DE69423187T2

DE69423187T2 - Tintenstrahlaufzeichnungskopf

Info

Publication number: DE69423187T2
Application number: DE69423187T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Miura; Takahiro Naka; Noriaki Okazawa; Kazunaga Suzuki; Minoru Usui
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 2000-11-16
Anticipated expiration: 2014-11-30
Also published as: US5710584A; DE69423187D1; JP3235635B2; EP0657289A2; EP0657289B1; EP0657289A3; SG46591A1; JPH07195689A

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf und eine Substrateinheit für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der Tintentröpfchen durch Versetzen einer Vibrationsplatte unter Verwendung piezoelektrischer Vibrationselemente spritzt.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der ein piezoelektrisches Vibrationselement eines senkrechten Vibrationsmodus als Antriebsquelle verwendet, das nur einen kleinen Anstoßbereich des piezoelektrischen Vibrationselements gegen die Vibrationsplatte erfordert, kann eine Anordnungsdichte einer Druckerzeugungskammer erreichen, die 90 dpi oder mehr beträgt.
Wie in Fig. 14 gezeigt, ist ein solcher Aufzeichnungskopf in einem einzigen Körper hergestellt, indem eine Substrateinheit K einstückig an einer Basis L befestigt ist. Die Substrateinheit K ist durch Laminierung und Befestigung einer Fließbahnbildungsplatte D, einer Düsenplatte F und einer Vibrationsplatte J mit einem Klebstoff gebildet, um wasserdicht zu sein. Die Basis L weist ein piezoelektrisches Vibrationselement G, eine Tintenzuführleitung und ähnliches auf, die daran befestigt sind. Die Fließbahnbildungsplatte D weist Durchgangslöcher auf, die eine Druckerzeugungskammer A festlegen, eine Tintenzuführeinlaßöffnung B und eine gemeinsame Tintenkammer C auf, die Düsenplatte F weist eine Düsenöffnung E auf, die in Verbindung mit der Druckerzeugungskammer A steht; und die Vibrationsplatte J weist einen Membranbereich H auf, der als Reaktion auf die Versetzung des piezoelektrischen Vibrationselements G elastisch verformt wird.
Bei dem so konstruierten Tintenstrahlaufzeichnungskopf muß die Substrateinheit an der Basis befestigt sein, um den Membranbereich H zu veranlassen, der Basis zugewandt zu sein, so daß der Membranbereich H gegen die Spitze des giezoelektrischen Vibrationselements G anstoßen kann. Aus diesem Grund ist die Substrateinheit an der Basis L befestigt, um von der Druckerzeugungskammer A ferngehalten zu werden, so daß die Basis L nicht in Kontakt mit dem Membranbereich H kommt.
Um bei einem Versuch, die Auflösung zu erhöhen, die Anordnungsdichte der Druckerzeugungskammer zu verbessern, muß die Länge der Druckerzeugungskammer A in der Axialrichtung vergrößert werden, da eine vorbestimmte Kapazität der Druckerzeugungskammer A sichergestellt werden muß. Jedoch ist die Region, die der Druckerzeugungskammer A zugewandt ist, eine nicht gestützte Region 51, die nicht von der Basis L gestützt wird, und diese Region ist lang. Als Folge davon wird die nicht gestützte Region 51 der Substrateinheit K für Beugung empfänglich, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 14 gezeigt, wenn dieser Region eine vorbestimmte Versetzung "a" durch das piezoelektrische Vibrationselement G gegeben wird, um ein Tintentröpfchen zu spritzen, wobei das Problem einer Beeinträchtigung der Druckqualität entsteht.
Zusätzlich ist die Lagegenauigkeit des Anstoßens der Spitze des piezoelektrischen Vibrationselements G ein äußerst wichtiger Faktor für eine solche hohe Auflösung. Um die erforderliche Genauigkeit zu erreichen, ist daher ein Inselbereich M ausgebildet, welcher ein dicker Wandbereich ist, der fast in der Mitte einer Region gebildet ist, die eine Verformung der Druckerzeugungskammer verursacht, und die Spitze des piezoelektrischen Vibrationselements G stößt gegen diesen Inselbereich M, wie in der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3-15555 offenbart.
Diese Konstruktion ermöglicht die Versetzung des piezoelektrischen Vibrationselements G, die durch den Inselbereich M zu übertragen ist, sogar wenn die Position des Anstoßens des piezoelektrischen Vibrationselements G leicht verschoben wird. Daher kann der Membranbereich H einer vorbestimmten Versetzung unterzogen werden.
Jedoch können bei einer solchen äußerst hohen Auflösung wie 180 dpi oder mehr, leicht Ungenauigkeiten in der relativen Position zwischen dem Inselbereich M und der Druckerzeugungskammer A auftreten, die die Druckerzeugungskammer A dazu bringen, unbeständig verformt zu werden, wobei das Problem einer Beeinträchtigung der Druckqualität entsteht.
Des weiteren wird, um den Abstand der Druckerzeugungskammer A zu verringern, die Trennwand, die die Druckerzeugungskammer A abgrenzt, dünn, was wiederum die Steifigkeit verringert. Als Folge davon wird eine Druckerzeugungskammer durch die Zusammenziehung und Ausdehnung eines piezoelektrischen Vibrationselements verformt, das eine andere Druckerzeugungskammer antreibt, die benachbart zu einer solchen Druckerzeugungskammer ist und verursacht einen sogenannten Satelliten. Zudem wird der Verformungsgrad der Druckerzeugungskammer durch die Ausdehnung des piezoelektrischen Vibrationselements verringert, wobei das Problem einer Herabsetzung der Tintenspritzeffizienz entsteht.
EP-A-0 563 603 beschreibt einen dicken Wandbereich in einer Region, die der Trennwand zugewandt ist, welche die Druckerzeugungskammer festlegt. Die Breite dieses dicken Wandbereichs entspricht der Breite der Trennwand.
Die Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorgenannten Probleme gemacht, und eine Aufgabe der Erfindung ist daher, eine verbesserte Substrateinheit für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf und einen verbesserten Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Substrateinheit für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß dem selbständigen Anspruch 1 und dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß dem selbständigen Anspruch 14 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale, Gesichtspunkte und Einzelheiten der Erfindung sind aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich. Die Ansprüche sind als eine erste, nicht einschränkende Annäherung einer Abgrenzung der Erfindung im allgemeinen zu verstehen. Gemäß einem spezifischen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Substrateinheit bereitgestellt, bei der die nicht gestützte Region der Druckerzeugungskammer so kurz wie möglich gemacht ist, um die Steifigkeit der Substrateinheit zu erhöhen.
Ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung ist es, einen neuartigen Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitzustellen, der in der Lage ist, die Wirkung von Herstellungsungenauigkeiten auf die Druckqualität auf einen kleinstmöglichen Grad zu verringern.
Um die oben genannten Gesichtspunkte zu erreichen, wird die Erfindung vorzugsweise auf einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf angewendet, der gebildet ist, indem eine Substrateinheit an einer Basis befestigt ist, wobei die Substrateinheit durch Laminierung und Befestigung einer Fließbahnbildungsplatte, einer Düsenplatte und einer Vibrationsplatte mit einem Klebstoff gebildet ist, um wasserdicht zu sein, wobei die Fließbahnbildungsplatte Durchgangslöcher, die Druckerzeugungskammern festlegen, Tintenzuführeinlaßöffnungen und eine gemeinsame Tintenkammer aufweist, und wobei die Düsenplatte Düsenöffnungen aufweist, die in Verbindung mit den Druckerzeugungskammern stehen, und wobei die Vibrationsplatte Membranbereiche aufweist, wobei jeder Membranbereich als Reaktion auf die Versetzung eines piezoelektrischen Vibrationselements elastisch verformt ist. Bei einem solchen Tintenstrahlaufzeichnungskopf weist die Vibrationsplatte einen rahmenartigen dicken Wandbereich auf, der nahe an einer Seite der Tintenzuführeinlaßöffnung der Druckerzeugungskammer und an einer Seite der Düsenöffnung gebildet ist, wobei der dicke Wandbereich dicker ist als der Membranbereich und sich so erstreckt, daß er inselartig in Richtung des piezoelektrischen Vibrationselements ausgerichtet ist, und eine Region, die dem rahmenartigen dicken Wandbereich zugewandt ist, ist so ausgelegt, daß sie als eine Region zur Befestigung der Substrateinheit an der Basis dient.
Der rahmenartige dicke Wandbereich, der sich in Richtung des piezoelektrischen Vibrationselements ausdehnt, wird vorzugsweise von der Basis gestützt. Als Folge dieser Konstruktion kann die nicht gestützte Region der Druckerzeugungskammer so kurz wie möglich gemacht werden, was wiederum ermöglicht, daß die Basis Kraft empfängt, die durch das piezoelektrische Vibrationselement angewendet wird, und dadurch wird die Steif igkeit der Substrateinheit erhöht.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes der Erfindung in nicht zusammengebauter Form zeigt;
Fig. 2 ist ein Aufriß, der eine Ausführungsform eines piezoelektrischen Vibrationselements zeigt" das für den Kopf von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3 ist ein teilweiser perspektivischer Aufriß in vergrößerter Form, der eine Region zeigt, in der eine Substrateinheit und piezoelektrische Vibrationselemente des Kopfes von Fig. 1 gegeneinander stoßen;
Fig. 4 ist eine Skizze, die die Position einer Fließbahnbildungsplatte im Verhältnis zu einer Vilorationsplatte des Kopfes von Fig. 1 zeigt;
Fig. 5 ist ein Aufriß, der entlang der Linie A-A von Fig. 4 genommen ist;
Fig. 6 ist ein Aufriß, der entlang der Linie B-B von Fig. 4 genommen ist;
Fig. 7 ist ein Aufriß, der eine Versetzung zwischen der Vibrationsplatte und der Fließbahnbildungsplatte sowie ein Überlaufen eines Klebstoffs zeigt, der die Vibrationsplatte an der Fließbahnbildungsplatte befestigt, wenn der Kopf von Fig. 1 hergestellt wird;
Fig. 8 ist eine Skizze, die eine Struktur eines Querschnitts zeigt, der entlang einer Axiallinie einer Druckerzeugungskammer genommen ist;
Fig. 9 ist eine Skizze, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung in der Form einer oberen Oberflächenstruktur der Vibrationsplatte zeigt; -
Fig. 10 ist eine Skizze, die eine dritte Ausführungsform der Erfindung in der Form einer oberen Oberflächenstruktur der Vibrationsplatte zeigt;
Fig. 11 ist eine Skizze, die eine vierte Ausführungsform der Erfindung in der Form einer oberen Oberflächenstruktur der Vibrationsplatte zeigt;
Fig. 12 ist eine Skizze, die eine Ausführungsform zeigt, bei der piezoelektrische Vibrationselemente des Beugevibrationsmodus verwendet werden.
Fig. 13 (A) ist ein Aufriß, der einen exemplarischen herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zeigt;
Fig. 13 (B) ist eine Skizze, die schematisch ein überlaufen eines Klebstoffs zeigt; und
Fig. 14 ist eine Skizze, die einen exemplarischen herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zeigt.
Im folgenden werden Einzelheiten der Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben, die in den Zeichnungen gezeigt sind.
Fig. 1 zeigt die allgemeine äußere Erscheinung eines Aufzeichnungskopfes der Erfindung. In Fig. 1 bezeichnet Bezugsnummer 2 eine Düsenplatte, die darin gebildete Düsenöffnungen 1 aufweist; 3 bezeichnet eine Fließbahnbildungsplatte, die Durchgangslöcher 3a, die Druckerzeugungskammern 9 festlegen, Durchgangslöcher 3b, die Tintenzuführeinlaßöffnungen 10 festlegen, und ein Durchgangsloch 3d aufweist, das eine gemeinsame Tintenkammer festlegt, die darin gebildet ist; und 4 bezeichnet eine Vibrationsplatte, die elastisch verformt wird, während sie gegen die Spitze des piezoelektrischen Vibrationselements 6 stößt. Eine Substrateinheit 5 ist gebildet, indem die Düsenplatte 2 und die Vibrationsplatte 4 an beiden Oberflächen der Fließbahnbildungsplatte 3 befestigt sind, um wasserdicht zu sein.
Bezugsnummer 7 bezeichnet eine Basis, in die piezoelektrische Vibrationselemente 6 eingesetzt sind, so daß die piezoelektrischen Vibrationselemente darin vibrieren können. Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf ist in einem einzigen Körper hergestellt, indem die piezoelektrischen Vibrationselemente 6 und die Substrateinheit 5 an der Vibrationsplatte 4 befestigt sind, die gegen die Spitzen der piezoelektrischen Vibrationselemente 6 stößt, die durch Öffnungen der Basis freigelegt sind. Es wird angemerkt, daß die Bezugsnummer 12 in Fig. 1 eine Tintenzuführleitung für die Zuführung von Tinte von einem nicht gezeigten Tintenbehälter zur Substrateinheit 5 bezeichnet.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des piezoelektrischen Vibrationselements 6. Eine Vielzahl von Schichten, von denen jede so gebildet ist, daß eine piezoelektrische Materialschicht 60 zwischen Elektrodenschichten 61, 62 angebracht ist, sind übereinandergeschichtet, um ein Schichtelement zu bilden. Enden der Elektrodenschichten 61 und Enden der Elektrodenschichten 62 sind Enden des Schichtelements ausgesetzt, um jeweils mit einer Segmentelektrode 62 und einer gemeinsamen Elektrode 64 verbunden zu sein, so daß sich das piezoelektrische Vibrationselement 6 in Richtungen ausdehnen und zusammenziehen kann, die parallel zu den Elektrodenschichten 61, 62 sind.
Fig. 3 ist eine Skizze, die zeigt, wie die Substrateinheit 5 und die piezoelektrischen Vibrationselemente 6 befestigt sind. Die Fließbahnbildungsplatte 3 ist zwischen der Düsenplatte 2 und der Vibrationsplatte 4 angebracht, welche an beiden Oberflächen der Fließbahnbildungsplatte 3 mit einem Klebstoff befestigt sind, um wasserdicht zu sein, so daß die Druckerzeugungskammern 9 so gebildet sind, daß sie sich entlang der Anordnungen der Düsenöffnungen 1 erstrecken.
Andererseits ist in der Vibrationsplatte 4 ein Inselbereich 4a so gebildet, daß er etwa in der Mitte einer Region angeordnet ist, die der entsprechenden Druckerzeugungskammer 9 zugewandt ist, und es sind ebenfalls ein erster dicker Wandbereich 4b, ein zweiter und ein dritter dicker Wandbereich 4c, 4d gebildet. Der Inselbereich stößt gegen die Spitze des piezoelektrischen Vibrationselements 6. Der erste dicke Wandbereich 4b ist so gebildet, daß er einer Trennwand 3c zugewandt ist, die die benachbarten Druckerzeugungskammern 9 trennt und entweder mit der Grenze der Druckerzeugungskammer 9 übereinstimmt oder leicht über die Druckerzeugungskammer 9 auskragt, wie in Fig. 3 gezeigt. Der dritte und der vierte dicke Wandbereich 4c, 4d sind so gebildet, daß sie leicht über beide Enden der Druckerzeugungskammer 9 auskragen. Eine Region, die ein dicker Wand bereich ist, der von dem ersten, zweiten und dritten dicken Wandbereich 4b, 4c, 4d umgeben ist, ist als ein Membranbereich 4e festgelegt. Der Membranbereich 4e wird vom piezoelektrischen Vibrationselement 6 verformt.
Wenn der Membranbereich 4e zu einer Größe ausgebildet ist, die kleiner ist als die Öffnung der Druckerzeugungskammer 9, so daß die dicken Wandbereiche 4b, 4c, 4d der Vibrationsplatte 4 über die Druckerzeugungskammer 9 auskragen, kragt der erste dicke Wandbereich 4b über die Druckerzeugungskammer 9 um ΔL1 von der Wand 3c aus, die die Druckerzeugungskammern festlegt (Fig. 5), und der zweite und der dritte dicke Wandbereich 4c, 4e kragen ebenfalls um AL2 in unmittelbarer Nähe von beiden Enden der Druckerzeugungskammer über die Druckerzeugungskammer aus (Fig. 6).
Nehmen wir ein spezifisches Beispiel, bei dem die Breite W1 der Druckerzeugungskammer 9 auf 200 um festgelegt ist, die Breite W2 der Trennwand 3c auf 80 um festgelegt ist und die Breite W3 des ersten dicken Wandbereichs 4b auf 140 um festgelegt ist. Dann kann eine überkragende Länge ΔL1 von 30 um in dem Fall bereitgestellt werden, in dem die Fließbahnbildungsplatte 3 und die Vibrationsplatte 4 aneinander befestigt sind, wobei die Mittellinie der Druckerzeugungskammer 9 mit der des Inselbereichs 4a ausgerichtet ist.
Als Folge davon kann, wenn der Membranbereich 4e so angeordnet ist, daß er der Druckerzeugungskammer 9 mit einem Positionsfehler ΔL3 zwischen der Fließbahnbildungsplatte 3 und der Vibrationsplatte 4 zugewandt ist, welcher beispielsweise 20 um beträgt, wie in Fig. 7 gezeigt, ein Überlaufbereich ΔL4 des Klebstoffs P bereitgestellt: werden, der 10 um beträgt. Als Folge davon wird, selbst wenn der Klebstoff P über die Trennwand 3c überläuft, ein solcher übergelaufener Klebstoff P vom ersten, zweiten und dritten dicken Wandbereich 4b, 4c, 4d aufgenommen, wobei verhindert wird, daß der Klebstoff P weiter zum Membranbereich 4e überläuft, was wiederum ermöglicht, daß der Membranbereich 4e eine konsistent elastische Charakteristik aufrechterhält.
Das heißt, wenn die Vibrationsplatte 4 und die Fließbahnbildungsplatte 3 versetzt zum dicken Wandbereich 4b sind, welcher so gebildet ist, daß er mit der Breite der Trennwand 3c der Druckerzeugungskammer 9 übereinstimmt, läuft der Klebstoff P in den Membranbereich 4e über, wodurch die Vibrationscharakteristik des Membranbereichs 4e unregelmäßig wird.
Wenn die Breite W3 des ersten dicken Wandbereichs 4b, der der Trennwand 3c zugewandt ist, um etwa 5 bis 50% hinsichtlich der Breite W2 der Trennwand 3c, die die benachbarten Druckerzeugungskammern 9 festlegt, erhöht wird, können im allgemeinen Herstellungsfehler aufgefangen werden, und die Tintenspritzleistung kann daher aufrechterhalten werden.
Andererseits ist der Membranbereich 4e durch den rahmenartigen zweiten und dritten dicken Wandbereich 4c, 4d festgelegt, deren Dicke im wesentlichen dieselbe wie die des Inselbereichs 4a ist, und er ist durch den ersten dicken Wandbereich 4b in einem Stück mit dem zweiten und dritten Wandbereich gebildet und erstreckt sich parallel zu der Trennwand 3c der Druckerzeugungskammer 9. Als Folge davon wird die Trennwand 3c, die die Druckerzeugungskammer 9 abgrenzt, nicht nur durch die Düsenplatte 2 verstärkt, sondern ebenfalls durch den ersten dicken Wandbereich 4b der Vibrationsplatte 4, was wiederum die Steifigkeit der Substrateinheit 5 als ganzes hinsichtlich der Versetzung des piezoelektrischen Vibrationselements 6 erhöht. Daher kann die Beugung der Substrateinheit 5 zu dem Zeitpunkt, zu dem die Tinte ausgespritzt wird, minimiert werden, wobei Kreuzkopplungen verhindert werden.
Des weiteren erstrecken sich, wie ein Fig. 8 gezeigt, der zweite und dritte dicke Wandbereich 4c, 4d, die an beiden Enden der Druckerzeugungskammer 9 gebildet sind, in Richtung des piezoelektrischen Vibrationselements 6, um entlang der Trennwand 3c der Druckerzeugungskammer 9 zu verlaufen, und die ausgedehnten Regionen (die Regionen, die durch Punkte in Fig. 3 gezeigt sind) werden von der Basis 7 gestützt, während sie an der Basis 7 mit dem Klebstoff befestigt sind. Daher wird eine nicht gestützte Region 52 kürzer als die nicht gestützte Region 51 (Fig. 14) in dem herkömmlichen Beispiel, wodurch die Beugung der Substrateinheit 5 aufgrund der Versetzung des piezoelektrischen Vibrationselements 6 verkleinert wird.
Die Vibrationsplatte 4 kann gebildet werden, indem Nickel, Chrom oder ähnliches zur Bildung des Inselbereichs 4a und der dicken Wandbereiche 4b, 4c, 4d auf einem hochmolekularen Film, so wie Polyimid, Polysulfon, Polycarbonat, Polyetherimid, Polyethylen, Polyamid oder Polyester, galvanisiert wird, oder indem der hochmolekulare Film auf einem Metallfilm so wie Nickel, Chrom, rostfreier Stahl, Gold, Silber, Kupfer oder Titan durch Gießen oder ähnliches laminiert wird und der Metallfilm geätzt wird, um die Profile des Inselbereichs 4a und der dicken Wandbereiche 4b, 4c, 4d anzugleichen, oder indem ein Metallfilm, so wie Silizium, Nickel, Chrom, rostfreier Stahl oder Titan, verwendet wird und eine Region teilweise geätzt wird, um den Membranbereich 4e zu bilden.
Bei dieser Ausführungsform wurden ein 40 um dicker rostfreier Stahlfilm und ein 3 um dicker Polyimidfilm durch Kleben laminiert, und der rostfreie Stahlfilm wurde geätzt, um die Vibrationsplatte 4 herzustellen.
Fig. 9 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß nur Bereiche nahe der beiden Enden der Druckerzeugungskammer 9 (Regionen A, B in Fig. 9) außerhalb des ersten dicken Wandbereichs, der auf der Vibrationsplatte 4 gebildet ist, veranlaßt werden, die Druckerzeugungskammer zu überkragen, und daß die Breite einer Region (Region G in Fig. 9) des ersten dicken Wandbereichs, der dem Inselbereich 4a zugewandt ist, veranlaßt wird, mit der Breite der Trennwand 3c übereinzustimmen, die die Druckerzeugungskammer 9 festlegt.
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann der Bereich des Membranbereichs 4e nur vergrößert werden, wenn die Genauigkeit bei der Ausrichtung der Vibrationsplatte 4 zu der Fließbahnbildungsplatte 3 verbessert wird. Zusätzlich kann die Region, die durch die Basis 7 befestigt ist, so groß wie möglich gemacht werden, d. h. die nicht gestützte Region S2 kann verkürzt werden, um die Beugung der Substrateinheit 5 zu verringern.
Fig. 10 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Die dritte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und dritte dicke Wandbereich 4c, 4d, die nahe der beiden Enden der Druckerzeugungskammer 9 ausgebildet sind, halbinselförmig gemacht wird, indem diese dicken Wandbereiche 4c, 4d in einem solchen Ausmaß ausgedehnt werden, daß sie beide Enden des Inselbereichs 4a erreichen (Regionen A, B in Fig. 10), und dadurch, daß der erste dicke Wandbereich 4b durch einen dünnen Wandbereich 4f ersetzt ist. Gemäß der dritten Ausführungsform ist die Region, die von der Basis 7 gestützt wird, so lang wie möglich gemacht, um die Beugung der Substrateinheit 5 zu verringern. Wenn der Klebstoff zur Befestigung der Substrateinheit 5 an der Basis 7 durch Übertragung aufgetragen wird, kann die Region, auf die der Klebstoff angewendet wird, innerhalb der inselförmigen dicken Wandbereiche beschränkt werden, wodurch vermieden wird, daß der Klebstoff zur Befestigung der Basis 7 bis zum Membranbereich 4e überläuft.
Bei dieser Ausführungsform wird ein Klebevorgang zwischen der Basis 7 und den dicken Wandbereichen 4c und 4d in einer Region ausgeführt, die zwischen einer inneren Seite der Druckerzeugungskammer 9 und äußeren Seiten von beiden Enden des Inselbereichs 4a festgelegt ist, um zu verhindern, daß die Basis 7 und der Inselbereich 4a durch eine Vibration der Vibrationsplatte 4 in Kontakt kommen, wenn der Tintenausstoßvorgang ausgeführt wird.
Fig. 11 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung. Die vierte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste dicke Wand bereich 4b in einer Region gebildet ist (Region C in Fig. 11), die dem Inselbereich zugewandt ist, um sich an den vorgenannten inselförmigen zweiten und dritten dicken Wandbereich 4c, 4d anzuschließen, so daß die Breite des ersten dicken Wandbereichs 4b etwas kleiner als die Trennwand 3c ist.
Gemäß der vierten Ausführungsform kann nicht nur die Steifigkeit der Substrateinheit als ganzes verbessert werden und der Bereich des Membranbereichs 4e kann so groß wie möglich gemacht werden, sondern auch die Region, die von der Basis 7 gestützt wird, kann vergrößert werden, um eine Beugung der Substrateinheit 5 zu verhindern.
Während in den vorgenannten Ausführungsformen das Beispiel, bei dem das piezoelektrische Vibrationselement eines senkrechten Vibrationsmodus als Antriebsquelle verwendet wird, beschrieben worden ist, kann ebenfalls ein piezoelektrisches Vibrationselement eines Beugevibrationsmodus verwendet werden.
Das heißt, wie in Fig. 12 gezeigt, ein piezoelektrisches Vibrationselement 20 eines Beugevibrationsmodus wird so auf der Oberfläche des Membranbereichs 4e, der durch die dicken Wandbereiche 4b, 4c, 4d festgelegt ist, befestigt, daß es nicht in Kontakt mit den dicken Wandbereichen 4b, 4c, 4d kommt, ohne den Inselbereich 4a zu bilden. Als Folge dieser Konstruktion wird der Membranbereich 4e zusammengezogen, um dabei eine Druckerzeugungskammer 23 zusammenzuziehen, die aus einer Fließbahnbildungsplatte 21, einer zweiten Abdeckplatte 24 und der Vibrationsplatte 4 gebildet ist, welche ihrerseits veranlaßt, daß Tinte aus einer Düsenöffnung 21 gespritzt wird, die in Verbindung mit der Druckerzeugungskammer 23 steht. Bei dieser Ausführungsform kann ebenfalls die Ausbreitung von Vibrationen zu den benachbarten Druckerzeugungskammern 23 durch die dicken Wandbereichs 4b, 4c, 4d verhindert werden. Es wird angemerkt, daß die Bezugsnummer 25 eine Tintenzuführeinlaßöffnung bezeichnet.
Wie oben beschrieben, ist der Tintenstrahlaufzeichnungskopf der Erfindung gebildet, indem eine Substrateinheit an einer Basis befestigt ist, wobei die Substrateinheit durch Laminierung und Befestigung einer Fließbahnbildungsplatte, einer Düsenplatte und einer Vibrationsplatte mit einem Klebstoff gebildet ist, um wasserdicht zu sein, wobei die Fließbahnbildungsplatte Durchgangslöcher, die Druckerzeugungskammern festlegen, Tintenzuführeinlaßöffnungen und eine gemeinsame Tintenkammer aufweist, und wobei die Düsenplatte Düsenöffnungen aufweist, die in Verbindung mit den Druckerzeugungskammern stehen, und wobei die Vibrationsplatte Membranbereiche aufweist, wobei jeder Membranbereich als Reaktion auf die Versetzung eines piezoelektrischen Vibrationselements elastisch verformt ist, und bei einem solchen Tintenstrahlaufzeichnungskopf weist die Vibrationsplatte rahmenartige dicke Wandbereiche auf, die nahe an einer Seite der Tintenzuführeinlaßöffnung der Druckerzeugungskammer und an einer Seite der Düsenöffnung gebildet sind, wobei die dicken Wandbereiche dicker sind als der Membranbereich und sich so erstrecken, daß sie inselartig in Richtung des piezoelektrischen Vibrationselements ausgerichtet sind, und eine Region, die den rahmenartigen dicken Wandbereichen zugewandt ist, ist so ausgelegt, daß sie als eine Region zur Befestigung der Substrateinheit an der Basis dient. Als Folge dieser Konstruktion kann die nicht gestützte Region der Druckerzeugungskammer verkürzt werden, ohne die Versetzung des Membranbereichs zu stören, was wiederum die Beugung der Substrateinheit verringert, die auf eine Versetzung des piezoelektrischen Vibrationselements zurückzuführen ist.

Claims

1. Substrateinheit (5) für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf umfassend

eine Fließbahnbildungsplatte (3) mit Druckerzeugungskammern (9); eine Düsenplatte (2) mit Düsenöffnungen (1), die mit den Druckerzeugungskammern (9) in Verbindung stehen; und eine Vibrationsplatte (4), wobei die Vibrationsplatte (4) wenigstens einen verformbaren Membranbereich (4e) und wenigstens einen dicken Wandbereich (4b, 4c, 4d) aufweist, der dicker ist als der Membranbereich (4e), so daß der Membranbereich (4e) einer Öffnung in den Drucketzeugungskammern (9) zugewandt ist, wobei der Membranbereich (4e) mit einer Größe ausgebildet ist, die geringer ist als die Öffnung der Druckexzeugungskammern (9), so daß der dicke Wandbereich (4b,4c,4d) über Bereiche der Druckerzeugungskammern (9) auskragt.

2. Substrateinheit (5) gemäß Anspruch 1, be i dem der dicke Wandbereich (4b,4c,4d) in der der Trennwand (3c) zugewandten Region inselförmig ausgebildet ist.

3. Substrateinheit (5) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Substrateinheit (5) durch Laminierung und Befestigung der Fließbahnbildungsplatte (3), der Düsenplatte (2) und Vibrationsplatte (4) gebildet ist.

4. Substrateinheit (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Fließbahnbildungsplatte (3) des weiteren Tintenzuführeinlaßöffnungen (10) und eine gemeinsame Tintenkammer aufweist.

5. Substrateinheit (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Membranbereich (4e) elastisch verformbar in Übereinstimmung mit Versetzungen eines piezoelektrischen Elements (6) ist und der dicke Wandbereich (4b, 4c, 4d) rahmenartig nahe wenigstens beider Druckerzeugungskammern (9) ausgebildet ist und/oder sich derart erstreckt, daß er inselartig in Richtung des piezoelektrischen Vibrationselements (6) ausgerichtet ist.

6. Substrateinheit (5) gemäß Anspruch 5, bei dem eine dem rahmenartigen dicken Wandbereich zugewandte Region derart ausgebildet ist, daß sie als eine Region zur Befestigung der Substrateinheit (5) an einer Basis (7) ausgebildet ist.

7. Substrateinheit (5) gemäß Anspruch 6, bei dem eine Region des rahmenartigen dicken Wandbereichs (4b, 4c, 4d) näher an dem piezoelektrischen Vibrationselement (6) angeordnet ist als wenigstens beide Enden der Druckerzeugungskammer (9) und derart ausgebildet ist, daß sie als eine Region zur Befestigung der Substrateinheit (5) an der Basis (7) dient.

8. Substrateinheit (5) gemäß Anspruch 6, bei dem die Basis (7) an der Substrateinheit (5) mit einem zwischen der Basis (7) und dem Membranbereich (4e) festgelegten vorgegebenen Abstand befestigt ist.

9. Substrateinheit (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Inselbereich (4a) an einer der Druckerzeugungskammer (9) zugewandten Region ausgebildet ist und der Inselbereich (4a) einem dicken Wandbereich (4b, 4c, 4d) entspricht.

10. Substrateinheit (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der dicke Wandbereich (4b, 4c, 4d) sich derart erstreckt, daß er einer die Druckerzeudungskammer (9) festlegenden Trennwand (3c) zugewandt ist.

11. Substrateinheit (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der dicke Wandbereich (4b, 4c, 4d) diskontinuierlich in einer dem piezoelektrischen Vibrationselement (6) zugewandten Region ausgebildet ist.

12. Substrateinheit (5) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der dicke Wandbereich (4b, 4c, 4d) nahe einer Seite der Tintenzuführeinlaßöffnung (10) der Druckerzeugungskammer (9) und einer Seite der Düsenöffnung (1) ausgebildet ist.

13. Substrateinheit (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Breite (W&sub3;) des dicken Wandbereichs (4b, 4c, 4d) in einer Trennwand (3c) zugewandten Region, die die Druckerzeugungskammer (9) festlegt, auf einen Wert von 5 bis 50% größer als eine Breite (W&sub2;) einer Trennwand (3c), die die Druckerzeugungskammer (9) festlegt, eingestellt ist.

14. Tintenstrahlaufzeichnungskopf umfassend eine Substrateinheit (5) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.