, ein Vorsprung 162 auf dem Verbindungsabschnitt 35b von
jeder individuellen Elektrode 35 gebildet, bevor der Anschluß 54 auf
den Anschlußfleck 36 gepreßt wird.
Wie in 14C dargestellt ist, erstreckt
sich der Vorsprung 162 zu der Außenseite des Verbindungsabschnittes 35b im
wesentlichen senkrecht zu einer Linie, die sich durch den Hauptelektrodenabschnitt 35a der
individuellen Elektrode 35 und den Anschlußfleck 36 erstreckt.
Der Vorsprung 162 kann aus einem wärmehärtenden Harz wie ein Epoxidharz
hergestellt sein oder kann aus einem anderen Material ungleich den
wärmehärtenden
Harzen hergestellt sein. Zusätzlich
kann der Vorsprung 162 aus einem anorganischen Material wie
Siliciumoxid und Siliciumnitrid hergestellt sein. Das heißt, verschiedene
Materialien können
zum Bilden des Vorsprunges 162 benutzt werden, solange das
Material eine niedrige Benetzbarkeit (Affinität) zu dem Lötmittel 60 aufweist,
das geschmolzen ist, wenn nicht die Verbindung zwischen dem Abdeckfilm 52 und
der piezoelektrischen Platte durch den Vorsprung 162 gewünscht wird.
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Nachdem
der Vorsprung auf dem Verbindungsabschnitt 35b gebildet
ist, wie in 14A dargestellt ist, werden
die Tintendurchgangseinheit 4 und die Betätigungseinheit 21 miteinander
derart verbunden, daß der
Anschlußfleck 36 und
der Vorsprung 162 in einem Bereich sind, der nicht der
entsprechenden Druckkammer 10 gegenüber ist. Danach wird das Lötmittel 60 auf
der Oberfläche
des Anschlusses 54 vorgesehen, wie oben beschrieben wurde,
und dann wird der Preßprozeß ausgeführt.
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Wie
aus 14A und 14B ersichtlich ist,
verformt sich der Vorsprung 162 nicht bei dem Preßprozeß.
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Wie
in 14B gezeigt ist, ist der Vorsprung 162 in
Kontakt mit der Abdeckplatte 52 der FPC 50 und
verbindet die Betätigungseinheit 21 und
die FPC 50. Diese Verbindung der Betätigungseinheit 21 und der
FPC 50 durch den Vorsprung 162 verstärkt die Bindekraft
zwischen ihnen. Der Vorsprung 162 braucht jedoch nicht
die Betätigungseinheit 21 und die
FPC 50 zu verbinden, sondern soll die Bewegung des Lötmittels 60,
das beim Löten
geschmolzen ist, zu dem Hauptelektrodenabschnitt 35a unterdrücken. Zum
Beispiel kann die Höhe
des Vorsprunges 162 kleiner als der Abstand zwischen dem
Abdeckfilm 52 und der piezoelektrischen Platte 41 sein,
der durch Kontakt des Anschlusses 54 und des Anschlußfleckes 36 gebildet
ist.
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Bei
dieser Modifikation unterdrückter
der Vorsprung 162 die Bewegung des Lötmittels 60 zu dem
Hauptelektrodenabschnitt 35a der individuellen Elektrode 35.
Daher wird wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Effekt des Erleichterns der
Probleme wie Behinderung von Verformung eines piezoelektrischen
Elementes, Anstieg des Widerstandes und Bruch erzielt.
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Da
der Vorsprung 162 sich über
den Verbindungsabschnitt 35b zu der Außenseite des Verbindungsabschnittes 35b im
wesentlichen senkrecht zu einer Linie erstreckt, die sich durch
den Hauptelektrodenabschnitt 35a und den Anschlußfleck 36 erstreckt,
kann die Bewegung des Lötmittels 60 zu
dem Hauptelektrodenabschnitt 35a der individuellen Elektrode 35 effektiv
unterdrückt
werden.
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Durch
geeignetes Ändern
der Höhe
oder der Position des Vorsprungs 162 kann der Effekt des
Unterdrückens
der Bewegung des Lötmittels 60 gesteuert
werden. Zum Beispiel kann der Vorsprung 162 so gebildet
sein, daß er
den Anschlußfleck 36,
den Anschluß 54 und
das Lötmittel 60 wie
das Epoxidharz 62 der ersten Ausführungsform umgibt.
-
Als
nächstes
wird ein Prozeß zum
Verbinden eines Anschlusses zu einem Anschlußfleck in einem Herstellungsverfahren
eines Tintenstrahlkopfes gemäß eines
Beispiels unter Bezugnahme auf 15A und 15B beschrieben. 15A und 15B stellen einen Prozeß zum Verbinden eines Anschlusses
mit einem Anschlußfleck
in der Reihenfolge von Schritten dar. Dieses Beispiel ist das gleiche
wie die oben beschriebene erste Ausführungsform mit der Ausnahme
des Verbindungsabschnittes zwischen einem Anschluß 54 und
einem Anschlußfleck 36,
und somit wird die Beschreibung der gleichen Merkmale weggelassen.
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Bei
diesem Beispiel wird eine ACP (anisotrope leitende Paste) 63 zum
Verbinden eines Anschlusses 54 mit einem Anschlußfleck 36 anstelle
der Benutzung des Lötmittels 60 und
des Epoxidharzes 62 benutzt.
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Wie
in 15A dargestellt ist, ist eine ACP 63 auf
einer Oberfläche
eines Anschlußfleckens 36 durch
zum Beispiel Über tragen
oder Drucken vorgesehen. Danach wird bei Positionieren eines jeden
Anschlusses 54 zu dem entsprechenden Anschlußfleck 36 die
FPC 50 nahe zu der piezoelektrischen Platte 41 gebracht
und dann in eine Richtung so gepreßt, daß der Anschlußfleck 36 und
der Anschluß 54 nahe zueinander
kommen. Bei diesem Preßprozeß kommt zuerst
die ACP 63 in Kontakt mit der Oberfläche des Anschlußflecks 36.
Im Fortschreiten des Preßprozesses
bewegt sich der meiste Teil der ACP 63 senkrecht zu einer
Richtung, in der der Anschlußfleck 63 und
der Anschluß 54 einander
gegenüber
sind, d.h. horizontal in 11B.
Dadurch bedeckt, wie in 15B dargestellt
ist, in der Nähe
des Anschlußflecks 36 der
meiste Teil der ACP 63 die Seitenfläche des Anschlusses 54 und
umgibt die Ränder
des Anschlußflecks 36 und
des Anschlusses 54. Auf der anderen Seite bleibt der verbleibende
Teil der ACP 63 in der schmalen Lücke zwischen dem Anschlußfleck 36 und
dem Anschluß 54,
und leitende Teilchen in der ACP 63 verbinden elektrisch
den Anschlußfleck 36 und
den Anschluß 54 miteinander.
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Danach
wird durch Ausführen
des gleichen Wärmeprozesses
wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform die wärmehärtende ACP 63 vollständig in
im wesentlichen den gleichen Zustand wie in 15B gehärtet, d.h.
in dem Zustand, in dem der oben beschriebene Preßprozeß beendet ist.
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Wie
oben beschrieben wurde wird bei diesem Beispiel die elektrische
Verbindung zwischen dem Anschlußfleck 36 und
dem Anschluß 54 durch die
ACP 63 realisiert. Somit können ohne Benutzung des Lötmittels 60 wie
bei der ersten Ausführungsform der
Anschluß 54 und
der Anschlußfleck 36 miteinander
nur durch eine einzelne Bindung der ACP 63 verbunden werden.
Dieses macht das Herstellen relativ leicht.
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Ebenfalls
bei diesem Beispiel wie bei der ersten Ausführungsform kann, da der Zwischenverbindungsabschnitt
zwischen jedem Anschlußfleck 36 und
dem entsprechenden Anschluß 54 in
einem Bereich ist, der nicht der entsprechenden Druckkammer 10 gegenüber ist,
das Behindern der Verformung der piezoelektrischen Platten 41 bis 44 unterdrückt werden.
Daher wird, da das Volumen einer jeden Druckkammer 10 effektiv
verringert werden kann, das Problem der Verschlechterung der Tintenausstoßleistung
erleichtert.
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Da
weiter die ACP 63 zum elektrischen Verbinden eines jeden
Anschlußflecks 36 mit
der im entsprechenden Anschluß 54 anstelle
der metallischen Bindung wie das Lötmittel 60 benutzt
wird, können die
Probleme wie Behinderung der Verformung eines piezoelektrischen
Elementes, Anstieg des Widerstandes und Bruch zusammen mit dem Problem
eines Kurzschlusses zwischen Anschlüssen erleichtert werden.
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Da
weiter die ACP 63 in einem Bereich vorgesehen ist, der
nicht der Druckkammer 10 gegenüber ist, kann die Behinderung
der Verformung des piezoelektrischen Elementes der Betätigungseinheit 21,
d.h. der piezoelektrischen Platten 41 bis 44 unterdrückt werden.
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Wie
weiter aus 15B ersichtlich ist, kann, da
die ACP 63 den Anschlußfleck 36 und
den Anschluß 54 umgibt,
eine ausreichende Verbindungsstärke
sichergestellt werden. Daher erfüllt
wie die erste Ausführungsform
diese Ausführungsform
ebenfalls geeignet die kürzliche
Anforderung einer hochdichten Anordnung von Druckkammern, d.h. selbst
in einem Fall, daß die
Druckkammern 10 in einer Matrix in einer Ebene der Tintendurchgangseinheit 4 angeordnet
sind, wie bei dieser Ausführungsform,
so daß die
Druckkammern 10 hochdicht angeordnet sind.
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Da
weiter die ACP 63, die leitende Teilchen enthält, benutzt
wird, selbst in einem Fall, daß Anschlüsse 54 nicht
sicher in Kontakt mit den entsprechenden Anschlußflecken 36 kommen,
wenn die FPC 50 nahe zu der piezoelektrischen Platte 41 gebracht
wird, ist die ACP 63 zwischen jedem Anschluß 54 und
dem entsprechenden Anschlußfleck 36 zum Realisieren
einer elektrischen Verbindung zwischen ihnen. Nebenbei, obwohl das
Lötmittel 60 auf
ungefähr
200°C erwärmt werden
muß zum
Schmelzen, reicht Erwärmen
auf ungefähr
100°C in
dieser Ausführungsform.
Dieses ist so, da die ACP 63 bei ungefähr 100°C aushärtet.
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Die
ACP 63 ist in der Lücke
zwischen dem Anschlußfleck 36 und
dem Anschluß 54 und
dem Bereich, der die Lücke
entlang der Ränder
des Anschlußflecks 36 und
des Anschlusses 54 überbrückt, vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Merkmal begrenzt.
Selbst wenn zum Beispiel die ACP 63 nur in der Lücke zwischen
dem Anschlußfleck 36 und
dem Anschluß 54 vorgesehen ist,
kann die elektrische Verbindung zwischen ihnen realisiert werden.
Wenn weiter alle die Anschlüsse 54 sicher
in Kontakt mit den entsprechenden Anschlußflecken 36 in den
Preßprozeß gebracht
werden können,
braucht die ACP 63 nur in dem Bereich vorgesehen zu sein,
der die Lücke
zwischen jedem Paar von Anschlußfleck 36 und
Anschluß 54 entlang
der Ränder
des Anschlußflecks 36 und
des Anschlusses 54 überbrückt. Selbst
in diesem Fall kann elektrische Verbindung zwischen den Anschlußflecken 36 und den
Anschlüssen 54 realisiert
werden.
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Die
ACP 63 braucht nicht den Anschlußfleck 36 und den
Anschluß 54 zu
umgeben und braucht nur einen Teil der Lücke zwischen ihnen zu bedecken.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Merkmal begrenzt,
daß die
ACP 63 nur in der Nähe eines
jeden Anschlußflecks 36 vorgesehen
ist. Zum Beispiel kann die ACP 63 an einer willkürlichen Position
in einem Bereich zwischen der FCP 50 und der piezoelektrischen
Platte 41 vorgesehen sein, wenn die Position in einem Bereich
ist, der nicht irgendeiner Druckkammer 10 gegenüber ist.
Von dem Gesichtspunkt des Unterdrückens der Behinderung der Verformung
des piezoelektrischen Elementes der Betätigungseinheit 21,
d.h, der piezoelektrischen Blätter 41 bis 44 und
von dem ökonomischen
Gesichtspunkt des Unterdrückens
des Betrages der Benutzung von dem Material ist es jedoch wünschenswert,
daß die
ACP 63 nur in der Nähe
eines jeden Anschlußflecks 36 vorgesehen
ist.
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Bei
diesem Beispiel wird die ACP 63 als Bindung benutzt. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Merkmal begrenzt.
Zum Beispiel sind verschiedene andere wärmehärtende Harze wie eine NCP (nichtleitende
Paste) benutzbar. In dem Fall des Benutzens eines wärmehärtenden
Harzes, z.B. einer NCP, die andere als die sind, die leitende Teilchen enthalten,
wie die ACP 63, darf jedoch keine Lücke zwischen irgendeinem Anschluß 54 und
dem entsprechenden Anschlußfleck 36 gebildet
sein, um sie in Kontakt miteinander zu bringen, und das Harz muß um sie
herum vorgesehen sein. In dem Falle des Enthaltens vieler Anschlüsse 54 und
vieler Anschlußflecke 36 wie
bei dieser Ausführungsform
ist es sehr schwierig in der Praxis, eine Lücke von irgendeinem Verbindungsabschnitt
zwischen ihnen zu beseitigen. Aus diesem Grund ist jeder Anschluß 54 bevorzugt aus
einem relativ weichen Material wie Gold hergestellt. Das macht es
leicht, eine Lücke
von irgendeinem Verbindungsabschnitt zu beseitigen.
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Weiterhin
ist die Position, an der die ACP 63 vor dem Preßprozeß vorgesehen
wird, nicht auf die Gesamtheit der Oberfläche eines jeden Anschlußflecks 36 begrenzt,
wie in 15A dargestellt ist. Sie kann
Teil der Oberfläche
des Anschlußflecks 36 sein oder
eine Oberfläche
eines jeden Anschlusses 54.
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Weiterhin
brauchen die Druckkammern 10, die in der Tintendurchgangseinheit 4 gebildet
sind, nicht in einer Matrix angeordnet zu sein. Weiter braucht das
piezoelektrische Element der Betätigungseinheit 21 nicht
eine Größe aufweisen,
die sich über
die Druckkammern 10 als die piezoelektrischen Platten 41 bis 44 erstrecken.
Ein piezoelektrisches Element kann für jede Druckkammer 10 vorgesehen sein.
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Bei
der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ändert sich der Zustand nach
dem Wärmeprozeß kaum von
dem Zustand nach dem Preßprozeß. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Merkmal begrenzt. Zum Beispiel
reicht es auch, wenn der Zustand nach dem Wärmeprozeß, d.h. der Zustand, nachdem
der Härtereaktion
des wärmehärtenden
Harzes beendet ist, der Zustand ist, wie er in 11C und 11D, 13B und 13C oder 15B dargestellt ist.
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Ein
Tintenstrahlkopf der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den eines
Liniendrucktintenstrahldruckers begrenzt wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen,
bei denen Drucken ausgeführt wird,
während
ein Druckpapier relativ zu einem festen Kopfhauptkörper 2a bewegt
wird. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung anwendbar auch
auf einen Tintenstrahlkopf eines seriellen Drucktintenstrahldruckers,
bei dem Drucken auf einem Druckpapier ausgeführt wird, wobei sich der Kopfhauptkörper senkrecht
zu der Bewegung des Druckpapiers hin- und herbewegt.
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Weiter
ist ein Tintenstrahlkopf der vorliegenden Erfindung nicht auf einen
Tintenstrahldrucker begrenzt. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung
anwendbar auch auf einen Tintenstrahlkopf eines Tintenstrahlfaxgerätes oder
eines Kopiergerätes.