DE69719747T2

DE69719747T2 - Tintenstrahlschreibkopf

Info

Publication number: DE69719747T2
Application number: DE69719747T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Suwa-shi KITAHARA
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2017-11-15
Also published as: US6213594B1; EP0897801A4; WO1998022288A1; EP0897801A1; DE69719747D1; EP0897801B1; JP3454833B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahl-Druckkopf, betrifft spezieller ein Verfahren zum Herstellen eines strömungsdurchlassbildenden Substrats.
2. Beschreibung der verwandten Technik
In einem Tintenstrahl-Druckkopf, wie in 13 gezeigt, ist eine Strömungsdurchlasseinheit durch ein strömungsdurchlassbildendes Substrat F gebildet, in dem ein Speicher A, dem von einem außengelegenen Vorratsbehälter Tinte zugeführt wird, eine druckerzeugende Kammer B, die konkav ist und von außen unter Druck gesetzt wird, eine Tintenzuflussöffnung C, die den Speicher A und die druckerzeugende Kammer B verbindet, und ein Düsenverbindungsloch E, das ein Durchgangsloch ist und die druckerzeugende Kammer B und eine Düsenöffnung D verbindet, gebildet sind, eine elastische Platte G zum Abdichten einer Oberfläche des strömungsdurchlassbildenden Substrats F und eine Düsenplatte H, die mit der Düsenöffnung D versehen ist, zum Abdichten der anderen Oberfläche des strömungsdurchlassbildenden Substrats F. Der Tintenstrahl-Druckkopf ist so geartet, dass durch Berühren eines piezoelektrischen Vibrators J der elastischen Platte G und Ausdehnen der druckerzeugenden Kammer B durch die Verstellung des piezoelektrischen Vibrators J Tinte in dem Speicher A über die Tintenzuflussöffnung C in die druckerzeugende Kammer B gesaugt wird und durch Druckaufbau in der Tinte in der druckerzeugenden Kammer B durch Zusammenziehen der druckerzeugenden Kammer B ein Tintentröpfchen aus der Düsenöffnung D austritt.
Da bei solch einem Tintenstrahl-Druckkopf durch Verwenden von Farbtinte auf einfache Weise ein voller Farbdruck ausgeführt werden kann, wird der Tintenstrahl-Druckkopf schnell als ein Druckkopf eines Farbdruckers beliebt, und hierdurch wird es erforderlich, dass Druckqualität und -dichte weiter erhöht werden.
Da die Druckqualität und -dichte eines Tintenstrahl-Druckkopfes in hohem Maße von der Größe eines Punktes abhängen, den ein Tintentröpfchen bildet, ist es erforderlich, die Menge an Tinte pro Tröpfchen soweit wie möglich zu verringern, um die Größe eines Punktes zu verkleinern.
Deswegen kann das Volumen einer druckerzeugenden Kammer soweit wie möglich verringert werden und zusätzlich können druckerzeugende Kammern in hoher Dichte angeordnet werden, indem druckerzeugende Kammern in hoher Dichte angeordnet werden, ein Substrat, das 300 μm dick oder dicker ist, wünschenswert ein Substrat, das ungefähr 500 μm dick ist, z. B. im Hinblick auf die Betriebsgenauigkeit ein einkristallines Siliziumsubstrat als ein strömungsdurchlassbildendes Substrat ausgewählt wird, unter Berücksichtigung des Verhinderns, dass ein strömungsdurchlassbildendes Substrat durch Druck verformt wird, wenn ein Tintentröpfchen austritt, und weiterhin der Einfachheit der Handhabung beim Zusammenbau und Bilden der druckerzeugenden Kammer als ein flacher konkaver Abschnitt durch Photolithographie und anisotropes Ätzen, wie in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. Sho 58-40509 offenbart.
Wenn die druckerzeugende Kammer auf einer Oberfläche des Substrats als ein konkaver Abschnitt ausgebildet ist, wie oben beschrieben, ist es erforderlich, dass das Düsenverbindungsloch E zum Verbinden der druckerzeugenden Kammer und der Düsenöffnung die druckerzeugende Kammer mit der Düsenöffnung D der Düsenplatte, die auf der Oberfläche der Seite, die zu der Oberfläche, auf der die druckerzeugende Kammer gebildet ist, rückseitig ist, in Verbindung bringt.
Solch ein Düsenverbindungsloch E wird gebildet, indem ein Durchgangsloch mit einem sehr kleinen Durchmesser erzeugt wird, das vorher von einer Oberfläche bis zu der anderen Oberfläche in einem Bereich gelocht wird, um das Düsenverbindungsloch E zu sein, wie in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. Sho. 5-309835 offenbart, und anisotropes Ätzen in die Tiefe unter Verwendung des obigen Lochs als ein Ätz-Pilotloch durchgeführt wird, so dass die Breite des Düsenverbindungslochs E der Breite der druckerzeugenden Kammer B an der größten Stelle ungefähr gleich ist.
Da, wie in 14 gezeigt, die Höhe einer Trennwand in einem Bereich K', der dem Düsenverbindungsloch E gegenüberliegt, der Dicke d' des einkristallinen Siliziumsubstrats gleich und groß ist, obwohl die Trennwand in der Umgebung der druckerzeugenden Kammer mit hoher Steifigkeit versehen ist, da die Tiefe d der druckerzeugenden Kammer klein ist in einem Bereich K in der Umgebung der druckerzeugenden Kammer von Trennwänden zum Trennen der druckerzeugenden Kammern B, ist die Steifigkeit der Trennwand zwischen benachbarten Düsenverbindungslöchern E folglich extrem klein, und es gibt das Problem, dass der Druck, wenn Tinte elastisch ausgestoßen wird, den Bereich K' verformt und Kreuzkopplung zwischen den benachbarten druckerzeugenden Kammern B verursacht wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein erfindungsgemäßer Tintenstrahl-Druckkopf ist versehen mit einem strömungsdurchlassbildenden Substrat, in dem eine druckerzeugende Kammer, ein Speicher, eine Tintenzuflussöffnung und ein Düsenverbindungsloch, das ein Durchgangsloch ist, gebildet sind, einer Düsenplatte, die mit einer Düse versehen ist, die über das Düsenverbindungsloch mit der druckerzeugenden Kammer in Verbindung steht, einem Abdeckungselement zum Abdichten der Seite der druckerzeugenden Kammer des strömungsdurchlassbildenden Substrats, und Druckerzeugungsvorrichtung zum Druckaufbau in der druckerzeugenden Kammer, in dem zwei Speicher gebildet sind, wobei die druckerzeugende Kammer zwischen den beiden Speichern eingefasst ist, die druckerzeugende Kammer mit mindestens einem dieser Speicher über die Tintenzuflussöffnung in Verbindung steht, und die Düsenverbindungslöcher in Zickzackform in ungefähr symmetrischer Position angeordnet sind, in der die Mitte in der Längsrichtung der druckerzeugenden Kammer zwischen den benachbarten Düsenverbindungslöchern eingefasst ist, und so dass eines der benachbarten Düsenverbindungslöcher in der Längsrichtung der druckerzeugenden Kammer verschoben ist.
Hierdurch kann, da die Höhe einer Trennwand zum Trennen des Düsenverbindungslochs, das ein Durchgangsloch ist, und der benachbarten druckerzeugenden Kammer ungefähr gleich ist der Höhe einer Trennwand zwischen den druckerzeugenden Kammern, das strömungsdurchlassbildende Substrat mit ausreichender Steifigkeit versehen werden. Folglich kann, selbst wenn die druckerzeugenden Kammern in hoher Dichte angeordnet sind, ein piezoelektrischer Vibrator, der kleiner als der Außendurchmesser eines Diaphragmas ist, verwendet und Kreuzkopplung verhindert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1(a) und 1(b) zeigen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tintenstrahl-Druckkopfes als Struktur eines Abschnitts, betrachtet längs einer Mittellinie zwischen benachbarten druckerzeugenden Kammern. 2 ist eine Draufsicht, die eine Ausführungsform eines strömungsdurchlassbildenden Substrats in dem obigen Tintenstrahl-Druckkopf durch Vergrößern der obigen Umgebung einer Tintenzuflussöffnung, einer druckerzeugenden Kammer und eines Düsenverbindungslochs zeigt, und 3 ist eine perspektivische Zeichnung, die die Umgebung eines Speichers, der Tintenzuflussöffnung, der druckerzeugenden Kammer und des Düsenverbindungslochs in dem strömungsdurchlassbildenden Substrat des obigen Tintenstrahl-Druckkopfes durch Vergrößern der obigen Umgebung zeigt.
4, 5 bzw. 6 zeigen eine Ausführungsform für den Fall, dass das erfindungsgemäße strömungsdurchlassbildende Substrat durch anisotropes Ätzen unter Verwendung eines einkristallinen Siliziumsubstrats hergestellt ist.
7(a) und 7(b) zeigen eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tintenstrahl-Druckkopfes als Struktur eines Abschnitts, betrachtet längs einer Mittellinie zwischen benachbarten druckerzeugenden Kammern .
8(a) und 8(b) zeigen eine noch andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tintenstrahl-Druckkopfes als Struktur eines Abschnitts, betrachtet längs einer Mittellinie zwischen benachbarten druckerzeugenden Kammern.
9 ist eine Draufsicht, die die Anordnung von Düsenöffnungen, die auf den in 8 gezeigten Tintenstrahl-Druckkopf angewandt werden kann, im Verhältnis der Anordnung von Düsenöffnungen zu dem strömungsdurchlassbildenden Substrat zeigt.
10(a) und 10(b) zeigen beide die andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tintenstrahl-Druckkopfes als Struktur eines Abschnitts, betrachtet längs einer Mittellinie zwischen benachbarten druckerzeugenden Kammern.
11 ist eine Draufsicht, die eine andere Ausführungsform des strömungsdurchlassbildenden Substrats, das für den erfindungsgemäßen Tintenstrahl-Druckkopf verwendet wird, zeigt.
12 ist eine Draufsicht, die die andere Ausführungsform des strömungsdurchlassbildenden Substrats, das für den erfindungsgemäßen Tintenstrahl-Druckkopf verwendet wird, zeigt.
13 zeigt ein Beispiel für einen herkömmlichen Tintenstrahl-Druckkopf, und 14 ist eine perspektivische Zeichnung, die ein Beispiel für ein strömungsdurchlassbildendes Substrat in dem Tintenstrahl-Druckkopf herkömmlichen Typs zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird auf Basis von Ausführungsformen, die in den untenstehenden Zeichnungen gezeigt sind, im Detail beschrieben werden.
1(a) und 1(b) zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Struktur eines Abschnitts, betrachtet längs einer Mittellinie (einer Linie A–A und einer Linie B–B in 2) zwischen benachbarten druckerzeugenden Kammern 2; ein strömungsdurchlassbildendes Substrat 1 ist in dieser Ausführungsform aus einem einkristallinen 5iliziumsubstrat hergestellt; eine druckerzeugende Kammer 2 ist durch anisotropes Halb-Ätzen als ein flacher konkaver Abschnitt gebildet und ein erster Speicher 3 und ein zweiter Speicher 4 sind, ebenfalls durch anisotropes Petzen, in zwei Säulen als ein Durchgangsloch in dieser Ausführungsform auf beiden Seiten jeder druckerzeugenden Kammer 2 gebildet. Jede druckerzeugende Kammer 2, die in einer Reihe benachbart ist, steht über eine Tintenzuflussöffnung 5 oder 6, die ein konkaver Abschnitt mit einer Tiefe, die der Tiefe der druckerzeugenden Kammer 2 ungefähr gleich ist, mit dem ersten Speicher 3 oder dem zweiten Speicher 4 in Verbindung.
An dem Ende der Seite, auf der die Tintenzuflussöffnung 5 oder 6 nicht gebildet ist, ist ein Düsenverbindungsloch 7 oder 8, gelocht aus der druckerzeugenden Kammer 2 bis auf die andere Oberfläche, d. h. auf die Oberfläche einer Düsenplatte 13, gebildet. In 2 zeigt die Zickzackschraffierung einen Bereich, der nicht geätzt ist; Schrägschraffierung zeigt einen halbgeätzten Bereich, und ein Bereich, der nicht schraffiert ist, zeigt weiterhin ein Durchgangsloch.
Die Oberfläche auf der Seite der druckerzeugenden Kammer der Distanzvorrichtung 1, die so wie oben beschrieben gebildet ist, ist durch eine elastische Platte 10 abgedichtet; die andere Oberfläche ist durch eine Düsenplatte 13 abgedichtet, in der eine Düsenöffnung 11 oder 12 in einem Bereich erzeugt ist, der jedem Düsenverbindungsloch 7 oder 8 gegenüberliegt, und eine Strömungsdurchlasseinheit ist aus den obigen Elementen zusammengesetzt.
Jede druckerzeugende Kammer 2 ist mit druckerzeugender Vorrichtung, einem piezoelektrischen Vibrator 14 in einem Längsschwingungsmodus, der in der vorliegenden Ausführungsform druckerzeugende Vorrichtung ist, in einem ungefähr mittleren Bereich der Mittellinie A–A oder B–B zwischen den druckerzeugenden Kammern 2 auf der elastischen Platte 10 versehen, wobei das Ende des piezoelektrischen Vibrators mit einem Inselabschnitt 10a in Berührung ist, der auf der elastischen Platte 10 gebildet ist, und das andere Ende an einem Kopfrahmen befestigt ist, der nicht gezeigt ist, der auch als ein Befestigungselement dient. Die piezoelektrischen Vibratoren 14, die jeweils als druckerzeugende Vorrichtung dienen, sind gemäß der Zahl der druckerzeugenden Kammern 2 in der Reihe der druckerzeugenden Kammern 2 angeordnet.
Wenn in dieser Ausführungsform ein Treibsignal an den piezoelektrischen Vibrator 14 angelegt wird, wird der piezoelektrische Vibrator 14 eingezogen und die druckerzeugende Kammer 2 ausgedehnt. Tinte in dem ersten oder zweiten Speicher 3 oder 4 fließt auf Grund der obigen Ausdehnung über die Tintenzuflussöffnung 5 oder 6 in die druckerzeugende Kammer 2.
Wenn dann die Ladungen des piezoelektrischen Vibrators 14 entladen werden, dehnt sich der piezoelektrische Vibrator 14 zu einem ursprünglichen Zustand aus und drückt die druckerzeugende Kammer 2 zusammen. Hierdurch wird unter Druck stehende Tinte als ein Tintentröpfchen über das Düsenverbindungsloch 7 oder 8 aus der Düsenöffnung 11 oder 12 ausgestoßen.
Da in dieser Ausführungsform die Düsenverbindungslöcher 7 und 8 von benachbarten druckerzeugenden Kammern 2 mindestens in einem in 2 gezeigten Intervall L in der Längsrichtung der druckerzeugenden Kammern 2 angeordnet sind und die Höhe M der Bereiche 15' bzw. 15" gegenüber den Düsenverbindungslöchern 7 und 8 einer Trennwand 15 zum Trennen benachbarter druckerzeugender Kammern 2, wie in 3 gezeigt, gleich der Tiefe N jeder druckerzeugenden Kammer 2 und flach ist, sind die Bereiche 15' und 15" mit ausreichender Steifigkeit versehen, die ungefähr gleich der Steifigkeit der Trennwand 15 ist, die benachbarte druckerzeugende Kammern 2 trennt. Daher werden die Bereiche 15' und 15", die jedem Düsenverbindungsloch 7 oder 8 der Trennwand 15 benachbart sind, nie durch Druck verformt, wenn Tinte ausgestoßen wird, und Kreuzkopplung wird vermieden.
Da die Düsenöffnungen 11 und 12, die jeweils mit benachbarten druckerzeugenden Kammern 2 in Verbindung stehen, in einem Intervall in der Längsrichtung der druckerzeugenden Kammer 2 angeordnet werden können, ist der Freiheitsgrad bei der Gestaltung der Düsenöffnungen erhöht und Formänderung, wenn die Düsenplatte 13 gedrückt wird, kann verteilt werden.
4 bis 6 zeigen ein Verfahren zum Herstellen des obigen strömungsdurchlassbildenden Substrats unter Annahme eines Falles als Beispiel, dass ein Speicher und ein Düsenverbindungsloch gebildet sind und ein Siliziumoxidfilm 22, der auf der gesamten Oberfläche eines einkristallinen Siliziumsubstrats 21 von einer leicht zu handhabenden Dicke gebildet ist, z. B. die Dicke von ungefähr 500 μm und die Ausrichtung einer Kristallebene von (110), durch thermische Oxidation als ein Film gebildet ist, so dass der Siliziumoxidfilm zum Schützen vor Ätzen eine vorbestimmte Dicke aufweist, z. B. 1 μm dick ist. Wenn als Film zum Schützen vor Ätzen eine Substanz mit Korrosionsbeständigkeit gegen anisotropes Ätzmittel als ein Film ausgebildet wird, wie z. B. ein Siliziumnitridfilm und ein metallischer Film, wie in 4(I) gezeigt, wird die ähnliche Wirkung als ein Film zum Schützen vor Ätzen hergestellt.
Dann wird durch Drehen und anderes ein Photolack gleichmäßig auf beiden Oberflächen des Siliziumoxidfilms 22 aufgetragen, um Photolackschichten 23 und 24 zu bilden, wie in 4 (II) gezeigt, und Photolackmuster 25, 25' und 26', um die druckerzeugende Kammer 2 und der Speicher 3 zu sein, werden durch Photolithographie auf beiden Seiten gebildet, wie in 4 (III) gezeigt.
Muster 27, 27', 28 und 28', die jeweils den Photolackmustern 25, 25', 26 und 26' entsprechen, werden als ein Ergebnis von Halb-Ätzen des Siliziumoxidfilms 22 durch Eintauchen des einkristallinen Siliziumsubstrats 21 in Puffer-Fluorwasserstofflösung, wie in 4 (IV) gezeigt, übertragen.
Dann wird durch Freilegen und Entwickeln von Bereichen, die die Tintenzuflussöffnungen 5 und 6 und die druckerzeugende Kammer 2 sein sollen, wie in 5(I) gezeigt, auf einer Oberfläche ein Muster 29 für eine Tintenzuflussöffnung gebildet, und das einkristalline Siliziumsubstrat 21 wird durch wiederholtes Eintauchen des einkristallinen Siliziumsubstrats in Puffer-Fluorwasserstofflösung geätzt, bis die Muster 27, 27', 28 und 28' des in dem obigen, in 4 (IV) gezeigten Verfahren, gebildeten Siliziumoxidfilms verschwinden, wie in 5 (II) gezeigt. Hierdurch wird ein Muster 30 des Siliziumoxidfilms zurückgelassen, und Muster 31, 31', 32 und 32' zum anisotropen Ätzen, die jeweils den druckerzeugenden Kammern 2 und den Speichern 3 und 4 entsprechen, werden auf beiden Seiten gebildet.
Nachdem unnötige Photolackschichten 33 und 34 abgezogen sind, wie in 5 (III) gezeigt, wird ein Ätz-Pilotloch 33 mit einer Tiefe bis zu einer Ausdehnung, dass Ätzen von einer Oberfläche der Muster 31 und 31' die andere Oberfläche erreichen kann, um die ungefähr parallelogrammförmige druckerzeugende Kammer 2 zu sein, wünschenswerterweise in der Mitte des Musters 31 durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl von einer Wellenlänge, die geeignet ist zum Bohren des einkristallinen Siliziumsubstrats 21, z. B. einem YAG-Laserstrahl, wie in 5 (IV) gezeigt, erzeugt.
Wenn der Bohrvorgang beendet ist, wird das einkristalline Siliziumsubstrat 21 in die wässrige Lösung von Kaliumhydroxid (KOH) von 20 Gewichtsprozent getaucht, die für anisotropes Ätzen bei ungefähr 80°C gehalten wird. Ein Speicher 35 wird durch eine einkristalline Siliziumebene (111) mit einem Winkel θ durch das obige anisotrope Ätzen auf der Oberfläche des einkristallinen Siliziumsubstrats 21 gebildet.
Ein Bereich, in dem die Muster 31 und 31' für die Düsenverbindungslöcher 7 und 8 gebildet sind, wird in dem Bereich der Muster 31 und 31' in der Richtung der Dicke geätzt, geleitet von dem Ätz-Pilotloch 33, und schließlich wird ein Durchgangsloch mit vorbestimmtem Querschnitt, wie in 6 (I) gezeigt, gebildet.
Dann, nachdem konkave Muster 36 und 37, die die Tintenzuflussöffnungen 5 und 6 und die druckerzeugende Kammer 2 sein sollen, wie in 6 (II) gezeigt, gebildet sind, wird anisotropes Ätzen ausgeführt, wie in 6 (III) gezeigt, bis die obigen Muster konkave Abschnitte 38 und 39 mit einer geeigneten Tiefe für die Tintenzuflussöffnungen 5 und 6 und die druckerzeugenden Kammern 2 werden und schließlich, wenn der Siliziumoxidfilm 22 durch Ätzen entfernt ist, ist ein strömungsdurchlassbildendes Substrat fertig gestellt, wie in 6 (IV) gezeigt.
In der obigen Ausführungsform sind die Tintenzuflussöffnungen 5 und 6 nur auf der Seite der elastischen Platte 10 gebildet; wenn jedoch eine zweite Tintenzuflussöffnung 40 oder 41 und eine zweite druckerzeugende Kammer 42 oder 43, die mit der obigen Tintenzuflussöffnung 40 oder 41 in Verbindung steht, und das Düsenverbindungsloch 7 oder 8 auf der Seite der Düsenplatte 13 gebildet ist, wie in 7(a) und 7(b) gezeigt, kann Tinte in dem Speicher 3 oder 4 über die beiden Tintenzuflussöffnungen 5 und 40 oder 6 und 41 der druckerzeugenden Kammer 2 zugeführt werden. Hierdurch ist die Zeit, die zum Zuführen von Tinte zu der druckerzeugenden Kammer 2 erforderlich ist, verringert, und der Druckkopf kann mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie in 8(a) und 8(b) gezeigt, ist nicht nur die Düsenöffnung 11 oder 12 in einer dem Düsenverbindungsloch 7 oder 8 gegenüberliegenden Position gebildet, sondern ist eine Düsenöffnung 11' oder 11" in einem Bereich gebildet, der der zweiten druckerzeugenden Kammer 42 oder 43 gegenüberliegt, und in der druckerzeugenden Kammer 2 unter Druck gesetzte Tinte kann als ein Tintentröpfchen ausgestoßen werden.
Hierdurch, wenn jede druckerzeugende Kammer 2 alternierend in einer anderen Richtung angeordnet ist, wie in 9 gezeigt, können die Düsenöffnungen 11' und 12' auch auf derselben Linie Lr angeordnet sein und die Zeitorganisation, wenn ein Tintentröpfchen ausgestoßen wird, kann vereinfacht werden.
In der obigen Ausführungsform ist die Tintenzuflussöffnung 5 oder 6 gebildet, wobei die Breite an dem Ende der druckerzeugenden Kammer 2 verengt ist, jedoch kann, wie in 9 gezeigt, ein nicht geätzter Abschnitt 44 oder 45 auch auf der Seite des Speichers in der druckerzeugenden Kammer 2 geschaffen werden, um Widerstand in einem Durchlass einzustellen.
In der obigen Ausführungsform ist ferner die Tintenzuflussöffnung 5 oder 6 an einem Ende der Seite, die von der Düsenöffnung 11 oder 12 getrennt ist, in der druckerzeugenden Kammer 2 gebildet, und Tinte wird von einer Seite zugeführt, jedoch können erste und zweite Tintenzuflussöffnungen 5 und 46 oder 6 und 47 auch auf beiden Seiten jeder druckerzeugenden Kammer 2 gebildet sein, wie in 10 gezeigt, so dass die beiden Tintenzuflussöffnungen jeweils mit den beiden Speichern 3 und 4 in Verbindung sind, wobei die druckerzeugende Kammer 2 zwischen den beiden Speichern angeordnet ist.
In der obigen Ausführungsform sind weiterhin das Düsenverbindungsloch 7 und die druckerzeugende Kammer 2 so gebildet, dass sie dieselbe Breite besitzen, jedoch selbst wenn ein Düsenverbindungsloch 48 oder 49 mit der Breite Wb, die schmaler ist als die Breite Wa der druckerzeugenden Kammer 2, gebildet ist, wie in 11 gezeigt, wird die ähnliche Wirkung erzeugt. In 11 zeigt die Zickzackschraffierung einen Bereich, der nicht geätzt ist; Schrägschraffierung zeigt einen halbgeätzten Bereich, und weiterhin zeigt ein Bereich, der nicht schraffiert ist, ein Durchgangsloch.
In der obigen Ausführungsform ist weiterhin die Breite der druckerzeugenden Kammern 2, die in einer entgegengesetzten Richtung alternierend angeordnet sind, ausgeglichen; da jedoch das Funktionsverhalten beim Ausstoßen des Tintentröpfchens durch Herstellen eines Unterschieds zwischen der Breite Wc und Wd der druckerzeugenden Kammern 2 verändert werden kann, verschieden in einer Richtung, wie in 12 gezeigt, kann die geeignete Breite für die Viskosität und Eigenschaft der Tinte ausgewählt werden, jedes Tintentröpfchen verschiedener Typen von Tinte in einem Druckkopf, z. B. jedes Tintentröpfchen von schwarzer Tinte und Farbtinte oder jedes Tintentröpfchen von verschiedenen Farben von Tinte hinsichtlich der Größe, die zum Drucken geeignet ist, angepasst werden, und der Freiheitsgrad bezüglich verwendbarer Tinte kann erhöht werden.
In der obigen Ausführungsform wird das strömungsdurchlassbildende Substrat durch anisotropes Ätzen eines einkristallinen Siliziumsubstrats behandelt, in dem ein konkaver Abschnitt und ein Durchgangsloch präzis gebildet werden können; da es jedoch offensichtlich ist, dass die Festigkeit der Trennwand in der Umgebung des Düsenverbindungslochs auch erhöht werden kann, wenn das strömungsdurchlassbildende Substrat durch Bohren einer dünnen Platte aus Metall, Keramik oder Glas oder durch das Spritzformen von polymerem Material gebildet ist, wird die ähnliche Wirkung auch erzeugt, wenn das strömungsdurchlassbildende Substrat aus einem anderen Material als einem einkristallinen Siliziumsubstrat gebildet ist.
Wie oben beschrieben, sind in einem erfindungsgemäßen Tintenstrahl-Druckkopf die beiden Speicher so gebildet, dass sich die druckerzeugende Kammer zwischen ihnen befindet, ist die druckerzeugende Kammer mit mindestens einem Speicher über die Tintenzuflussöffnung in Verbindung, und sind benachbarte Düsenverbindungslöcher in ungefähr entgegengesetzten Positionen angeordnet, wobei sich die Mitte in der Längsrichtung der druckerzeugenden Kammer zwischen den benachbarten Düsenverbindungslöchern befindet, und sind im Zickzack angeordnet, wobei die benachbarten Düsenverbindungslöcher in der Längsrichtung der druckerzeugenden Kammer verschoben sind, ist die Höhe der Trennwand zum Trennen des Düsenverbindungslochs, das ein Durchgangsloch ist, und der benachbarten druckerzeugenden Kammer ungefähr gleich der Höhe der Trennwand zwischen den benachbarten druckerzeugenden Kammern und Steifigkeit, die ausreichend ist, um Kreuzkopplung zu vermeiden, kann bewahrt werden.
Da die Düsenöffnungen in verschiedenen Positionen in der Längsrichtung der druckerzeugenden Kammer 2 angeordnet werden können, ist der Freiheitsgrad bezüglich der Position der Düsenöffnung hoch und kann Formänderung, wenn die Düsenplatte hinzugegeben wird, verteilt werden.

Claims

Tintenstrahl-Druckkopf, umfassend: ein strömungsdurchlassbildendes Substrat (1), hergestellt aus einer Platte, in der eine Vielzahl an druckerzeugenden Kammern (2), eine Vielzahl an Tintenzuflussöffnungen (5, 6) und eine Vielzahl an Düsenverbindungslöchern (7, 8) gebildet sind, wobei die Düsenverbindungslöcher (7, 8) Durchgangslöcher in der Platte sind; wobei jede druckerzeugende Kammer (2) über mindestens eine Tintenzuflussöffnung (5, 6) mit einem Speicher (3, 4) in Verbindung steht und wobei die Vielzahl an druckerzeugenden Kammern (2) einander benachbart in einer Anordnungsrichtung der druckerzeugenden Kammern bereitgestellt ist; eine Düsenplatte (13), mit der eine Seite der Substratplatte versehen ist und die mit einer Vielzahl an Düsen (11, 12) versehen ist, wobei jede Düse über das Düsenverbindungsloch (7, 8) mit der druckerzeugenden Kammer (2) in Verbindung steht; eine elastische Platte (10), mit der die andere Seite der Substratplatte zum Abdichten der druckerzeugenden Kammern (2) versehen ist; und eine Vielzahl an druckerzeugenden Vorrichtungen (14), die die elastische Platte (10) zum Druckaufbau in den druckerzeugenden Kammern (2) berühren; gekennzeichnet durch zwei Speicher (3, 4), die sich in der Anordnungsrichtung erstrecken und die in einer Längsrichtung quer zu der Anordnungsrichtung mit einem Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die druckerzeugenden Kammern (2) zwischen den beiden Speichern (3, 4) angeordnet sind; wobei die Vielzahl an druckerzeugenden Vorrichtungen (14) die elastische Platte (10) in einem Bereich annähernd in der Mitte zwischen den beiden Speichern (3, 4) berührt; und wobei jedes Paar der Düsenverbindungslöcher (7, 8), die in der Anordnungsrichtung benachbart sind, auf gegenüberliegenden Seiten der Berührungsbereiche in der Längsrichtung angeordnet ist.
Tintenstrahl-Druckkopf gemäß Anspruch 1, wobei die Tintenzuflussöffnung auf der Seite gebildet ist, auf der die druckerzeugende Kammer gebildet ist.
Tintenstrahl-Druckkopf gemäß Anspruch 1, wobei die Tintenzuflussöffnungen auf den Seiten des Abdeckungselementes und der Düsenplatte gebildet sind.
Tintenstrahl-Druckkopf gemäß Anspruch 1, wobei die Tintenzuflussöffnungen an beiden Enden der druckerzeugenden Kammer gebildet sind.
Tintenstrahl-Druckkopf gemäß Anspruch 1, wobei das Düsenverbindungsloch so gebildet ist, dass die Breite schmaler ist als die Breite der druckerzeugenden Kammer.
Tintenstrahl-Druckkopf gemäß Anspruch 1, wobei das Düsenverbindungsloch durch Ausätzen aus einem Loch mit einem sehr kleinen Durchmesser gebildet ist.
Tintenstrahl-Druckkopf gemäß Anspruch 1, wobei die druckerzeugende Vorrichtung von einem piezoelektrischen Vibrator gebildet ist, die druckerzeugende Vorrichtung sich in der Richtung der Reihe der druckerzeugenden Kammern erstreckt und die druckerzeugende Vorrichtung auf der annähernd mittleren Linie der druckerzeugenden Kammer angeordnet ist.
Tintenstrahl-Druckkopf gemäß Anspruch 1, wobei die Breite von benachbarten der druckerzeugenden Kammern verschieden ist.
Tintenstrahl-Druckkopf gemäß Anspruch 1, wobei auch die Seite der Düsenplatte mit einer zweiten Tintenzuflussöffnung versehen ist und ein Durchlass von der zweiten Tintenzuflussöffnung zum Düsenverbindungsloch bereitgestellt ist.
Tintenstrahl-Druckkopf gemäß Anspruch 9, wobei die Düsenöffnung an einer Stelle gebildet ist, die dem Durchlass gegenüberliegt.
Tintenstrahl-Druckkopf gemäß Anspruch 9, wobei die Düsenöffnungen annähernd geradlinig angeordnet sind.
Tintenstrahl-Druckkopf gemäß Anspruch 1, worin das strömungsdurchlassbildende Substrat durch anisotropes Ätzen eines einkristallinen Siliziumsubstrates gebildet ist.