DE60309996T2

DE60309996T2 - Tintenstrahldruckkopf und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE60309996T2
Application number: DE2003609996
Authority: DE
Inventors: Yuji Shinkai
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2023-09-25
Also published as: EP1403050A1; EP1632354A2; CN1495020A; EP1403050B1; US7562428B2; DE60318122D1; EP1632354B1; EP1632354A3; CN2715991Y; CN1261302C; JP4179121B2; DE60309996D1; US7766458B2; US20070159511A1; DE60318122T2; JP2004136663A; US20040113994A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen von Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium zum Drucken und auch auf ein Herstellungsverfahren des Tintenstrahlkopfes.
2. Beschreibung der zugehörigen Technik
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.
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.
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.
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.
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.
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.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren eines Tintenstrahlkopfes vorzusehen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Herstellungsverfahren eines Tintenstrahlkopfes nach Anspruch 1.
Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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:
1 eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlkopfes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Schnittansicht ist, die entlang der Linie II-II in 1 genommen ist;
3 eine Draufsicht eines Kopfhauptkörpers ist, der in dem Tintenstrahlkopf von 1 enthalten ist;
4 eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches ist, der mit abwechselnd einer langen und einer kurzen gestrichelten Linie in 3 eingeschlossen ist;
5 eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches ist, der mit abwechselnd einer langen und einer kurzen gestrichelten Linie in 4 eingeschlossen ist;
6 eine teilweise Schnittansicht des Kopfhauptkörpers von 3 ist, die entlang der Linie VI-VI in 5 genommen ist;
7 eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches ist, der mit abwechselnd einer langen und zwei kurzen gestrichelten Linie in 4 eingeschlossen ist;
8 eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Kopfhauptkörpers von 6 und einer flexiblen gedruckten Leiterplatte ist, die mit dem Kopfhauptkörper verbunden ist;
9A eine Draufsicht ist, die die Form eines Raumes darstellt, der einen Tintendurchgang von 6 bildet;
9B eine perspektivische Ansicht ist, die die Form des Raumes darstellt, der den Tintendurchgang von 6 bildet;
10A eine seitliche vergrößerte Schnittansicht eines Bereiches ist, der mit abwechselnd einer langen und einer kurzen gestrichelten Linie in 6 eingeschlossen ist;
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;
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;
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;
11C eine teilweise Schnittansicht ist, folgend auf 11B, die einen Zustand darstellt, in dem der Anschluß und der Anschlußfleck miteinander verbunden sind;
11D eine Draufsicht entsprechend 10B ist, die ein Belegungsgebiet des Epoxidharzes in dem Zustand von 11C darstellt;
12 eine teilweise Schnittansicht entsprechend zu 11B ist, die eine Modifikation des Herstellungsverfahrens des Tintenstrahlkopfes gemäß dem Beispiel darstellt;
13A eine teilweise Schnittansicht entsprechend zu 11B ist, die einen Tintenstrahlkopf gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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;
13C eine Draufsicht entsprechend zu 10B ist, die ein Belegungsgebiet des Epoxidharzes in dem Zustand von 13B darstellt;
14A eine teilweise Schnittansicht entsprechend zu 11B ist, die eine Modifikation des Tintenstrahlkopfes gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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;
14C eine Draufsicht entsprechend zu 10B ist, die ein Belegungsgebiet des Epoxidharzes in dem Zustand von 14B darstellt;
15A eine teilweise Schnittansicht entsprechend zu 11B in einem Herstellungsverfahren des Tintenstrahlkopfes gemäß einem Beispiel ist; und
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.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Bei dieser Ausführungsform ist jede der piezoelektrischen Platten 41–44 aus Bleizirkonattitanat-(PCT)Basiskeramikmaterial mit Ferroelektrizität hergestellt.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Das Epoxidharz 62 und das Lötmittel 60 werden nicht miteinander bei dem Wärmeprozeß gemischt.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Weiter kann anstelle des Epoxidharzes 62 ein anderes wärmehärtendes Harz benutzt werden.
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.
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.
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.
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.
Wie aus 14A und 14B ersichtlich ist, verformt sich der Vorsprung 162 nicht bei dem Preßprozeß.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

Herstellungsverfahren eines Tintenstrahlkopfes mit einer Tintendurchgangseinheit (4), die eine Mehrzahl von Druckkammern (10) und eine Mehrzahl von Wandabschnitten (22a) enthält, die jeweils die Mehrzahl von Druckkammern (10) abgrenzen; einer Betätigungseinheit (21), die ein piezoelektrisches Element (41), das auf der Tintendurchgangseinheit (4) vorgesehen ist, eine Oberflächenelektrode (35), die auf dem piezoelektrischen Element (41) vorgesehen ist und einen Hauptelektrodenabschnitt (35a), der einer Druckkammer (10) gegenüberliegt, und einen Verbindungsabschnitt (35b), der einem Wandabschnitt (22a) gegenüberliegt, aufweist, und einen Anschlussfleck (36), der über dem piezoelektrischen Element (41) in einem Bereich gegenüber dem Wandabschnitt vorgesehen ist, wobei der Anschlussfleck (36) elektrisch mit der Oberflächenelektrode (35) verbunden ist, enthält; und einer gedruckten Leiterplatte (50), auf der ein Anschluss (54), der elektrisch mit dem Anschlussfleck (36) verbunden ist, und ein vorbestimmtes Verdrahtungsmuster (53) vorgesehen sind; wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bilden eines Vorsprungs (62, 162) auf dem Verbindungsabschnitt (35b); Vorsehen einer metallischen Verbindung (60) zwischen dem Anschluss (54) und dem Anschlussfleck (36); Pressen des Anschlussflecks (36) und des Anschlusses (54) so, dass sie nahe zueinander gebracht werden, zum elektrischen Verbinden des Anschlussflecks (36) und des Anschlusses (54) miteinander, wobei die metallische Verbindung (60) in mindestens einem eines Bereiches zwischen dem Anschlussfleck (36) und dem Anschluss (54) und eines Bereiches, der sich über den Anschlussfleck (36) und den Anschluss (54) entlang der Ränder des Anschlussflecks und des Anschlusses erstreckte, vorgesehen wird; und Erwärmen der metallischen Verbindung (60) zum Schmelzen der metallischen Verbindung (60).
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Vorsehen eines wärmehärtenden Harzes zwischen Anschluss (54) und dem Anschlussfleck (36); Pressen des Anschlussflecks (36) und des Anschlusses (54) so, dass sie nahe zueinander gebracht werden, zum Ausgeben von mindestens einem Teil des wärmehärtenden Harzes aus einer Lücke zwischen dem Anschlussfleck (36) und dem Anschluss (54) und Bringen von mindestens von einem des Anschlusses (54) und der metallischen Verbindung (60) in Kontakt mit dem Anschlussfleck (36); und Erwärmen der metallischen Verbindung (60) und des wärmehärtenden Harzes so, dass der Anschlussfleck (36) und der Anschluss (54) elektrisch miteinander verbunden werden, wobei die metallischen Verbindung (60) in mindestens einem eines Bereiches zwischen dem Anschlussfleck (36) und dem Anschluss (54) und eines Bereiches, der sich über den Anschlussfleck (36) und den Anschluss (54) entlang der Ränder des Anschlussflecks (36) und des Anschlusses (54) erstreckt, vorgesehen wird, worin der Vorsprung (62), der aus dem wärmehärtenden Harz hergestellt ist, mindestens in dem Verbindungsabschnitt (35b) zwischen dem Hauptelektrodenabschnitt (35a) und dem Anschlussfleck (36) gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Vorsprung (62) so gebildet wird, dass er sich zu der Außenseite des Verbindungsabschnittes (35b) erstreckt und den Anschlussfleck (36), den Anschluss (54) und die metallische Verbindung (60) umgibt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Vorsprung (162) so gebildet wird, dass er sich über den Verbindungsabschnitt (35b) im Wesentlichen senkrecht zu einer geraden Linie, die sich durch den Hauptelektrodenabschnitt (35a) und den Anschlussfleck (36) erstreckt, zu der Außenseite des Verbindungsabschnittes (35b) erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Vorsprung (62) so gebildet wird, dass er die Betätigungseinheit (21) und die gedruckte Leiterplatte (50) verbindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Vorsprung (62) aus einem Epoxydharz hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Mehrzahl von Druckkammern (10) in einer Matrix in einer Ebene der Tintendurchgangseinheit (4) angeordnet wird und die Anschlussflecke (36) so vorgesehen werden, dass sie den entsprechenden Druckkammern (10) entsprechen.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 2-7, bei dem in dem Schritt des Erwärmens der metallischen Verbindung (20) und des wärmehärtenden Harzes mindestens ein Teil der metallischen Verbindung (60) mit dem wärmehärtenden Harz bedeckt wird.