DE69204611T2 - Tintenstrahlkopf und ein Verfahren zu seiner Herstellung. - Google Patents

Tintenstrahlkopf und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

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Description

    ERFINDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bedarfs-Tintenstrahldruckkopf und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • Fig. 10 zeigt einen Tintenstrahldruckkopf gemäß der in dem offengelegten japanischen Patent (Kokai) Nr. Hei 2-150355 offenbarten Erfindung. In Fig. 10 weist eine Bodenplatte 30 mit einer durch die Pfeile angezeigten Polarität eine Vielzahl paralleler Nuten 31 auf, die durch Seitenwände 32 und eine Bodenwand 33 begrenzt werden. Zum Verschließen der offenen oberen Enden der Nuten 31 ist eine Deckplatte 35 mittels einer Klebstoffschicht 36 an die oberen Enden 34 der Seitenwände 32 angeklebt. Die oberen Teile der Seitenflächen der Seitenwände 32, also die Seitenflächen jeder Nut 31, deren Länge im wesentlichen der halben Tiefe der Nuten 31 entspricht, werden zur Ausbildung von Elektroden 37 durch Bedampfen metallisiert.
  • Die Bodenplatte 30 wird auf einer Aufspannvorrichtung in einer Vakuumbedampfungsanlage gehalten, und wie in Fig. 11 dargestellt, werden parallele Atomstrahlen eines Metalls in einem Winkel δ zur Seitenfläche jeder Seitenwand 32 der Bodenplatte 30 auf selbige projiziert, um einen Metallfilm, d.h. die Elektrode 37, auf der Seitenfläche jeder Seitenwand 32 abzulagern. Anschließend wird die Bodenplatte 30 wie in Fig. 11 um einen Winkel von 180º in die Horizontale gedreht, und die Bodenplatte 30 wird dem gleichen Vakuumbedampfungsverfahren zur Ablagerung eines Metallfilms, d.h. der Elektrode 37, auf der anderen Seitenfläche jeder Seitenwand 32 unterzogen. Im nächsten Schritt werden die an den oberen Enden 34 der Seitenwände 32 abgelagerten Metallfilme entfernt.
  • Zur Bildung von Druckkammern werden die Nuten 31 durch eine Deckplatte 35 verschlossen. Danach wird an einem Ende jeder Druckkammer eine Tinteneinlaßöffnung gebildet, die an eine Tintenzufuhreinheit angeschlossen wird, und zur Vervollständigung des Tintenstrahldruckkopfes wird am anderen Ende der Druckkammer ein Tintenstrahler vorgesehen, durch den die Tinte ausgeworfen wird.
  • Wenn Spannungen entgegengesetzter Polarität an die Elektroden 37 der beiden benachbarten Seitenwände 32 angelegt werden, entsteht eine Scherspannung, wie durch die Strichlinien in Fig. 10 angezeigt aus einem Potential, das senkrecht zur Polarität der Bodenplatte 30 gerichtet ist und durch die auf die Seitenwände 32 wirkenden Pfeile angegeben wird. Dadurch verringert sich momentan das Volumen der Druckkammer (die Nut 31) zwischen den unter Scherkraft stehenden Seitenwänden, und der Innendruck der Druckkammer nimmt drastisch zu, so daß Tinte durch den Tintenstrahler ausgestoßen wird.
  • In den Fig. 12(a) und 12(b) ist ein Tintenstrahldruckkopf gemäß der im offengelegten japanischen Patent (Kokai) Nr. Sho 63-247051 offenbarten Erfindung dargestellt. In Fig. 12(a) sind eine Bodenwand 38, eine harte Seitenwand 39, eine obere Wand 40 und eine Betätigungseinrichtung 41 derart kombiniert, daß sie einen Kanal 42 bilden. Die Betätigungseinrichtung 41 besteht aus einer piezoelektrischen Keramik und wird in eine Richtung entlang einer z-Achse polarisiert. Eine Streifendichtung 43 ist am oberen Ende der Betätigungseinrichtung 41 befestigt, so daß sie zwischen der Betätigungseinrichtung 41 und der oberen Wand 40 gehalten wird. Das untere Ende der Betätigungseinrichtung 41 ist mit der Bodenwand 38 verbunden. Auf den gegenüberliegenden Seitenflächen der Betätigungseinrichtung 41 sind Elektroden 44 und 45 ausgebildet. Am vorderen Ende des Kanals 42 ist eine Düse 46 vorgesehen. Wenn aus einer Tintenzufuhreinheit Tinte in den Kanal 42 geleitet und ein elektrisches Feld an die Elektroden 44 und 45 angelegt wird, wird die Betätigungseinrichtung 41 wie in Fig. 12(b) verformt, um den Kanal 42 zu komprimieren, und als Folge wird die Tinte durch die Düse 46 ausgegeben.
  • Der im offengelegten japanischen Patent (Kokai) Nr. Hei 2-150355 offenbarte Tintenstrahldruckkopf weist die folgenden vier Nachteile auf:
  • Erstens können die Seitenwände 32 nicht ausreichend gedehnt (deformiert) werden. Die Seitenwand 32 wird durch ein elektrisches Feld senkrecht zur Polarisierungsrichtung der Bodenplatte 30, welche durch Anlegen einer Spannung quer über die gegenüberliegenden Elektroden 37 auf den oberen Hälften der Seitenflächen der Seitenwände 32 auf den gegenüberliegenden Seiten der Nut 31 entsteht, gedehnt. Anschließend wird die Dehnung an der oberen Hälfte der Seitenwand 32 mit den Elektroden 37 durch deren untere Hälfte ohne Elektroden 37 gehalten. Dementsprechend wirkt die untere Hälfte der Seitenwand 32 als Widerstand gegen die Dehnung von deren oberer Hälfte. Da die Seitenwand 32 ein fester Körper aus einem einzigen Werkstoff (piezoelektrischer Werkstoff) ist und eine hohe Starrheit aufweist, ist es unmöglich, die Seitenwand 32 stärker zu dehnen, und somit ist die Veränderlichkeit des Volumens der Druckkammer relativ gering.
  • Zweitens erfordert der Tintenstrahldruckkopf ein kostspieliges Verfahren zur Bildung der Elektroden 37. Da die Elektroden 37 nur in der oberen Hälfte der Seitenflächen der Seitenwände 32 ausgebildet werden müssen, muß eine spezielle Vakuumbedampfungsanlage mit kompliziertem Aufbau dafür verwendet werden. Außerdem müssen die Elektroden 37 in einer Vielzahl von Schritten hergestellt werden, indem parallele Atomstrahlen eines Metalls in vorgegebenem Winkel δ zur Seitenfläche auf eine Seite jeder Seitenwand 32 projiziert werden, um die Elektrode 37 auf einer Seitenfläche jeder Seitenwand 32 auszubilden, die Bodenplatte 30 um einen Winkel von 180º in eine Horizontale gedreht und die parallelen Atomstrahlen eines Metalls auf die andere Seitenfläche jeder Seitenwand 32 im vorgegebenen Winkel δ zur Seitenfläche projiziert werden, um die Elektrode 37 auf der anderen Seitenfläche jeder Seitenwand 32 auszubilden.
  • Drittens ist es unmöglich, gleichmäßig ein elektrisches Feld an die Bodenplatte 30 aus einem piezoelektrischen Werkstoff anzulegen. Im allgemeinen ist ein piezoelektrisches Werkstück zur Bildung der Bodenplatte 30 ein gesintertes, aus Kristallkörnchen bestehendes Teil. Daher erscheinen die Kristallkörnchen in den Seitenflächen der Nuten 31, die in der Endbearbeitung geschliffen werden, und stellen Unregelmäßigkeiten in den Seitenflächen der Nuten 31 dar. Andererseits wird bei der Bildung der Elektroden 37 Metall weder auf Teilen der Seitenflächen der Nuten 31 abgelagert, noch direkt gegenüber der Atomstrahl-Projektionsquelle der Vakuumbedampfungsanlage. Demzufolge wird das Metall nur auf Vorsprüngen in den Bodenflächen der Nuten 31 abgelagert, und es entstehen kleine Löcher an den Stellen, die den Vertiefungen zwischen den Vorsprüngen entsprechen, wodurch das gleichmäßige Anlegen eines elektrischen Feldes an die Bodenplafte 30 unmöglich wird.
  • Viertens unterliegen die Bodenflächen der Nuten 31 einer Korrosion durch die Tinte, weshalb die Bodenflächen der Nuten 31 mit einem Schutzfilm beschichtet werden müssen, was sich jedoch als schwierig erweist. Die Bodenflächen der Nuten 31, die aus der gesinterten Bodenplatte 30 aus Kristallkörnchen bestehen, sind der Korrosionswirkung durch die Tinte ausgesetzt. Allerdings ist es möglich, die Seitenflächen der Nuten 31 teilweise mit den Elektroden 37 zu beschichten, welche viele kleine Löcher aufweisen, wodurch die Elektroden 37 nicht als zufriedenstellende Schutzfilme dienen können.
  • Der im offengelegten japanischen Patent (Kokai) Nr. Sho 63-247051 offenbarte Tintenstrahldruckkopf weist die folgenden Nachteile auf:
  • Erstens müssen viele Streifendichtungen 43, deren Form dem Querschnitt der Betätigungseinrichtungen 41 entspricht, an den oberen Enden der Betätigungseinrichtung 41 angebracht werden, was sehr zeit- und arbeitsaufwendig ist.
  • Obwohl die Innenflächen der Bodenwand 38, die harte Seitenwand 39 und die Betätigungseinrichtung 41 der Tinte ausgesetzt sind, werden zweitens keine Schutzvorkehrungen zum Schutz der Innenflächen gegen die Korrosionswirkung der Tinte getroffen. Die obere Wand 40 kann aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff hergestellt werden, welcher aus relativ vielen möglichen Werkstoffen ausgewählt werden kann, und die Oberfläche der plattenförmigen oberen Wand 40 läßt sich relativ leicht mit einem Schutzfilm überziehen. Demgegenüber entstehen die Bodenwand 38, die harte Seitenwand 39 und die Betätigungseinrichtung 41 durch die Ausbildung des Kanals 42 in einem festen piezoelektrischen Keramikblock, und die Elektrode 45 muß auf der Innenfläche der Betätigungseinrichtung 41 gebildet werden. Angesichts der Größe des Kanals läßt sich die Elektrode 45 auf der Innenfläche der Betätigungseinrichtung 41 nur durch ein Vakuumbedampfungsverfahren oder durch Sputtern erzeugen. Dementsprechend entstehen in der Elektrode 45 unvermeidlich feine Löcher. Die Bodenwand 38 und die harte Seitenwand 39 sind der Korrosionswirkung der Tinte ausgesetzt. Durch Beschichten der Innenflächen mit einem Schutzfilm lassen sich derartige Probleme lösen. Allerdings ist es unmöglich, die unregelmäßigen Innenflächen der Bodenwand 38, die harte Seitenwand 39 und die Betätigungseinrichtung 41 mittels eines gewöhnlichen Vakuumbedampfungs- oder Sputterverfahrens vollständig mit einem Schutzfilm beschichten, da das Metall nur auf den Flächen direkt gegenüber der Metallquelle abgelagert wird.
  • ZIEL UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Dementsprechend besteht das erste Ziel der Erfindung in der Schaffung eines Tintenstrahldruckkopfes mit Druckkammern, die ein großes Volumenminderungsverhältnis aufweisen.
  • Ein zweites Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Tintenstrahldruckkopfes, welcher die Bildung von Elektroden in ihm erleichtert.
  • Ein drittes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Tintenstrahldruckkopfes mit Elektroden, die wenige feine Löcher aufweisen.
  • Ein viertes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Tintenstrahldruckkopfes mit Druckkammern, deren Begrenzungsflächen wirksam mit einem Schutzfilm beschichtet sind.
  • Ein Tintenstrahldruckkopf nach einem ersten erfindungsgemäßen Aspekt umfaßt: eine piezoelektrische Platte aus einem piezoelektrischen Werkstoff, die in Dickenrichtung polarisiert ist und eine Vielzahl von Schlitzen aufweist, welche durch obere Seitenwände zueinander beabstandet sind; eine Grundplatte aus einem nichleitenden, nichtelektrorestriktiven Werkstoff, dessen Starrheit geringer als die des piezoelektrischen Werkstoffs ist, welcher die piezoelektrische Platte bildet, mit Nuten, die durch die unteren Seitenwände voneinander getrennt und mit der piezoelektrischen Platte verbunden sind, so daß die Nuten jeweils zu den Schlitzen der piezoelektrischen Platte ausgerichtet sind und die unteren Seitenwände jeweils mit den oberen Seitenwänden verbunden sind um Druckkammern zu bilden; eine Vielzahl von Elektroden, die jeweils auf der gesamten Bodenfläche der Nut und den Seitenflächen der Seitenwände ausgebildet sind; eine Deckplatte, die so mit der Oberseite der piezoelektrischen Platte verbunden ist, daß die Druckkammern abgedichtet werden; und eine Düsenplatte, welche eine Vielzahl von Tintenstrahlern aufweist und derart mit einem Ende der Anordnung, bestehend aus der Grundplatte, der piezoelektrischen Platte und der oberen Platte, verbunden ist, daß die Tintenstrahler jeweils den Druckkammern entsprechen. Das Volumen der Druckkammer wird verringert, um den Innendruck der Druckkammer zu steigern und die Tinte durch die Tintenstrahler infolge des Anlegens einer Spannung an die Elektroden auszustoßen, so daß die Seitenwände der Druckkammer verformt werden. Da die obere Seitenwand, d.h. ein Teil der Seitenwand auf der Seite der Deckplatte, aus dem piezoelektrischen Werkstoff mit hoher Starrheit besteht und die untere Seitenwand, d.h. der andere Teil der Seitenwand auf der Seite der Grundplatte, aus einem Werkstoff besteht, dessen Starrheit geringer als die des piezoelektrischen Werkstoffs ist, ist der Widerstand der unteren Seitenwand gegenüber der Verformung der oberen Seitenwand relativ niedrig, so daß die Seitenwand stark verformt werden kann und die Tintenstrahlungseigenschaften des Tintenstrahldruckkopfes verbessert werden. Da die Klebstoffschicht und die piezoelektrische Platte auf der starren Grundplatte befestigt sind können die Nuten mit geringen Abweichungen in der korrekten Tiefe ausgebildet werden, wodurch die Seitenwände einheitliche Dehnungseigenschaften und die Druckkammern einheitliche Tintenstrahlungseigenschaften aufweisen.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes umfaßt nach einem zweiten Aspekt der Erfindung die Schritte des: Ausbildens einer Klebstoffschicht mit gleichmäßiger Dicke auf einer großen Fläche einer Grundplatte, welche eine hohe Starrheit aufweist und gegenüber thermischer Verformung beständig ist; des Verbindens einer in deren Dickenrichtung polarisierten piezoelektrischen Platte mit der Klebstoffschicht; des Aushärtens der Klebstoffschicht; des Ausbildens einer Vielzahl von Nuten durch die piezoelektrische Platte hindurch in die Klebstoffschicht hinein mittels Schleifens; der Ablagerung eines Metalls auf den gesamten Innenflächen der Nuten durch stromloses Metallisieren zur Bildung von Elektroden; und des Befestigens einer Deckplatte an der piezoelektrischen Platte, so daß die offenen oberen Enden der Nuten verschlossen werben und eine Vielzahl von Druckkammern bilden, die mit einer Tintenzufuhreinheit in Verbindung stehen. Die Elektroden mit wenigen feinen Löchern können selbst dann in gleichmäßiger Dicke auf den gesamten Innenflächen der Nuten in der piezoelektrischen Platte und der Klebstoffschicht mittels stromlosen Metallisierens ausgebildet werden, wenn in den Bodenflächen der Nuten Unregelmäßigkeiten vorliegen, wodurch ein elektrisches Feld gleichförmig an die piezoelektrische Platte angelegt werden kann. Da die Bodenfläche und die Seitenflächen jeder Druckkammer gleichmäßig mit den Elektroden beschichtet sind, welche wenige feine Löcher aufweisen, kann die Korrosion der Druckkammer-Innenflächen durch die Tinte verhindert werden und zur Kostensenkung des Tintenstrahldruckkopfes auf einen Prozeß zur Bildung eines Schutzfilms verzichtet werden.
  • Nach einem dritten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes die Schritte des: Verbindens einer Grundplatte und einer piezoelektrischen Platte mit einer Klebstoffschicht aus einem Klebstoff, der in einer chemischen Flüssigkeit leicht lösliche Partikel aufweist; des Ausbildens von Nuten durch die piezoelektrische Platte hindurch in die Klebstoffschicht hinein; des Ätzens von Teilen der Klebstoffschicht, die zu den Innenflächen der Nuten freiliegen; und des Ausbildens von Elektroden auf den Innenflächen der Nuten durch stromloses Metallisieren. Da sich die in der Klebstoffschicht enthaltenen Teilchen in einer chemischen Flüssigkeit auflösen, die zur Vorbehandlung vor dem Ätzen verwendet wird, entstehen winzige Vertiefungen in den Teilen der Klebstoffschicht, die in den Flächen der Nuten freiliegen, und die winzigen Vertiefungen verbessern die Adhäsion der Elektroden an den freiliegenden Flächen der Klebstoffschicht.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes verwendet nach einem vierten Aspekt der Erfindung einen Klebstoff mit Kernen eines Katalysators, der zum stromlosen Metallisieren zwecks Ausbildung der Klebstoffschicht notwendig ist. Während des stromlosen Metallisierens lagert sich das Metall auf den Kernen des Katalysators ab, so daß die Adhäsion der Elektroden an den Oberflächen der Nuten verbessert werden kann.
  • Nach einem fünften Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes bildet ein Katalysator zum stromlosen Metallisieren an den Innenflächen der durch Schleifen durch die piezoelektrische Platte hindurch in die Klebstoffschicht hinein gebildeten Nuten und an der Fläche der piezoelektrischen Platte mit Hilfe eines fotolithografischen Prozesses eine Maske, so daß die Fläche der piezoelektrischen Platte bis auf die Teile bedeckt ist, in denen die Elektroden und eine Leitungsmuster entstehen sollen, und taucht ein Werkstück, bestehend aus der Grundplatte, der piezoelektrischen Platte und der Klebstoffschicht, in ein stromloses Metallisierungsbad ein, um gleichzeitig die Elektroden und das Leitungsmuster auszubilden, was zur Verringerung der Anzahl der Herstellungsschritte für den Tintenstrahldruckkopf führt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • Fig. 2 ist eine Zeittafel zur besseren Erläuterung des Anlegens einer Spannung an die Elektrode des Tintenstrahldruckkopfes aus Fig. 1;
  • die Fig. 3(a) bis 3(c) sind Perspektivansichten zur besseren Erläuterung der Herstellungsschritte für den Tintenstrahldruckkopf aus Fig. 1;
  • die Fig. 4(a) und 4(b) sind Perspektivansichten zur besseren Erläuterung der Herstellungsschritte für den Tintenstrahldruckkopf aus Fig. 1;
  • die Fig. 5(a) bis 5(c) sind Perspektivansichten zur besseren Erläuterung der Herstellungsschritte für den Tintenstrahldrnckkopf aus Fig. 1;
  • Fig. 6 ist eine fragmentarische Perspektivansicht zur besseren Erläuterung der Abmessungen der Seitenwände des Tintenstrahldruckkopfes aus Fig. 1;
  • Fig. 7 ist eine graphische Darstellung der Änderung der Dehnung in einer piezoelektrischen Platte in bezug auf die Dicke der piezoelektrischen Platte für die Elastizitätskonstante der piezoelektrischen Platte;
  • Fig. 8 ist eine graphische Darstellung der Veränderung der Scherkraft in bezug auf die Dicke der piezoelektrischen Platte für die Elastizitätskonstante der piezoelektrischen Platte;
  • Fig. 9 ist eine graphische Darstellung der Veränderung der Energie in bezug auf die Dicke der piezoelektrischen Platte für die Elastizitätskonstante der piezoelektrischen Platte;
  • Fig 10 ist ein Längsschnitt eines herkömmlichen Tintenstrahldruckkopfes;
  • Fig. 11 ist eine Seitenansicht zur besseren Erläuterung der Ausbildung von Elektroden im Tintenstrahldruckkopf aus Fig. 10; und
  • Fig. 12 ist ein Längsschnitt eines anderen herkömmlichen Tintenstrahldruckkopfes.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS- FORMEN
  • Nachstehend wird anhand der Fig. 1 bis 9 ein Tintenstrahldruckkopf gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben. Zuerst werden die Herstellungsschritte des Tintenstrahldruckkopfes anhand der Fig. 3(a) bis 5(c) beschrieben. In Fig. 3(a) wird eine Klebstoffschicht 15 aus einem Klebstoff, der als einen Hauptbestandteil ein Epoxidharz mit hoher Klebfestigkeit enthält, auf einer Grundplatte 1 aus Aluminium oder Glas mit hoher Starrheit und einer Beständigkeit gegenüber thermischer Verformung ausgebildet. Eine in Dickenrichtung polarisierte piezoelektrische Platte 2 wird auf die Klebstoffschicht 15 aufgebracht und die Klebstoffschicht 15 ausgehärtet, um ein Werkstück zu bilden, welches aus der Grundplatte 1, der piezoelektrischen Platte 2 und der Klebstoffschicht 15 besteht. Die Dicke der piezoelektrischen Platte beträgt 130 um. Die Dicke der Grundplatte ist abhängig von der Dicke der piezoelektrischen Platte 2 und der Tiefe der Nuten, die durch die piezoelektrische Platte 2 hindurch in die Klebstoffschicht 15 hinein ausgebildet werden. Bei dem Klebstoff für die Klebstoffschicht 15 handelt es sich um einen nichtleitenden Industrieklebstoff. Blasen im Klebstoff verringern die Klebfestigkeit des Klebstoffs, so daß ihm gegebenenfalls Luft entzogen wird. Die Eigenschaften der piezoelektrischen Platte 2 verschlechtern sich, wenn selbige über eine bestimmte Temperatur hinaus erwärmt wird, da sie polarisiert ist. Deshalb ist der Klebstoff, der die Klebstoffschicht 15 bildet und die Grundplatte 1 mit der piezoelektrischen Platte 2 verbindet, so beschaffen, daß er bei einer Aushärttemperatur aushärten kann, die die Eigenschaften der piezoelektrischen Platte 2 nicht beeinträchtigt. Bei dieser Ausführungsform wird der Klebstoff SCOTCH WELD 1838B/A (Sumitomo 3M K.K.) eingesetzt.
  • Wie in Fig. 3(b) erkennbar, wird in vorgegebenen Abständen durch Schleifen eine Vielzahl von parallelen Nuten 3 durch die piezoelektrische Platte 2 hindurch in die Klebstoffschicht hinein ausgebildet. Vor dem Ausbilden der Nuten 3 durch Schleifen wird die zur piezoelektrischen Platte 2 weisende Bodenfläche der Grundplatte 1 geschliffen, um das Werkstück in einer vorbestimmten Dicke feinzubearbeiten, wobei das Werkstück am Bett einer Schleifmaschine befestigt wird, und zwar mit der flachen Unterseite der starren Grundplatte 1 eng auf der Oberfläche des Bettes aufliegend, und der Vorschub der Schleifmaschine in bezug auf die Bettoberfläche festgelegt wird, um die Nuten 3 in vorgegebener Tiefe auszubilden. Natürlich kann die Tiefe der Nuten 3 auch in bezug auf die Oberfläche der piezoelektrischen Platte 2 bestimmt und so der Schleifprozeß an der Bodenfläche der Grundplatte 1 umgangen werden. Die Nuten 3 werden durch Seitenwände 4 voneinander getrennt. Jede Seitenwand 4 besteht aus einer oberen Seitenwand 4a, die aus dem piezoelektrischen Werkstoff der piezoelektrischen Platte 2 gebildet wird, und einer unteren Seitenwand 4b, die aus der Klebstoffschicht 15 mit geringerer Starrheit als die piezoelektrische Platte 2 gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform sind die Nuten 3 80 um breit und 160 um tief. Der Abstand der Nuten 3 beträgt 169 um. Im allgemeinen wird zur Ausbildung der Nuten 3 eine Diamantschleifscheibe einer Plättchenschneidemaschine zum Schneiden von Scheiben für IC-Chips verwendet. Bei dieser Ausführungsform kommt eine Diamantschleifscheibe NBCZ1080 oder NBCZ1090 (K.K. Disuko) mit einem Durchmesser von 2 Zoll zum Einsatz. Die Diamantschleifscheibe wurde bei der Nutenbildung mit 30.000 U/min. gedreht.
  • Das aus der Grundplatte 1, der Klebstoffschicht 15 und der piezoelektrischen Platte 2 bestehende Werkstück wird zur Vorbehandlung vor der Elektrodenbildung mittels stromlosen Metallisierens gewaschen, wobei die Oberfläche des Werkstücks gereinigt und mit einem kationischen, oberflächenaktiven Mittel zur Entfettung und zur Verbesserung der katalytischen Adsorptionseigenschaft der Oberflächen aufbereitet wird. Nach dem Waschen wird das Werkstück anschließend in ein Katalysatorbad eingetaucht, welches ein neutrales Salz, z.B. NaCl, sowie Pd und Sn enthält, mit einem Säurebeschleuniger behandelt, so daß nur Pd als Katalysator auf den Oberflächen des Werkstücks verbleibt, und danach wird das Werkstück getrocknet. Zum vollständigen Eindringen in die Nutenoberflächen 3 wird wünschenswerterweise eine Ultraschalleinrichtung verwendet.
  • Im Anschluß wird eine Maske auf der Oberfläche der piezoelektrischen Platte 2 gebildet. Die Maske bedeckt Teile der Oberfläche der piezoelektrischen Platte 2 mit Ausnahme der Stellen, an den Elektroden und das Leitungsmuster eines leitfähigen Films entstehen sollen. Bei der Herstellung der Maske wird ein trockener Film 5 auf die Oberfläche der piezoelektrischen Platte 2 aufgetragen, wie in Fig. 3(c) dargestellt, eine Maske 6 wie in Fig. 4(a) auf den trockenen Film 5 aufgelegt der trockene Film 5 belichtet und der belichtete trockene Film 5 entwickelt. Resistfilme 7 werden mit Ausnahme der Bereiche auf der Oberfläche der piezoelektrischen Platte 2 ausgebildet, in denen Elektroden und ein Leitungsmuster aus einem leitfähigen Film entstehen sollen. Die Oberflächen dieser Bereiche für die Elektroden und ein Leitungsmuster aus einem leitfähigen Film werden mit Pd, d.h. einem Katalysator, beschichtet.
  • Anschließend wird das Werkstück zum stromlosen Metallisieren in ein Metallisierungsbad eingetaucht. Die Bereiche der Werkstückoberfläche, auf denen nicht die Elektroden und das Leitungsmuster entstehen sollen, werden durch den Resistfilm 7 vom Metallisierungsbad isoliert. Für die Ablagerung mit Hilfe des stromlosen Metallisierens geeignete Metalle sind Gold und Nickel. Das Bad enthält ein metallisches Salz und ein Reduktionsmittel als wichtigste Komponenten sowie Zusatzstoffe, z.B. einen pH-Regulator, einen Puffer, einen Komplexbildner, einen Beschleuniger, einen Stabilisator und ein Modifikationsmittel. Bei dieser Ausführungsform wird ein Ni-P-Metallisierungsbad mit niedriger Temperatur verwendet. Durch stromloses Metallisieren entsteht eine Metallschicht mit einer Dicke von 2 bis 3 um. Da das stromlose Metallisieren im Unterschied zum Galvanisieren ein chemischer Prozeß ist, läßt sich die Art der Metallablagerung einfach durch das Regulieren des PH-Wertes und der Konzentration der Komponenten des Metallisierungsbades steuern. Wenn das Werkstück in das Metallisierungsbad eingetaucht wird, wirkt das auf der nicht mit den Resistfilmen 7 beschichteten Oberfläche verteilte Pd (Katalysator) als Katalysator und das Metall wird in jenen Bereichen der Werkstückoberflächen abgelagert. Nachdem Pd mit einem Film aus dem abgelagerten Metall beschichtet worden ist, fördert die Autokatalyse des abgelagerten Metalls das stromlose Metallisieren. Wenn das Metall in einem Film mit gewünschter Dicke abgelagert ist, wird der stromlose Metallisierungsprozeß beendet. Die Elektroden 8 werden also auf den gesamten Seitenflächen der Seitenwände 4 ausgebildet, welche die Nuten 3 begrenzen und nicht mit dem Resistfilm 7 beschichtet sind, und ein Leitungsmuster 9, welches kontinuierlich mit den Elektroden 8 verläuft, entsteht in den Bereichen der Oberfläche der piezoelektrischen Platte 2, die wie in Fig. 5(a) nicht mit dem Resistfilm 7 beschichtet sind. Da das Metallisierungsbad die feine Struktur der Oberfläche der piezoelektrischen Platte 2 und die Klebstoffschicht 15 durchdringt und einige kleine Löcher in den Filmen des abgelagerten Metalls entstehen, sind die aus der Klebstoffschicht 15 und der piezoelektrischen Platte 2 bestehenden Seitenflächen der Seitenwände 4 mit geringer Wasserbeständigkeit vor der Korrosionswirkung der Tinte geschützt. Demzufolge ist ein zusätzlicher Schutzfilm unnötig. Die Elektroden 8 und das Leitungsmuster 9 sind in einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet. Anschließend werden die Resistfilme 7, wie in Fig. 5(b) dargestellt, von der Oberfläche der piezoelektrischen Platte 2 entfernt.
  • Wie in Fig. 5(c) dargestellt, wird eine Deckplatte 10 auf die Oberseite der piezoelektrischen Platte 2 geklebt. Da die Resistfilme 7 mit etwa 20 um Dicke, die also dicker als der durch das stromlose Metallisieren ausgebildete Metallfilm sind, entfernt worden sind, kann die Deckplatte 10 zufriedenstellend an der Oberseite der piezoelektrischen Platte 2 befestigt werden. Eine Düsenplatte 12 mit einer Vielzahl von Tintenstrahlern 11 wird an einem Ende der Anordnung, bestehend aus der Grundplatte 1, der piezoelektrischen Platte 2, der Klebstoffschicht 15 und der Deckplatte 10, angebracht, so daß die Tintenstrahler 11 jeweils den Nuten 3 entsprechen und den Tintenstrahldruckkopf vervollständigen. Die Nuten 3 werden durch die Deckplatte 10 und die Düsenplatte 12 verschlossen und bilden somit Druckkammern 14 (Fig. 1). Zum Anschluß der Druckkammern 14 an eine Tintenzufuhreinheit (nicht dargestellt) wird eine Tintenzuführungsleitung 13 mit der Deckplatte 10 verbunden. Nachfolgend wird die Wirkungsweise des derart aufgebauten Tintenstrahldruckkopfes beim Tintenauswurf aus der mittleren Druckkammer 14 beschrieben, wie in Fig. 1 aufgezeigt. Die Druckkammern 14 werden mit der Tinte gefüllt, die durch die Tintenzuführungsleitung 13 aus der Tintenzufuhreinheit zugeführt wird. Über das Leitungsmuster 9 wird eine Spannung A an die Elektroden 8 der mittleren Druckkammer 14, die Elektrode 8 der linken Druckkammer 14 links von der mittleren Druckkammer 14 angelegt, und eine Spannung B mit der umgekehrten Polarität wie die Spannung A wird über das Leitungsmuster 9 an die Elektrode 8 der mittleren Druckkammer 14 und die Elektrode 8 der rechten Druckkammer 14 rechts von der mittleren Druckkammer 14 angelegt um ein elektrisches Feld anzulegen, welches senkrecht zu der durch die Pfeile angegebenen Polarisationsrichtung zu den oberen Seitenwänden 4a ausgerichtet ist. Dadurch wird die Seitenwand 4 links von der mittleren Druckkammer 14 nach links und die Seitenwand 4 rechts von der mittleren Druckkammer 14 nach rechts gedehnt, wodurch das Volumen der mittleren Druckkammer 14 vergrößert und die jeweiligen Volumina der Druckkammern 14 auf den gegenüberliegenden Seiten von der mittleren Druckkammer 14 verringert werden.
  • Da die Spannungen A und B in einer festgelegten Zeitspanne a wie in Fig. 2 allmählich erhöht werden, wird die Tinte nicht durch die Tintenstrahler 11 der rechten und der linken Druckkammer 14 ausgeworfen, deren Volumina reduziert sind. Der Tintenpegel in der mittleren Druckkammer 14 nimmt leicht ab, wenn das Volumen der mittleren Druckkammer 14 größer wird, und anschließend wird durch die Tintenzuführungsleitung 13 Tinte in die mittlere Druckkammer 14 eingesaugt. Die Polarität der Spannungen A und B werden beim Zeitpunkt b (Fig. 2) augenblicklich umgekehrt, um die Seitenwand 4 links von der mittleren Druckkammer 14 im gleichen Moment nach rechts und die Seitenwand 4 rechts von der mittleren Druckkammer 14 nach links zu dehnen. Dadurch wird das Volumen der mittleren Druckkammer 14 stark verringert und die Tinte durch den Tintenstrahler 11 der mittleren Druckkammer 14 ausgeworfen. Die Spannungen A und B mit entgegengesetzter Polarität werden für einen vorgegebenen Zeitraum c aufrechterhalten (Fig. 2). Während also die Tinte durch den Tintenstrahler 11 ausgestoßen wird, ist das von ihm ausgegebene Tintentröpfchen mit dem Tintenstrahler 11 durchgängig. Zum Zeitpunkt d werden die Spannungen A und B augenblicklich von den Elektroden 8 weggenommen, so daß die gedehnten Seitenwände 4 wieder ihre ursprüngliche Form annehmen können. Dadurch sinkt der Innendruck der mittleren Druckkammer 14 rapide und ein hinterer Teil des Tintentröpfchens, welcher in der Nähe des Tintenstrahlers 11 fliegt wird vom Tintentröpfchen auf der Achse des Tintenstrahlers 11 gelöst und in die mittlere Druckkammer 14 eingesaugt. Somit fliegt das Tintentröpfchen in eine festgelegte Richtung und wird nicht in eine Vielzahl kleinerer Tintentröpfchen unterteilt, die Satellitenpunkte bilden. Obwohl der Innendruck der rechten und der linken Druckkammer 14 zunimmt, wenn die Spannungen A und B von den Elektroden 8 weggenommen werden, steigt der jeweilige Innendruck nicht auf einen Druckpegel, der zum Ausstoßen der Tinte durch die Tintenstrahler 11 ausreicht.
  • Die oberen Seitenwände 4a der Seitenwände 4 sind also Teile der piezoelektrischen Platte 2 aus einem piezoelektrischen Werkstoff mit hoher Starrheit, und die unteren Seitenwände 4b der Seitenwände 4 sind Teile der Grundplatte 1 aus einem Werkstoff mit einer niedrigeren Starrheit als der piezoelektrische Werkstoff, der die piezoelektrische Platte 2 bildet. Deshalb können die oberen Seitenwände 4a stark gedehnt werden, ohne durch die unteren Seitenwände 4b erheblich behindert zu werden, und so die Tintenstrahlungseigenschaft des Tintenstrahldruckkopfes verbessert werden.
  • Beispielsweise kann man davon ausgehen, daß jede Seitenwand 4 wie in Fig. 6 eine Höhe h (die Tiefe der Nuten 3) von 160 um, eine Breite von 80 um und eine Länge von 10 mm hat und
  • d&sub1;&sub5; = 564 × 10&supmin;¹² m/V
  • S&sub4;&sub4; = 37,4 × 10&supmin;¹² m²/N betragen,
  • wobei d&sub1;&sub5; die piezoelektrische Konstante der piezoelektrischen Platte 2 und S&sub4;&sub4; die Elastizitätskonstante der piezoelektrischen Platte ist.
  • Untersucht wird jetzt die Veränderung der Dehnung der Seitenwand 4 (Fig. 7), die Veränderung der Scherkraft, welche auf die Seitenwand 4 (Fig. 8) wirkt und die Veränderung der Dehnungsenergie, die in der Seitenwand 4 mit der Dicke y der piezoelektrischen Platte 2 (Fig. 9) bei der Elastizitätskonstante Sp (der Umkehrwert der Starrheit) der Klebstoffschicht 15 gespeichert ist. In den Fig. 7, 8 und 9 stellen die Kurven für Sp = 37,4 x 10&supmin;¹² m²/N die Eigenschaften der Seitenwand des herkömmlichen Tintenstrahldruckkopfes dar, wobei die Seitenwand vollständig aus dem Werkstoff der piezoelektrischen Platte gebildet wird. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, ist die Dehnung der Seitenwand 4, d.h. die Effizienz der Dehnung der Seitenwand 4, bei zunehmender Elastizitätskonstante Sp der Klebstoffschicht 15 höher. Folglich werden die Elastizitätskonstante Sp der Klebstoffschicht 15, die Höhe h der Seitenwand (die Tiefe der Nuten 3) und die Dicke y der piezoelektrischen Platte 2 wahlweise festgelegt, um einen Tintenstrahldruckkopf mit optimalen Dehnungs-, Scher- und Energieeigenschaften zu erhalten.
  • In Fig. 9 weist jede Energie-Dicke-Kurve für die Elastizitätskonstante Sp der Klebstoffschicht 15 einen Höchstwert auf. Darin gibt eine Kurve bei A die Höchstwerte der Kurven an. Die dem Maximum entsprechende Dicke y der piezoelektrischen Platte 2 wird als eine Funktion aus der Höhe h der Seitenwand 4 (die Tiefe der Nuten 3), der Elastizitätskonstante S&sub4;&sub4; der piezoelektrischen Platte 2 und der Elastizitätskonstante Sp (Umkehrwert zur Starrheit) der Klebstoffschicht 15 ausgedrückt.
  • Die piezoelektrische Platte 2 ist in einer Dicke ausgelegt, die der Dicke y annähernd gleich ist und mit Hilfe dieses Ausdrucks berechnet wurde, um einen Tintenstrahldruckkopf mit Seitenwänden 4 zu erhalten, die sich stark verformen lassen, und der verbesserte Tintenstrahlungseigenschaften aufweist. Da sich die Klebstoffschicht 15 auf der Oberfläche der starren Grundplatte 1 befindet und die piezoelektrische Platte auf die Klebstoffschicht 15 aufgebracht wird, können die Nuten 3 mit der Tiefe h und nur geringer Abweichung ausgebildet werden. Daher weisen die Seitenwände 4 einheitliche Dehnungseigenschaften und die Druckkammern einheitliche Tintenstrahleigenschaften auf.
  • Da die unteren Teile der Seitenwände 4, d.h. die unteren Seitenwände 4b, aus der nichtelektrorestriktiven Klebstoffschicht 15 gebildet werden, wirkt ein elektrisches Feld selbst dann nur auf die oberen Seitenwände 4a in der piezoelektrischen Platte 2, wenn die Elektroden 8 auf den gesamten Bodenflächen der Nuten 3 und den Seitenflächen der Seitenwände 4, einschließlich der Seitenflächen der unteren Seitenwände 4b, ausgebildet sind. Demzufolge lassen sich die Elektroden 8 durch einen preisgünstigen stromlosen Metallisierungsprozeß herstellen. Mit dem stromlosen Metallisieren entstehen Elektroden 8, die kleine Löcher einheitlicher Dicke auf den unregelmäßigen Grundflächen der Nuten 3 aufweisen. Daher kann ein elektrisches Feld gleichförmig an die piezoelektrische Platte 2 angelegt werden. Die Oberflächen der Druckkammern 14 in der Klebstoffschicht 15 und in der piezoelektrischen Platte 2 werden durch die Elektroden 8, die einige kleine Löcher haben und die Oberflächen der Druckkammern 14 vollständig bedecken, vor der Korrosionswirkung der Tinte geschützt. Deshalb kann zur Kostensenkung des Tintenstrahldruckkopfes auf zusätzliche Schutzfilme verzichtet werden.
  • Nachstehend werden die Bestandteile des Klebstoffs beschrieben, der die Klebstoffschicht 15 bildet. Die piezoelektrische Platte 2 ist ein gesintertes Teil mit winzigen Poren in der Oberfläche, und andererseits entstehen Unregelmäßigkeiten in den Oberflächen der Klebstoffschicht 15, die bei der Nutenbildung durch Schleifen in den Nuten 3 freigelegt werden. Bei der Bildung der Elektroden 8 durch stromloses Metallisieren dient das in den winzigen Poren der piezoelektrischen Platte 2 abgelagerte Metall als Anker zur besseren Adhäsion der Elektroden 8 an der piezoelektrischen Platte 2. Hingegen ist das in den freigelegten unregelmäßigen Oberflächen der Klebstoffschicht 15 abgelagerte Metall zwangsläufig in der Lage, als Anker zu wirken. Dementsprechend wird die Klebstoffschicht 15 aus einem Klebstoff gebildet, der Partikel eines Werkstoffs enthält, z.B. Natriumsulfat, welcher sich leicht in der chemischen Flüssigkeit, z.B. dem zur Vorbehandlung des Werkstücks vor dem stromlosen Metallisieren verwendeten Beschleuniger, bei einer Konzentration in der Größenordnung von 6 Gewichtsprozent löst. Die Partikel des Werkstoffs in den freiliegenden Oberflächen der Klebstoffschicht 15 werden während der Vorbehandlung zur Ausbildung winziger Poren in den freiliegenden Oberflächen der Klebstoffschicht 15 aufgelöst, so daß das in den winzigen Poren abgelagerte Metall als Anker zur besseren Adhäsion der Elektroden 8 dienen kann.
  • Es besteht die Tendenz, daß das Metall auf den Oberflächen der Klebstoffschicht, die die Bodenflächen der Nuten 3 bilden, in einer anderen Dicke als die Metallschichten abgelagert wird, die bei der Bildung der Elektroden 8 mittels stromlosen Metallisierens auf den Seitenflächen der Nuten 3 entstehen. Daher wird die Klebstoffschicht 15 aus einem Klebstoff hergestellt, der Pd-Partikel mit einer Partikelgröße von 1 um oder weniger in einer Konzentration von 2 bis 5 Gewichtsprozent enthält. Die in den Bodenflächen der Nuten 3 freiliegenden Pd-Partikel werden zur Beschleunigung der Metallablagerung während des stromlosen Metallisierens durch den Beschleuniger aktiviert, so daß das Metall gleichmäßig auf den gesamten Oberflächen der Nuten 3 abgelagert wird. Wenngleich Pd leitfähig ist, wird die Klebstoffschicht nicht leitfähig, da die Dichte der Pd-Partikel in der Klebstoffschicht sehr klein ist.
  • Desweiteren verbessert die Verwendung eines Klebstoffs, der sowohl Natriumsulfat-Partikel, die in der chemischen Flüssigkeit zur Vorbehandlung leicht löslich sind, als auch Pd-Partikel enthält, die als Katalysator dienen, die Adhäsion der Elektroden 8. Anstelle der Pd-Partikel lassen sich Rhodium-, Silber- oder Goldpartikel verwenden.
  • Wie oben ausgeführt, umfaßt der Tintenstrahldruckkopf nach einem ersten Aspekt der Erfindung: die flache Grundplatte, welche eine relativ hohe Starrheit aufweist und gegenüber thermischer Verformung beständig ist; die Klebstoffschicht, welche durch Aufbringen eines Klebstoffs auf die Grundplatte gebildet wird und Nuten aufweist, die durch die unteren Seitenwände voneinander getrennt sind; die piezoelektrische Platte, welche in deren Dickenrichtung polarisiert ist, durch die oberen Seitenwände voneinander getrennte Schlitze aufweist und mit der Klebstoffschicht verbunden ist, so daß die Schlitze jeweils mit den Nuten der Klebstoffschicht übereinstimmen und die oberen Seitenwände jeweils mit den unteren Seitenwänden verbunden sind, um die Nuten zu bilden, welche die Seitenwände begrenzen; die an der Oberseite der piezoelektrischen Platte befestigte Grundplatte zum Verschließen der offenen oberen Enden der Nuten; die durch Ablagerung des Metalls auf den Oberflächen der Nuten gebildeten Elektroden; und die Düsenplatte, welche mit einer Vielzahl von Tintenstrahlern versehen und an einem Ende der Anordnung, bestehend aus der Grundplatte, der Klebstoffschicht, der piezoelektrischen Platte und der Deckplatte, angebracht ist, um die offenen Längsenden der Nuten zu schließen und so die Druckkammern zu bilden. An die Elektroden werden Spannungen angelegt um die Tinte infolge der Volumenveränderung der Druckkammer und der Erhöhung des Druckkammer-Innendrucks durch den Tintenstrahler der Druckkammer auszustoßen. Da die obere Seitenwand jeder Seitenwand aus einem Teil der starren piezoelektrischen Platte besteht und die untere Seitenwand der gleichen Seitenwand aus einem Teil der Klebstoffschicht besteht, deren Starrheit geringer als die der piezoelektrischen Platte ist, ist der Widerstand der unteren Seitenwand gegenüber der Dehnung der oberen Seitenwand nicht besonders groß, so daß die Seitenwand zur Verbesserung der Tintenstrahlungseigenschaften des Tintenstrahldruckkopfes stark gedehnt werden kann. Da die Klebstoffschicht auf der Grundplatte mit hoher Starrheit gebildet wird, und die piezoelektrische Platte auf die Klebstoffschicht aufgesetzt wird, werden die Nuten in einheitlicher Tiefe mit geringer Abweichung ausgebildet, was die Dehnungseigenschaften der Seitenwände und die Tintenstrahlungseigenschaften des Tintenstrahldruckkopfes weiter verbessert.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfaßt die Schritte des: Aufbringens einer Klebstoffschicht mit gleichförmiger Dicke auf eine große Fläche der flachen Grundplatte, welche eine relativ hohe Starrheit aufweist und gegenüber thermischer Verformung beständig ist; des Verbindens der in deren Dickenrichtung polarisierten piezoelektrischen Platte mit der Klebstoffschicht; des Aushärtens der Klebstoffschicht; des Ausbildens der Nuten durch die piezoelektrische Platte hindurch in die Klebstoffschicht hinein mittels Schleifens; der Ablagerung des Metalls auf den gesamten Innenflächen der Nuten durch stromloses Metallisieren zur Bildung der Elektroden; des Befestigens der Deckplatte an der Oberseite der piezoelektrischen Platte, so daß die oberen offenen Enden der Nuten verschlossen werden; und des Anbringens der Düsenplatte mit den Tintenstrahlern an einem Ende der Anordnung, bestehend aus der Grundplatte, der Klebstoffschicht, der piezoelektnschen Platte und der Deckplatte, zum Verschließen der Längsenden der Nuten und somit zum Ausbilden der Druckkammern. Die Elektroden mit kleinen Löchern können selbst dann in gleichmäßiger Dicke auf den Oberflächen der Nuten ausgebildet werden, wenn die durch Schleifen in der piezoelektrischen Platte entstandenen Teile der Oberflächen der Nuten unregelmäßige Flächen sind, so daß ein elektrisches Feld gleichförmig an die piezoelektrische Platte angelegt werden kann. Die Elektroden mit den wenigen kleinen Löchern schützen die Innenflächen der Druckkammern vor der Korrosionswirkung der Tinte und ermöglichen zur Kostensenkung des Tintenstrahldruckkopfes den Verzicht auf jeglichen zusätzlichen Schutzfilm.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Klebstoffschicht mittels eines Klebstoffs gebildet, welcher Partikel eines in der chemischen Flüssigkeit leicht löslichen Werkstoffs enthält, und werden die Oberflächen der unteren Seitenwände aus der Klebstoffschicht vor der Ausbildung der Elektroden durch stromloses Metallisieren geätzt, so daß die Partikel in der chemischen Flüssigkeit aufgelöst werden und winzige Poren in den Seitenflächen der unteren Seitenwände der Klebstoffschicht bilden. Das durch das stromlose Metallisieren in den winzigen Poren abgelagerte Metall dient als Anker zur besseren Adhäsion der Elektroden.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach einem vierten Aspekt der Erfindung verwendet die Klebstoffschicht, die aus einem Klebstoff mit einem zum stromlosen Metallisieren erforderlichen Katalysator besteht. Der Katalysator führt dazu, daß das Metall zur besseren Adhäsion der Elektroden darauf abgelagert wird.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes nach dem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Katalysator zum stromlosen Metallisieren auf den Oberflächen der Nuten aufgetragen, die durch die piezoelektrische Platte hindurch in die Klebstoffschicht hinein und auf der piezoelektrische Platte gebildet werden, wird die Oberfläche der piezoelektrischen Platte mit Ausnahme jener Teile abgedeckt in denen das Leitungsmuster mit einer durch einen fotolithografischen Prozeß entstandenen Maske gebildet wird, und wird das Werkstück zur gleichzeitigen Ausbildung der Elektroden und des Leitungsmusters in das stromlose Metallisierungsbad eingetaucht. Zur Verringerung der Anzahl der Herstellungsschritte für den Tintenstrahldruckkopf werden die Elektroden und das mit den Elektroden verbundene Leitungsmuster also gleichzeitig geschaffen.

Claims (5)

1. Tintenstrahldruckkopf mit: einer flachen Grundplatte, welche eine relativ hohe Starrheit aufweist und gegenüber thermischer Verformung beständig ist; einer Klebstoffschicht, welche durch Aufbringen eines Klebstoffs auf die Oberfläche der Grundplatte entsteht; einer piezoelektrischen Platte, welche in deren Dickenrichtung polarisiert und mit der Klebstoffschicht verbunden ist; einer an der Oberseite der piezoelektrischen Platte befestigten Deckplatte und einer Düsenplatte, welche mit einer Vielzahl von Tintenstrahlern versehen und an einem Ende der Anordnung, bestehend aus der Grundplatte, der Klebstoffschicht, der piezoelektrischen Platte und der Deckplatte, angebracht ist;
wobei eine Vielzahl paralleler Nuten in vorgegebenen Abständen durch die piezoelektrische Platte hindurch in die Klebstoffschicht hinein ausgebildet ist und die Nuten durch die Deckplatte und die Düsenplatte verschlossen werden, so daß eine Vielzahl von mit einer Tintenzuführungseinheit verbundenen Druckkammern entsteht, die Tintenstrahler jeweils den Druckkammern entsprechen und auf den gesamten Oberflächen der Nuten Elektroden ausgebildet werden.
2. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes mit den Schritten des: Aufbringens eines Klebstoffs auf eine große Fläche einer flachen Grundplatte, welche eine relativ hohe Starrheit aufweist und gegenüber thermischer Verformung beständig ist, zwecks Bildung einer Klebstoffschicht einer vorgegebenen Dicke; des Verbindens einer in deren Dickenrichtung polarisierten piezoelektrischen Platte mit der Klebstoffschicht; des Aushärtens der Klebstoffschicht; des Ausbildens einer Vielzahl paralleler Nuten durch die piezoelektrische Platte hindurch in die Klebstoffschicht hinein mittels Schleifens; der Bildung von Elektroden durch Ablagerung eines Metalls auf den gesamten Oberflächen der Nuten durch stromloses Metallisieren; des Befestigens einer Deckplatte an der Oberseite der piezoelektrischen Platte, so daß das obere offene Ende der Nuten verschlossen wird; des Anbringens einer Düsenplatte mit einer Vielzahl von Tintenstrahlern an einem Ende der Anordnung, bestehend aus der Grundplatte, der Klebstoffschicht, der piezoelektrischen Platte und der Deckplatte, zum Verschließen der Nuten und somit zum Ausbilden einer Vielzahl von Druckkammern, wobei die Tintenstrahler jeweils den Druckkammern entsprechen und die Druckkammern an eine Tintenzuführungseinheit angeschlossen werden können.
3. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß Anspruch 2, wobei der die Klebstoffschicht bildende Klebstoff Teilchen eines Werkstoffs enthält, welcher in einer chemischen Flüssigkeit leicht löslich ist, und die Innenflächen der Nuten vor dem Ausbilden der Elektroden durch stromloses Metallisieren geätzt werden.
4. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der die Klebstoffschicht bildende Klebstoff einen Katalysator zum stromlosen Metallisieren enthält.
5. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei ein Katalysator zum stromlosen Metallisieren auf die Oberseite der piezoelektrischen Platte und die Oberflächen der Nuten aufgetragen wird, die Oberseite der piezoelektrischen Platte jene Teile ausschließt in denen ein Leitungsmuster ausgebildet wird, die Oberflächen der Nuten mit einer durch einen fotolithografischen Prozeß entstandenen Maske überzogen werden und die Anordnung, bestehend aus der Grundplatte, der Klebstoffschicht und der piezoelektrischen Platte, in ein stromloses Metallisierungsbad eingetaucht werden, um gleichzeitig das Leitungsmuster und die Elektroden auszubilden.
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