DE69810357T2

DE69810357T2 - Tintenstrahlaufzeichnungskopf

Info

Publication number: DE69810357T2
Application number: DE69810357T
Authority: DE
Inventors: Junhua Chang
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JPH11192699A; EP0855274A2; DE69834275T2; EP1225049A2; US6099111A; EP0855274A3; EP1225049A3; DE69834275D1; EP1225049B1; DE69810357D1; JP3386108B2; EP0855274B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, in welchem Tinte aus Druckerzeugungskammern, die mit Tinte aus einem Behälter versorgt werden, der seinerseits mit einem äußeren Speicherbehälter verbunden ist, durch piezoelektrische Vibratoren oder Heizmittel unter Druck gesetzt wird und Tintentröpfchen aus Düsenöffnungen ausgestoßen werden, um ein Tintenbild auf einem Aufzeichnungsblatt auszubilden.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf umfasst grundsätzlich: einen Behälter, der mit einem äußeren Tintenspeicherbehälter verbunden ist; eine Mehrzahl von Druckerzeugungskammern, die mit dem Behälter über eine Tintenzufuhröffnung verbunden ist; Druckerzeugungsmittel zum Unter-Druck-Setzen der Druckerzeugungskammern wie piezoelektrische Vibratoren oder Heizmittel; und Düsenöffnungen, aus denen Tinte, die in den Druckerzeugungskammern unter Druck gesetzt worden ist, als Tröpfchen ausgestoßen wird.
Die US-Patentschrift 5,021,808 offenbart eine Laser betätigte Bildaufzeichnungsvorrichtung, wobei eine Tintenkammer mit einer Tintenpatrone über ein Durchgangsloch in Verbindung steht. Die Tintenpatrone umfasst fünf Flächen, die aus Gummi hergestellt sind.
Die englische Zusammenfassung von JP-A-63 011 354 offenbart einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, umfassend:
eine Hohlräume ausbildende Platte, in welcher eine Druckerzeugungskammer ausgebildet ist, in der Tinte durch Druckerzeugungsmittel unter Druck gesetzt wird, wobei die Druckerzeugungskammer auch als ein Verbindungspfad dient, der mit äußeren Tintenversorgungsmitteln in Verbindung steht;
eine Düsenplatte, die eine der Öffnungsflächen der Hohlräume ausbildenden Platte abdichtet und die Düsenöffnungen aufweist, aus denen Tintentröpfchen ausgestoßen werden;
eine Abdeckplatte, die eine andere Öffnungsfläche der Hohlräume ausbildenden Platte abdichtet und die eine Öffnung aufweist, die mit dem Verbindungspfad der Hohlräume ausbildenden Platte in Verbindung steht, und
einen Behälter, der das äußere Tintenversorgungsmittel darstellt und eine Mehrzahl von Flächen und eine Tintenauslassöffnung aufweist, die mit der Öffnung der Abdeckplatte in Verbindung steht.
In solch einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf, wie auf diesem Gebiet der Technik wohl bekannt ist, fließt, obwohl Tinte, die in den Druckerzeugungskammern unter Druck gesetzt wird, hauptsächlich als Tröpfchen ausgestoßen wird, ein Teil der Tinte über die Tintenzufuhröffnung zurück in den Behälter, der für die Zufuhr der Tinte an die Druckerzeugungskammern dient.
Wenn die Druckdichte plötzlich verändert wird und der Tintenverbrauch sich stark ändert, treten daher Druckschwankungen in dem Behälter auf, der die Tinte zu den Druckerzeugungskammern zuführt. Diese Druckvibration des Behälters überträgt sich auf alle Druckerzeugungskammern, die mit dem Behälter verbunden sind, so dass auch der Druck in diesen Druckerzeugungskammern verändert wird, wodurch die Ausstoßmerkmale beeinflusst werden. In einem extremen Fall kommt es zu einer Kreuzkopplung, in der Tintentröpfchen ausgestoßen werden, ohne dass ein Drucksignal vorhanden ist.
Dieses Problem wird insbesondere in einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf leicht erzeugt, der 64 oder mehr DüsenÖffnungen aufweist und der mit einer Dichte von 180 dpi oder mehr und einer Frequenz von 20 kHz oder höher betrieben werden kann.
Um das Problem zu lösen, wird ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf, in welchem eine Platte, in der Düsenöffnungen eröffnet sind, ein Element zum Ausbilden eines Behälters und ein Plattenelement zum Ausbilden von Druckerzeugungskammern übereinander gestapelt sind, in einer Japanischen Patentschrift (Kokai) Nr. HEI 9-187932 vorgeschlagen. In dem vorgeschlagenen Tintenstrahlaufzeichnungskopf wird eine Vertiefung, die sich in Richtung der Druckerzeugungskammern hin öffnet, an einer Position, die dem Behälter gegenüberliegt, ausgebildet, um einen dünnen Abschnitt zwischen dem Plattenelement zum Ausbilden des Behälters und dem Plattenelement zum Ausbilden der Druckerzeugungskammern aufzubauen. Ein Teil des Behälters wird durch die elastische Verformung des dünnen Abschnitts auf Grund des Drucks der Tinte, die von den Druckerzeugungskammern zurückfließt, aufgebraucht.
Gemäß dieser Konfiguration kann die Druckveränderung auf Grund der Tinte, die von den Druckerzeugungskammern zurückfließt, so weit wie möglich absorbiert werden und eine Kreuzkopplung und Ähnliches kann am Auftreten gehindert werden. Jedoch muss der dünne Abschnitt im Plattenelement ausgeformt werden. Dies erzeugt Probleme der Art, dass der Aufbau und die Herstellungsschritte kompliziert sind und dass es schwierig ist, ausreichende Nachgiebigkeit bereitzustellen.
Die Erfindung wurde mit Augenmerk auf diese Probleme durchgeführt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitzustellen, in welchem Druckveränderungen in einem Behälter wirkungsvoll gedämpft werden können, ohne den Aufbau komplizierter zu machen, um eben zu erreichen, dass die Tintentröpfchenausstoßmerkmale stabilisiert werden. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitzustellen, in welchem ein elastischer Verformungsbereich in einem Bereich leicht ausgebildet werden kann, der gleich mit oder größer als ein vorragender Bereich eines Behälters ist.
Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereit, wie in Anspruch 1 oder 4 genau bezeichnet. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf der Erfindung ist konfiguriert durch: eine Hohlräume ausbildende Platte, in welcher Druckerzeugungskammern, in denen Tinte durch Druckerzeugungsmittel unter Druck gesetzt wird, und ein Verbindungspfad, der mit äußeren Tintenversorgungsmitteln in Verbindung steht, ausgebildet sind, wobei der Verbindungspfad mit den Druckerzeugungskammern über Tintenzufuhröffnungen verbunden ist; eine Düsenplatte, die eine der Öffnungsflächen der Hohlräume ausbildenden Platte abdichtet und die Düsenöffnungen aufweist, aus denen Tintentröpfchen ausgestoßen werden; eine Verbindungsplatte, die eine andere Öffnungsfläche der Hohlräume ausbildenden Platte abdichtet und die mit einer Tintenauslassöffnung eines Behälters verbunden sein muss, wobei der Behälter mit einem Verbindungspfad verbunden ist und eine Pufferfunktion besitzt. Da die Verbindung des Tintenbehälters, der eine Pufferfunktion aufweist, über eine Öffnung durchgeführt wird, die nahe zu einem Tintenflusspfad des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes liegt und die sich entlang der Anordnungsrichtung der Druckerzeugungskammern länglich erstreckt, kann der Druck der Tinte, die von den Druckerzeugungskammern zurückfließt, durch den Behälter absorbiert werden und eine Kreuzkopplung kann so weit wie möglich am Auftreten gehindert werden, ohne den Aufbau des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes komplizierter zu machen, wodurch sich die Tintentröpfchenausstoßmerkmale stabilisieren lassen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden klar aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen hervorgehen, wenn diese in Verbindung mit den Zeichnungen aufgenommen wird, von denen:
Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, welche eine erste Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes der Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Teilansicht ist, welche die erste Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes der Erfindung zeigt;
Fig. 3 eine Teilansicht ist, welche eine Ausführungsform zeigt, in der die Erfindung auf einen Aufzeichnungskopf angewendet wird, der geeignet für eine Aufzeichnungsvorrichtung ist, in der eine Tintenpatrone auf einem Schlitten angebracht ist;
Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, welche eine zweite Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes der Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine Teilansicht ist, welche die zweite Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes der Erfindung zeigt;
Fig. 6 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, welche eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 7(A) und 7(B) Ansichten sind, welche den Aufbau einer Verbindungsplatte in Varianten auf einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigen;
Fig. 8 eine Ansicht ist, die den Aufbau einer Verbindungsplatte einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 9 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, welche eine sechste Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 10(A) bis 10(C) Ansichten sind, welche den Aufbau einer Verbindungsplatte in Varianten einer siebenten Ausführungsform der Erfindung zeigen;
Fig. 11 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, welche eine achte Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 12 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, welche eine neunte Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 13(A) und 13(B) Ansichten sind, welche Varianten einer zehnten Ausführungsform zeigen, in welcher der Behälteraufbau der Erfindung auf einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf angewendet ist, wobei Heizelemente als Druckerzeugungsmittel verwendet werden; und
Fig. 14 eine Ansicht ist, welche eine elfte Ausführungsform zeigt, in welcher die Hohlräume ausbildende Platte und das Abdeckelement durch ein Einkristallsiliziumsubstrat konfiguriert werden.
Hierin im Folgenden wird die Erfindung durch Darstellen ihrer Ausführungsformen beschrieben.
Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. In den Figuren bezeichnet die Bezugszahl 1 eine Hohlräume ausbildende Platte, in der ein Verbindungspfad 2, der sich entlang der Mittellinie so erstreckt, um einen Anordnungsbereich der Druckerzeugungskammern 3 und 4 abzudecken, und die Druckerzeugungskammern 3 und 4, die symmetrisch zu einander um den Verbindungspfad 2 angeordnet sind, ausgebildet sind. Die Tintenzufuhröffnungen 5 und 6, durch welche der Verbindungspfad 2 mit den Druckerzeugungskammern 3 und 4 verbunden ist und die einen Strömungspfadwiderstand aufweisen, der für den Tintentröpfchenausstoß geeignet ist, werden zwischen dem Verbindungspfad und den Druckerzeugungskammern ausgebildet.
In der Hohlräume ausbildenden Platte 1 ist eine der Öffnungsflächen durch eine Düsenplatte 9 abgedichtet, worin Düsenöffnungen 7 und 8 zum Ausstoßen der Tintentröpfchen in den Bereichen, die den Druckerzeugungskammern 3 und 4 gegenüberliegen, ausgebildet sind. Die andere Öffnungsfläche ist durch ein Abdeckelement 14 abgedichtet, worin zumindest die Bereiche, die den Druckerzeugungskammern 3 und 4 gegenüberliegen, durch Versatz piezoelektrischer Vibratoren 11 und 12 elastisch verformbar sind und eine Öffnung 13 in einem Bereich ausgebildet ist, der dem Verbindungspfad 2 gegenüberliegt.
Im Abdeckelement 14 ist eine untere Elektrode 15 ausgebildet und die piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12, die den Verformungsversatz ausführen, werden dann jeweils entsprechend in den Bereichen, die den Druckerzeugungskammern gegenüberliegen, aufgebaut. Die oberen Elektroden 16 und 17, an die ein Antriebssignal ausgewählt angelegt wird, werden auf den Oberflächen der piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 ausgebildet.
Ein Pufferbehälter 22 ist mit der oberen Fläche des Abdeckelements 14 über eine Verbindungsplatte 21 verbunden, in welche die Vertiefungen 18 und 19 ausgebildet sind, und ein Durchgangsloch 20 ist entlang der Mittellinie ausgeformt. Die Vertiefungen sind auf der Seite der piezoelektrischen Vibratoren geöffnet und weisen eine Tiefe mit einem Ausmaß auf, bei dem der Versatz der piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 nicht behindert wird.
Der Pufferbehälter 22 ist so konfiguriert, dass eine der Flächen, die den Behälter ergeben, (in der Ausführungsform die obere Fläche 23) durch Tintendruck elastisch verformbar ist. Eine Tintenauslassöffnung 24 am unteren Ende ist mit dem Durchgangsloch 20 verbunden. Der Behälter kann mit dem Tintenversorgungsmittel über eine Verbindungsöffnung 25 verbunden sein.
In der Ausführungsform fließt, wenn das Tintenversorgungsmittel, das nicht gezeigt ist, wie eine Tintenpatrone mit dem Pufferbehälter 22 verbunden ist, die Düsenplatte 9 durch ein Kappenelement abgedichtet wird und dann ein Unterdruck an die Düsenöffnungen 7 und 8 angelegt ist, Tinte aus dem Tintenversorgungsmittel in den Verbindungspfad 2 und anschließend in die Druckerzeugungskammern 3 und 4 über die Tintenzufuhröffnungen 5 und 6 und danach fließt sie über die Düsenöffnungen 7 und 8 zum Kappenelement aus.
Dieser erzwungene Tintenfluss lässt Luftblasen, die im Verbindungspfad 2 und auch in den Druckerzeugungskammern 3 und 4 gefangen sind, nach außen ausgestoßen werden.
Wenn der Vorgang des Ladens des Aufzeichnungskopfes mit Tinte auf diese Weise abgeschlossen ist, wird zu diesem Zeitpunkt das Antriebssignal an die piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 angelegt. Die piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 führen den Verformungsversatz aus, um die Tinte in den Druckerzeugungskammern 3 und 4 unter Druck zu setzen. Die unter Druck stehende Tinte wird als Tröpfchen aus den Düsenöffnungen 7 und 8 ausgestoßen und ein Teil der unter Druck stehenden Tinte fließt in den Pufferbehälter 22 über die Tintenzufuhröffnungen 5 und 6 und den Verbindungspfad 2 zurück. Wenn der Druck der Tinte im Pufferbehälter 22 durch den Tintenrückfluss angehoben wird, wird die obere Wandfläche 23, die eine große Fläche aufweist, elastisch verformt, wodurch der Anstieg des Tintendrucks soweit wie möglich unterdrückt wird.
Auch wenn die Temperatur verändert wird und ein Unterschied in der thermischen Ausdehnung zwischen der Hohlräume ausbildenden Platte 1 und dem Abdeckelement 14 auftritt, kann verhindert werden, dass auf Grund des thermischen Ausdehnungsunterschieds eine Verwerfung auftritt, indem die Verbindungsplatte 21 aus einem äußerst starren Material, das im Wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie die Hohlräume ausbildende Platte 1, hergestellt ist.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird Tinte aus dem Tintenversorgungsmittel, das in einem Gehäuse angeordnet ist, über ein Tintenzuführrohr zugeführt. Auch in dem Fall, wo eine Tintenpatrone 26 abnehmbar auf dem Aufzeichnungskopf angebracht oder einstückig mit diesem befestigt ist, wie in Fig. 3 gezeigt, kann dieselbe Wirkung erzielt werden.
Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. In den Figuren bezeichnet die Bezugszahl 30 ein Behälter ausbildendes Substrat, das an der oberen Fläche der Verbindungsplatte 21 angebracht ist und in der ein Durchgangsloch, das als Behälter 31 dient, ausgebildet ist. Das Durchgangsloch ist in die Bereiche erstreckt, wo die piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 ausgeformt sind, wobei es am Durchgangsloch 20 der Verbindungsplatte 21 zentriert ist. Die Breite w1 des Durchgangslochs ist größer als die Breite w2 des Durchgangslochs 20 der Verbindungsplatte 21. Vorzugsweise ist die Kante des Durchgangslochs abgefast. Zumindest der Behälter 31 ist durch eine Elastizität verleihende Platte 32 abgedichtet, die elastisch durch Druckveränderungen der Tinte verformbar ist und aus einem Material mit hoher Luftdichtheit hergestellt wird.
In der Elastizität verleihenden Platte 32 ist ein dicker Abschnitt 33 in einem Endabschnitt ausgebildet. Eine Tintenleitöffnung 34, die mit dem Behälter 31 in Verbindung steht und zu der Tinte von einem äußeren Tintengefäß zugeführt wird, ist in dem dicken Abschnitt 33 ausgebildet.
Wenn das Tintenversorgungsmittel, das nicht gezeigt wird, wie es eine Tintenpatrone ist, mit der. Tintenleitöffnung 34 durch einen Tintenflusspfad wie ein Rohr verbunden ist, wird in dieser Ausführungsform die Düsenplatte 9 durch ein Kappenelement abgedichtet und dann ein Unterdruck an die Düsenöffnungen 7 und 8 angelegt, Tinte fließt aus dem Tintenversorgungsmittel vom Behälter 31 in den Verbindungspfad 2 der Hohlräume ausbildenden Platte 1 über das Durchgangsloch 20 der Verbindungsplatte 21 und dann in die Druckerzeugungskammern 3 und 4 über die Tintenzufuhröffnungen 5 und 6 und danach fließt sie in das Kappenelement über die Düsenöffnungen 7 und 8 aus.
Dieser erzwungene Tintenfluss lässt Luftblasen, die im Behälter 31 und im Verbindungspfad 2 als auch in den Druckerzeugungskammern 3 und 4 gefangen sind, nach außen ausgestoßen werden.
Wenn der Vorgang des Ladens des Aufzeichnungskopfes mit Tinte auf diese Weise abgeschlossen ist, wird zu diesem Zeitpunkt das Antriebssignal an die piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 angelegt. Die piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 führen den Verformungsversatz aus, um die Tinte in den Druckerzeugungskammern 3 und 4 unter Druck zu setzen. Die unter Druck stehende Tinte wird als Tröpfchen aus den Düsenöffnungen 7 und 8 ausgestoßen und ein Teil der unter Druck stehenden Tinte fließt in den Behälter 31 über die Tintenzufuhröffnungen 5 und 6 zurück. Wenn der Druck der Tinte im Behälter 31 durch den Tintenrückfluss angehoben wird, wird die Elastizität verleihende Platte 32, die eine große Fläche aufweist, elastisch verformt, wodurch der Anstieg des Tintendrucks soweit wie möglich unterdrückt wird.
Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform ist die Verbindungsplatte 21, durch die das Behälter ausbildende Substrat 30 mit der Hohlräume ausbildenden Platte 1 verbunden ist, in solch einer Weise ausgebildet, dass eine Verbindungsöffnung 35 der Platte eine Abschnittsfläche aufweist, die sich erweitert, wenn man von der Tintenleitöffnung zum anderen Ende fortschreitet.
Wenn gemäß der Ausführungsform der Aufzeichnungskopf mit Tinte des Tintenversorgungsmittels durch Anlegen eines Unterdrucks an die Düsenöffnungen geladen wird oder wenn Luftblasen aus dem Aufzeichnungskopf entfernt werden, ermöglicht es die Ausschnittform der Verbindungsöffnung 35, die Tintenflussrate unabhängig vom Abstand zur Tintenleitöffnung 34 konstant zu halten. Daraus ergibt sich, dass das Auftreten eines Stockens im Tintenfluss verhindert werden kann und Luftblasen im Behälter 31 und im Verbindungspfad 2 sicher ausgeschlossen werden können.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Verbindungsöffnung 35 der Verbindungsplatte 21 in einer im Wesentlichen dreieckigen Gestalt ausgeformt. Auch in dem Fall, wo das Spitzenende der Öffnung weggelassen wird, um so einen flachen Abschnitt 35a zu bilden, wie in Fig. 7(A) gezeigt, oder wo eine rechteckige Verbindungsöffnung 35' an einem Bereich ausgebildet ist, der von der Tintenleitöffnung 34 entfernt liegt, wie in Fig. 7(B) gezeigt, kann dieselbe Wirkung erzielt werden.
Fig. 8 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform ist die Öffnung zur Tintenversorgung durch eine Mehrzahl von Öffnungen 36 gestaltet. Die Anzahl der Öffnungen kann erhöht werden, wenn der Abstand zur Tintenleitöffnung 34 größer ist.
In dem Fall, wo die Tintenleitöffnung 34' entsprechend an beiden Enden des Behälters 31 ausgebildet sind, wie in. Fig. 9 gezeigt, wird eine Öffnung 37 vorzugsweise auf solch eine Weise ausgeführt, dass die Ausschnittsfläche auf der Seite jedes Endes schmaler gemacht wird, wobei der Mittelabschnitt des Behälters 31 auf den Symmetriepunkt gelegt ist.
Dieselben Wirkungen können auch in der Konfiguration, bei der die zwei Tintenleitöffnungen 34' ausgebildet sind, auch in dem Fall erzielt werden, wo die Verbindungsöffnung 37 auf solch eine Weise ausgebildet ist, dass beide Spitzenenden der Öffnung wegfallen, um so die flachen Abschnitte 37a auszuformen, wie in Fig. 10(A) gezeigt, dass der Mittembereich der Verbindungsöffnung 37' rechteckig ist und die Endbereiche dreieckig sind, wie in Fig. 10(B) gezeigt, oder dass eine Mehrzahl von Öffnungen 37" ausgebildet werden und die Anzahl der Öffnungen größer gemacht wird, wenn man sich in Richtung des Mittenbereichs in Fig. 10(C) begibt.
Wenn die Düsenöffnungen mit einer hohen Dichte angeordnet sind und der Tintenverbrauch pro Zeiteinheitenperiode erhöht wird, wird das Fassungsvermögen des Behälters 31 unausweichlich vergrößert, um sicher Tinte zu den Druckerzeugungskammern zu speisen.
Andererseits wird, wie dies auf diesem Gebiet der Technik wohl bekannt ist, Tinte von den Düsenöffnungen durch Anlegen eines Unterdrucks an den Aufzeichnungskopfs abgesogen, während die Düsenöffnungen durch ein Kappenelement abgedichtet sind, um Tinte aus dem äußeren Behälter in den Aufzeichnungskopf zuzuführen oder um Luftblasen zu entfernen.
In solch einem Saugvorgang wird, wenn der Behälter 31 ein großes Fassungsvermögen aufweist, die Tintenflussrate in einem Bereich des Behälters 31 abgesenkt, der von der Tintenleitöffnung 34 entfernt ist, und Luftblasen können in dem Bereich geringer Flussrate eingeschlossen werden. Es ist schwierig, solche Blasen aus den Düsenöffnungen auszustoßen.
Fig. 11 zeigt eine achte Ausführungsform, die mit solch einer Unannehmlichkeit fertig wird. In dieser Ausführungsform ist der Behälter 31 so konfiguriert, dass die Breite w2 an einer Position, die von der Tintenleitöffnung 34 weit entfernt ist, verengt ist, um so schmaler als die Breite w1 an einer Position zu sein, die näher an der Tintenleitöffnung 34 liegt. Gemäß dieser Konfiguration kann die Flussrate im Behälter 31 vereinheitlicht werden, um zu verhindern, dass Luftblasen im Behälter eingeschlossen werden.
In einem Aufzeichnungskopf, in welchem die Tintenleitöffnungen 34' entsprechend jeweils an beiden Enden eines einzelnen Behälters 31 ausgebildet sind, wie in Fig. 12 gezeigt, kann die Breite w3 an einer Position, die am weitesten entfernt von den zwei Tintenleitöffnungen 34' ist, d. h. die Breite des Mittenbereichs, so ausgebildet sein, um schmaler als die Breite an den Enden zu sein. In dieser Konfiguration kann auch die Flussrate in einem Behälter 31 auf ein einheitlich ausgeglichenes Niveau gebracht werden, um zu verhindern, dass Luftblasen im Behälter eingeschlossen werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen werden piezoelektrische Vibratoren, die einen Verformungsversatz ausführen, als Druckerzeugungsmittel verwendet. Es ist offensichtlich, dass die Erfindung auch auf einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf angewendet werden kann, in welchem ein Heizmittel, das in einer Druckerzeugungskammer miteingebaut werden kann, als Druckerzeugungsmittel verwendet wird.
In einem Aufbau, in dem Heizelemente 38, die als Druckerzeugungsmittel dienen, jeweils in die Druckerzeugungskammern auf diese Weise miteingebaut sind, ist die Verbindungsplatte 21 nicht ausdrücklich erforderlich. Wie in Fig. 13(A) und 13(B) gezeigt, kann die Hohlräume ausbildende Platte 1 daher durch eine Abdeckplatte 39 abgedichtet werden, in welcher die Vertiefungen 18 und 19 nicht ausgebildet sind, wodurch der Aufbau vereinfacht werden kann.
In den Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, sind die Hohlräume ausbildende Platte 1 und das Abdeckelement 14 getrennt konfiguriert. Alternativ dazu können die Hohlräume ausbildende Platte und das Abdeckelement als ein monolithisches Element in der folgenden Weise konfiguriert werden. Zuerst wird ein Siliziumoxidfilm 41 auf einer Fläche eines Einkristallsiliziumsubstrats 40 ausgebildet. Ein isotroper Ätzvorgang wird auf der anderen Fläche bis zum Siliziumoxidfilm 41 ausgeführt, um die Druckerzeugungskammern 42 und 43 und einen Verbindungspfad 44 auszubilden, wie in Fig. 14 gezeigt. Die Tintenzufuhröffnungen 45 und 46 werden durch einen Halbätzvorgang ausgebildet. Der Siliziumoxidfilm im Bereich des Verbindungspfads 44 wird dann durch Ätzen entfernt.
In den Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, werden die Druckerzeugungskammern auf beiden Seiten des Verbindungspfads 2 angeordnet. Es ist offensichtlich, dass, auch wenn die Druckerzeugungskammern nur auf einer Seite des Verbindungspfads angeordnet sind, dieselben Wirkungen erzielt werden können.

Claims

1. Tintenstrahlaufzeichnungskopf, umfassend:

eine Hohlräume ausbildende Platte (1), in welcher Druckerzeugungskammern (3, 4), in denen Tinte durch Druckerzeugungsmittel (11, 12; 38) unter Druck gesetzt wird, und ein Verbindungspfad (2), der mit äußeren Tintenversorgungsmitteln in Verbindung steht, ausgebildet sind, wobei der Verbindungspfad (2) mit den Druckerzeugungskammern (3, 4) über Tintenzufuhröffnungen (5, 6) verbunden ist;

eine Düsenplatte (9), die eine der Öffnungsflächen der Hohlräume ausbildenden Platte (1) abdichtet und die Düsenöffnungen (7, 8) aufweist, aus denen Tintentröpfchen ausgestoßen werden;

eine Abdeckplatte (14, 39), die eine andere Öffnungsfläche der Hohlräume ausbildenden Platte (1) abdichtet und die eine Öffnung (13) aufweist, die mit dem Verbindungspfad (2) der Hohlräume ausbildenden Platte (1) in Verbindung steht, und

einen Behälter (22), der das äußere Tintenversorgungsmittel darstellt und eine Mehrzahl von Außenflächen und eine Tintenauslassöffnung (24) aufweist, die mit der Öffnung (13) der Abdeckplatte (14; 39) in Verbindung steht;

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Außenfläche (23) des Behälters (22) eine größere elastische Verformbarkeit aufweist als die anderen Außenflächen des Behälters (22), um eine Druckveränderung der Tinte im Behälter (22) zu absorbieren.

2. Tintenstrahlaufzeichnungskopf, umfassend:

ein Speicherbehälter ausbildendes Substrat (30), in dem ein Speicherbehälter (31) ausgebildet ist, der das äußere Tintenversorgungsmittel darstellt, wobei der Speicherbehälter (31) mit der Öffnung (13) der Abdeckplatte (14; 39) in Verbindung steht, wobei ein Durchgangsloch als der Speicherbehälter (31) dient, das in dem Speicherbehälter ausbildenden Substrat (30) ausgebildet ist und wobei eine Oberfläche des Speicherbehälter ausbildenden Substrats (30) durch eine Elastizität verleihende Platte (32) abgedichtet ist, die eine größere elastische Verformbarkeit aufweist als das Speicherbehälter ausbildende Substrat (30), um so eine Druckveränderung der Tinte im Speicherbehälter ausbildenden Substrat (30) zu absorbieren.

3. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 2, wobei die Elastizität verleihende Platte (32) eine Tintenleitöffnung (34) aufweist, in welche Tinte von einer Außenseite zufließt.

4. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 3, wobei eine Breite des Speicherbehälters (31) verkleinert wird, während ein Abstand von der Tintenleitöffnung (34) größer wird.

5. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei

das Druckerzeugungsmittel durch piezoelektrische Vibratoren (11, 12) ausgeführt ist;

zumindest ein Bereich der Abdeckplatte (14), der den Druckerzeugungskammern (3, 4) gegenüberliegt, durch Versatz der piezoelektrischen Vibratoren (11, 12) elastisch verformbar ist;

eine Verbindungsplatte (21) mit der Abdeckplatte (14) verbunden ist und eine Verbindungsöffnung (20; 35) aufweist, welche die Öffnung (13) der Abdeckplatte (14) mit dem äußeren Tintenversorgungsmittel in Verbindung bringt; und wobei

eine Vertiefung (18, 19) in der Verbindungsplatte (21) so ausgebildet ist, dass ein Spalt zwischen der Verbindungsplatte (21) und der Abdeckplatte (14) ausgebildet ist, um nicht den Versatz der piezoelektrischen Vibratoren (11, 12) zu behindern.

6. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 5, wobei eine Breite des Speicherbehälters (31) größer als eine Breite der Verbindungsöffnung (20; 35) ist.

7. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 5 oder 6 in Verbindung mit Anspruch 3, wobei eine Querschnittsfläche der Verbindungsöffnung (35) in Übereinstimmung zu einem Abstand von der Tintenleitöffnung (34) vergrößert ist.

8. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei ein Endbereich der Verbindungsöffnung (35) verjüngt ist.

9. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei ein Spitzenende eines Endbereichs der Verbindungsöffnung (35) weggelassen ist.

10. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9 in Verbindung mit Anspruch 3, wobei ein Bereich der Verbindungsöffnung (35) in der Nähe der Tintenleitöffnung (34) eine Form aufweist, die im Wesentlichen rechtwinkelig ist.

11. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10 in Verbindung mit Anspruch 3, wobei eine Mehrzahl der Tintenleitöffnungen (34) in der Elastizität verleihenden Platte (32) angeordnet ist.

12. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 11, wobei die Tintenleitöffnungen (34) jeweils an den Enden der Verbindungsöffnung (35) angeordnet sind.

13. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 12, wobei ein Mittenbereich des Speicherbehälters (31) verengt ist.

14. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 5, wobei die Verbindungsöffnung (35) durch eine Mehrzahl von Durchgangslöchern (36; 37") gebildet wird.

15. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 14 in Verbindung mit Anspruch 3, wobei eine Anzahl der Durchgangslöcher (36) pro Abstandseinheit von der Tintenleitöffnung (34) in Übereinstimmung mit einem Abstand von der Tintenleitöffnung (34) erhöht ist.

16. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 14, wobei eine Mehrzahl der Durchgangslöcher (37") in Richtung zum Mittenbereich der Verbindungsplatte (21) hin angeordnet ist.

17. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Druckerzeugungsmittel durch Heizelemente (38) gestaltet ist, die entsprechend in die Druckerzeugungskammern (3, 4) eingebaut sind.

18. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Hohlräume ausbildende Platte (1) und die Abdeckplatte (14; 39) als ein monolithisches Element gebildet sind.

19. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei eine Mehrzahl von Druckerzeugungskammern (3, 4) in einer Reihe in breitenmäßiger Richtung angeordnet ist und wobei die Öffnung (13) in der Abdeckplatte (14) sich über eine Breitenausdehnung einer Mehrzahl der Druckerzeugungskammern (3, 4) erstreckt.

20. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 19, wobei die Öffnung (13) in der Abdeckplatte (14) sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Reihe der Druckerzeugungskammern (3, 4) erstreckt.