DE69834275T2

DE69834275T2 - Tintenstrahlaufzeichnungskopf

Info

Publication number: DE69834275T2
Application number: DE69834275T
Authority: DE
Inventors: Junhua Suwa-shi Chang
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: DE69834275D1; JPH11192699A; EP1225049A3; EP0855274B1; EP0855274A3; EP0855274A2; JP3386108B2; US6099111A; EP1225049B1; DE69810357D1; EP1225049A2; DE69810357T2

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, in welchem Tinte von Druckerzeugungskammern, die mit Tinte aus einem Behälter versorgt werden, der mit einem externen Tintentank verbunden ist, durch piezoelektrische Vibratoren oder Heizmittel unter Druck gesetzt wird und Tintentröpfchen aus Düsenöffnungen ausgestoßen werden, um ein Tintenbild auf einem Aufzeichnungsblatt zu erzeugen.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf umfasst im Wesentlichen: einen Behälter, der mit einem externen Tintentank verbunden ist; eine Mehrzahl von Druckerzeugungskammern, die über eine Tintenzuführöffnung mit dem Behälter verbunden sind; Druckerzeugungsmittel zur Beaufschlagung der Druckerzeugungskammern mit Druck, wie beispielsweise piezoelektrische Vibratoren oder Heizmittel; und Düsenöffnungen, aus welchen Tinte, die in den Druckerzeugungskammern unter Druck gesetzt wird, als Tröpfchen ausgestoßen wird.
In solch einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf, wie auf dem Fachgebiet allgemein bekannt, fließt, obwohl Tinte, welche in den Druckerzeugungskammern unter Drucker gesetzt wird, zum Großteil als Tröpfchen ausgestoßen wird, ein Teil der Tinte in umgekehrter Richtung über die Tintenzuführöffnung zum Behälter zum Zuführen der Tinte zu den Druckerzeugungskammern.
Wenn die Druckdichte plötzlich geändert wird und der Tintenverbrauch daher stark variiert, tritt in dem Behälter, welcher die Tinte den Druckerzeugungskammern zuführt, eine Druckvibration auf. Diese Druckvibration des Behälters breitet sich zu allen Druckerzeugungskammern aus, die mit dem Behälter verbunden sind, derart dass auch der Druck der Druckerzeugungskammern geändert wird, wodurch die Ausstoßcharakteristiken beeinflusst werden. In einem extremen Fall tritt ein Kopiereffekt auf, bei welchem Tintentröpfchen ungeachtet eines Drucksignals ausgestoßen werden.
Dieses Problem entsteht leicht insbesondere in einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf, welcher 64 oder mehr Düsenöffnungen aufweist und welcher bei einer Dichte von 180 dpi oder mehr und einer Frequenz von 20 kHz oder höher angetrieben wird.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 609 012 A2 offenbart einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der eine Mehrzahl von thermischen Tintenantriebselementen, welche jeweils in einer Kammer angeordnet sind, die durch drei Wände definiert ist, wobei eine vierte Seite zu einem Behälter offen ist, und eine Abdeckplatte, welche eine Mehrzahl von Düsen enthält, umfasst.
Die japanische Patentanmeldung JP 7-246701 A offenbart einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der ein Substrat umfasst, das eine Mehrzahl von Druckerzeugungskammern enthält, die in Reihen angeordnet sind, wobei das Substrat und eine Düsen enthaltende Platte auf beiden Seiten einer Zwischenplatte angeordnet sind, die eine Durchgangsöffnung enthält, welche die Druckerzeugungskammern mit einem Behälter verbindet, der in der Düsen enthaltenden Platte ausgebildet ist.
Um das Problem zu lösen, wird in einer japanischen Patentschrift (Kokai) Nr. HEI 9-187932 ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf vorgeschlagen, in welchem eine Platte, in der Düsenöffnungen geöffnet sind, ein Element zum Bilden eines Behälters und ein Plattenelement zum Bilden von Druckerzeugungskammern gestapelt sind. In dem vorgeschlagenen Tintenstrahlaufzeichnungskopf ist eine Aussparung, welche zu den Druckerzeugungskammern mündet, an einer Stelle gegenüber dem Behälter ausgebildet, um einen dünnen Abschnitt zwischen dem Plattenelement zum Bilden des Behälters und dem Plattenelement zum Bilden der Druckerzeugungskammern zu bilden. Ein Teil des Behälters wird durch elastische Verformung des dünnen Abschnitts infolge des Drucks von Tinte absorbiert, welche in umgekehrter Richtung von den Druckerzeugungskammern fließt.
Gemäß diesem Aufbau kann die Druckschwankung infolge der Tinte, welche in umgekehrter Richtung von den Druckerzeugungskammern fließt, so gut als möglich ausgeglichen werden, und es kann verhindert werden, dass ein Kopiereffekt und dergleichen auftritt. Der dünne Abschnitt muss jedoch im Plattenelement gebildet werden. Dies verursacht Probleme, wie beispielsweise dass die Struktur und die Herstellungsschritte verkompliziert werden, und dass es schwierig ist, eine ausreichende Nachgiebigkeit bereitzustellen.
Die Erfindung wurde in Anbetracht dieser Probleme betrieben.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitzustellen, in welchem eine Druckschwankung eines Behälters ohne Verkomplizieren der Struktur wirksam gedämpft werden kann, um dadurch zu ermöglichen, dass die Ausstoßcharakteristiken der Tintentröpfchen stabilisiert werden. Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitzustellen, in welchem eine elastische Verformungsregion in einem Bereich, welcher gleich wie oder größer als ein beabsichtigter Bereich eines Behälters ist, leicht gebildet werden kann.
Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Patentanspruch 1 bereit. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Erfindung allgemein definieren.
Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf der Erfindung ist aufgebaut durch:
eine Hohlraum-bildende Platte, in welcher Druckerzeugungskammern, in welchen Tinte durch Druckerzeugungsmittel unter Druck gesetzt wird, und einen Verbindungskanal, der mit externen Tintenzuführmitteln in Verbindung steht, ausgebildet sind, wobei der Verbindungskanal über Tintenzuführöffnungen mit den Druckerzeugungskammern verbunden ist; eine Düsenplatte, welche eine von Öffnungsseiten der Hohlraum-bildenden Platte verschließt und welche Düsenöffnungen aufweist, aus welchen Tintentröpfchen ausgestoßen werden; und eine Verbindungsplatte, welche eine andere Öffnungsseite der Hohlraum-bildenden Platte verschließt und mit welcher eine Tintenauslassöffnung eines Tanks zu verbinden ist, wobei der Tank mit dem Verbindungskanal in Verbindung steht und eine Pufferfunktion ausübt. Da die Verbindung des Tintentanks mit einer Pufferfunktion über die Öffnung erfolgt, welche nahe am Tintenzuführkanal des Aufzeichnungskopfs ist und welche sich entlang der Anordnungsrichtung der Druckerzeugungskammern ausdehnt, kann der Druck der Tinte, welche in umgekehrter Richtung von den Druckerzeugungskammern fließt, durch den Tank ausgeglichen werden, und es kann so gut als möglich verhindert werden dass ein Kopiereffekt auftritt, ohne die Struktur des Aufzeichnungskopfs zu verkomplizieren, um dadurch zu ermöglichen, dass die Ausstoßcharakteristiken der Tintentröpfchen stabilisiert werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen ersichtlich, wobei:
1 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, welche eine erste Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs der Erfindung darstellt,
2 ist eine Schnittansicht, welche die erste Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs der Erfindung darstellt,
3 ist eine Schnittansicht, welche eine Ausführungsform darstellt, in welcher die Erfindung auf einen Aufzeichnungskopf angewendet wird, der für ein Aufzeichnungsgerät geeignet ist, in welchem eine Tintenpatrone auf einem Schlitten montiert ist,
4 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, welche eine zweite Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs der Erfindung darstellt,
5 ist eine Schnittansicht, welche die zweite Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs der Erfindung darstellt,
6 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, welche eine dritte Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs der Erfindung darstellt,
7(A) und 7(B) sind Ansichten, welche die Struktur einer Verbindungsplatte von Varianten einer vierten Ausführungsform der Erfindung darstellen,
8 ist eine Ansicht, welche die Struktur einer Verbindungsplatte einer fünften Ausführungsform der Erfindung darstellt,
9 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, welche eine sechste Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs der Erfindung darstellt,
10(A) und 10(B) sind Ansichten, welche die Struktur einer Verbindungsplatte von Varianten einer siebten Ausführungsform der Erfindung darstellen,
11 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, welche eine achte Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs der Erfindung darstellt,
12 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht, welche eine neunte Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs der Erfindung darstellt,
13(A) und 13(B) sind Ansichten, welche Varianten einer zehnten Ausführungsform darstellen, in welcher die Behälterstruktur der Erfindung auf einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf angewendet wird, in welchem Heizelemente als Druckerzeugungsmittel verwendet werden, und
14 ist eine Ansicht, welche eine elfte Ausführungsform darstellt, in welcher die Hohlraum-bildende Platte und das Abdeckelement durch ein Einkristallsiliciumsubstrat aufgebaut sind.
Im Folgenden wird die Erfindung durch Veranschaulichen ihrer Ausführungsformen beschrieben.
1 und 2 stellen eine erste Ausführungsform der Erfindung dar. In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Hohlraum-bildende Platte, in welcher ein Verbindungskanal 2, der sich entlang der Mittellinie so ausdehnt, dass er einen Anordnungsbereich von Druckerzeugungskammern 3 und 4 umfasst, und die Druckerzeugungskammern 3 und 4, welche symmetrisch zueinander um den Verbindungskanal 2 herum sind, ausgebildet sind. Tintenzuführöffnungen 5 und 6, durch welche der Verbindungskanal 2 mit den Druckerzeugungskammern 3 und 4 verbunden ist und welche einen Durchflusskanalwiderstand aufweisen, der zum Tintentröpfchenausstoß geeignet ist, sind zwischen dem Verbindungskanal und den Druckerzeugungskammern ausgebildet.
Bei der Hohlraum-bildenden Platte 1 wird eine der Öffnungsseiten durch eine Düsenplatte 9 verschlossen, in welcher Düsenöffnungen 7 und 8 zum Ausstoßen von Tintentröpfchen in den Regionen gegenüber den Druckerzeugungskammern 3 und 4 ausgebildet sind, und die andere Öffnungsseite wird durch ein Abdeckelement 14 verschlossen, in welcher wenigstens Regionen gegenüber den Druckerzeugungskammern 3 und 4 durch Verdrängung von piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 elastisch verformbar sind und eine Öffnung 13 in einer Region gegenüber dem Verbindungskanal 2 ausgebildet ist.
Im Abdeckelement 14 ist eine untere Elektrode 15 ausgebildet, und die piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12, welche eine Verformungsverdrängung durchführen, sind dann jeweils in den Regionen gegenüber den Druckerzeugungskammern angelegt. Obere Elektroden 16 und 17, an welche ein Steuersignal selektiv angelegt wird, sind auf den Oberflächen der piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 ausgebildet.
Ein Puffertank 22 ist über eine Verbindungsplatte 21, in welcher Aussparungen 18 und 19 ausgebildet sind und ein Durchgangsloch 20 entlang der Mittellinie ausgebildet ist, mit der Oberseite des Abdeckelements 14 verbunden. Die Aussparungen sind auf der Seite der piezoelektrischen Vibratoren geöffnet und weisen eine Tiefe von einem Grad auf, bei welchem die Verdrängung der piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 nicht behindert wird.
Der Puffertank 22 ist so ausgelegt, dass eine der Seiten, welche den Tank bilden (in der Ausführungsform die Oberseite 23), durch einen Druck von Tinte elastisch verformbar ist. Eine Tintenauslassöffnung 24 am unteren Ende ist mit dem Durchgangsloch 20 verbunden. Der Tank kann über eine Verbindungsöffnung 25 mit Tintenzuführmitteln verbunden sein.
Wenn in der Ausführungsform das Tintenzuführmittel, welches nicht dargestellt ist, wie beispielsweise eine Tintenpatrone, mit dem Puffertank 22 verbunden wird, wird die Düsenplatte 9 durch ein Kappenelement verschlossen, und dann wird ein negativer Druck auf die Düsenöffnungen 7 und 8 ausgeübt, wobei Tinte des Tintenzuführmittels in den Verbindungskanal 2 und dann über die Tintenzuführöffnungen 5 und 6 in die Druckerzeugungskammer 3 und 4 fließt, und danach fließt sie über die Düsenöffnungen 7 und 8 zum Kappenelement aus.
Dieser forcierte Tintenfluss verursacht Luftbläschen, die im Verbindungskanal 2 und auch in der Druckerzeugungskammer 3 und 4 eingeschlossen und nach außen abzugeben sind.
Zu dem Zeitpunkt, wenn der Vorgang des Ladens der Aufzeichnungskopfs mit Tinte auf diese Weise abgeschlossen ist, wird das Steuersignal an die piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 angelegt. Die piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 führen eine Verformungsverdrängung durch, um die Tinte der Druckerzeugungskammer 3 und 4 unter Druck zu setzen. Die unter Druck gesetzte Tinte wird als Tröpfchen aus den Düsenöffnungen 7 und 8 ausgestoßen, und ein Teil der unter Druck gesetzten Tinte fließt in umgekehrter Richtung über die Tintenzuführöffnungen 5 und 6 und den Verbindungskanal 2 in den Puffertank 22. Wenn der Druck der Tinte des Puffertanks 22 durch den Tintenfluss in umgekehrter Richtung steigt, wird die Oberseite 23, welche eine große Fläche aufweist, elastisch verformt, um dadurch den Anstieg des Drucks der Tinte so weit als möglich zu unterbinden.
Selbst wenn die Temperatur geändert wird und ein Unterschied in der Wärmeausdehnung zwischen der Hohlraumbildenden Platte 1 und dem Abdeckelement 14 auftritt, kann das Auftreten einer Wölbung infolge des wärmeausdehnungsunterschieds durch Ausbilden der Verbindungsplatte 21 aus einem hochsteifen Material, welches einen im Wesentlichen gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die Hohlraum-bildende Platte 1 aufweist, verhindert werden.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird Tinte von den Tintenzuführmitteln, die in einem Gehäuse angeordnet sind, über ein Tintenzuführrohr zugeführt. Auch in dem Fall, in dem eine Tintenpatrone 26 abnehmbar auf dem Aufzeichnungskopf montiert oder in einem Stück damit fixiert ist, wie in 3 dargestellt, können dieselben Wirkungen erzielt werden.
4 und 5 stellen eine zweite Ausführungsform der Erfindung dar. In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 30 ein Behälter-bildendes Substrat, welches an der Oberseite der Verbindungsplatte 21 befestigt ist und in welchem ein Durchgangsloch, das als ein Behälter 31 dient, ausgebildet ist. Das Durchgangsloch ist zu den Regionen erweitert, in welchen die piezoelektrischen Vibratoren 11 und 122 ausgebildet sind, wobei es am Durchgangsloch 20 der Verbindungsplatte 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. Wenigstens der Behälter 32 wird durch eine Federkraft anwendende Platte 32 verschlossen, welche durch Druckschwankung der Tinte elastisch verformbar und aus einem hoch luftdichten Material hergestellt ist.
In der Federkraft anwendenden Platte 32 ist in einem Endabschnitt ein dicker Abschnitt 33 ausgebildet. Eine Tinteneinführöffnung 34, welche mit dem Behälter 31 in Verbindung steht und welcher Tinte von einem externen Tintengefäß zugeführt wird, ist in dem dicken Abschnitt 33 ausgebildet.
Wenn in der Ausführungsform das Tintenzuführmittel, das nicht dargestellt ist, wie beispielsweise eine Tintenpatrone, durch einen Tintendurchflusskanal, wie beispielsweise ein Rohr, mit der Tinteneinführöffnung 34 verbunden wird, wird die Düsenplatte 9 durch ein Kappenelement verschlossen, und dann wird ein negativer Druck auf die Düsenöffnungen 7 und 8 ausgeübt, Tinte des Tintenzuführmittels fließt vom Behälter 31 in den Verbindungskanal 2 der Hohlraum-bildenden Platte 1 und dann über die Tintenzuführöffnungen 5 und 6 in die Druckerzeugungskammer 3 und 4, und danach fließt sie über die Düsenöffnungen 7 und 8 zum Kappenelement aus.
Dieser forcierte Tintenfluss verursacht Luftbläschen, die im Behälter 31 und im Verbindungskanal 2, sowie in der Druckerzeugungskammer 3 und 4 eingeschlossen und nach außen abzugeben sind.
Zu dem Zeitpunkt, wenn der Vorgang des Ladens der Aufzeichnungskopfs mit Tinte auf diese Weise abgeschlossen ist, wird das Steuersignal an die piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 angelegt. Die piezoelektrischen Vibratoren 11 und 12 führen eine Verformungsverdrängung durch, um die Tinte der Druckerzeugungskammer 3 und 4 unter Druck zu setzen. Die unter Druck gesetzte Tinte wird als Tröpfchen aus den Düsenöffnungen 7 und 8 ausgestoßen, und ein Teil der unter Druck gesetzten Tinte fließt in umgekehrter Richtung über die Tintenzuführöffnungen 5 und 6 in den Behälter 31. Wenn der Druck des Behälters 31 durch den Tintenfluss in umgekehrter Richtung steigt, wird die Federkraft anwendende Platte 32, welche eine große Fläche aufweist, elastisch verformt, um dadurch den Anstieg des Drucks der Tinte so weit als möglich zu unterbinden.
6 stellt eine dritte Ausführungsform der Erfindung dar. In der Ausführungsform ist die Verbindungsplatte 21, durch welche das Behälter-bildende Substrat 30 mit der Hohlraum-bildenden Platte 1 verbunden ist, auf solche eine Art und Weise ausgebildet, dass eine Verbindungsöffnung 35 der Platte eine Querschnittsfläche aufweist, welche sich von der Tinteneinführöffnung zum anderen Ende bewegend größer wird.
Wenn gemäß der Ausführungsform der Aufzeichnungskopf mit Tinte des Tintenzuführmittels durch Ausüben eines negativen Drucks auf die Düsenöffnungen geladen wird oder wenn Luftbläschen aus dem Tintenkopf entfernt werden, ermöglicht die Querschnittsform der Verbindungsöffnung 35 es, dass die Tintendurchflussrate im Behälter ungeachtet der Distanz von der Tinteneinführöffnung 34 konstant ist. Folglich kann verhindert werden, dass eine Tintenstauung eintritt, und Luftbläschen im Behälter 1 und dem Verbindungskanal 2 können sicher entfernt werden.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist die Verbindungsöffnung 35 der Verbindungsplatte 21 im Wesentlichen in Form eines Dreiecks ausgebildet. Außerdem können in dem Fall, in dem das Spitzenende der Öffnung entfernt wird, um einen flachen Abschnitt 35a zu bilden, wie in 7(A) dargestellt, oder in dem eine rechteckige Verbindungsöffnung 35' in einer Region, die von der Tinteneinführöffnung entfernt ist, gebildet wird, wie in 7(B) dargestellt, dieselben Wirkungen erzielt werden.
8 stellt eine vierte Ausführungsform der Erfindung dar. In der Ausführungsform ist die Öffnung für die Tintenzufuhr durch eine Mehrzahl von Öffnungen 36 ausgeführt. Die Anzahl der Öffnungen kann mit zunehmender Distanz von der Tinteneinführöffnung 34 größer gemacht werden.
In dem Fall, in dem an beiden Enden des Behälters 31 jeweils Tinteneinführöffnungen 34' ausgebildet sind, wie in 9 dargestellt, ist eine Öffnung 37 vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Querschnittfläche auf der Seite jedes der Enden kleiner ist, wobei der mittlere Abschnitt des Behälters 31 als ein Symmetriepunkt eingestellt wird.
Außerdem können bei dem Aufbau, bei welchem die beiden Tinteneinführöffnungen 34' ausgebildet sind, selbst in dem Fall, in dem die Verbindungsöffnung 37 derart ausgebildet ist, dass beide Spitzenenden der Öffnung entfernt sind, um flache Abschnitte 37a auszubilden, wie in 10(A) dargestellt, dass die mittlere Region der Verbindungsöffnung 37' rechteckig ist und die Endregionen dreieckig sind, wie in 10(B) dargestellt, oder dass eine Mehrzahl von Öffnungen 37'' ausgebildet ist und die Anzahl der Öffnungen sich zur mittleren Region in 10(C) hin bewegend größer gemacht wird, dieselben Wirkungen erzielt werden.
Wenn die Düsenöffnungen mit einer hohen Dichte angeordnet sind und der Tintenverbrauch je Zeitperiodeneinheit erhöht ist, wird die Kapazität des Behälters 31 unvermeidlicherweise vergrößert, um den Druckerzeugungskammern sicher Tinte zuzuführen.
Andererseits wird Tinte, wie auf dem Fachgebiet allgemein bekannt, durch Ausüben eines negativen Drucks auf den Aufzeichnungskopf, während die Düsenöffnungen durch ein Kappenelement verschlossen werden, von den Düsenöffnungen angesaugt, um Tinte vom externen Tank in den Aufzeichnungskopf zu laden oder Luftbläschen zu entfernen.
Wenn der Behälter 31 eine große Kapazität aufweist, wird bei solch einem Saugvorgang die Tintendurchflussrate in einer Region des Behälters 31, welche von der Tinteneinführöffnung 34 entfernt ist, gesenkt, und es können Luftbläschen in der Region mit niedriger Durchflussrate eingeschlossen werden. Es ist schwierig, solche Bläschen aus den Düsenöffnungen zu entladen.
11 stellt eine achte Ausführungsform, welche solch eine Unzulänglichkeit bewältigen kann. In der Ausführungsform ist der Behälter 31 so ausgelegt, dass die Breite w2 an einer Stelle, die von der Tinteneinführöffnung 34 weit entfernt ist, so verengt ist, dass sie kleiner als die Breite w1 an einer Stelle ist, die näher zur Tinteneinführöffnung 34 ist. Gemäß diesem Aufbau kann die Durchflussrate im Behälter 31 ausgeglichen werden, um zu verhindern, dass Luftbläschen im Behälter eingeschlossen werden.
In einem Aufzeichnungskopf, in welchem an beiden Enden des einzelnen Behälters 31 jeweils Tinteneinführöffnungen 34' ausgebildet sind, wie in 12 dargestellt, kann die Breite w3 an einer Stelle, welche von den beiden Tinteneinführöffnungen 34' am weitesten entfernt ist, d.h. die Breite der mittleren Region, so ausgebildet werden, dass sie kleiner als die Enden ist. Bei diesem Aufbau kann die Durchflussrate in einem Behälter 31 ebenfalls ausgeglichen werden, um zu verhindern, dass Luftbläschen im Behälter eingeschlossen werden.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen werden piezoelektrische Vibratoren als Druckerzeugungsmittel verwendet, welche eine Verformungsverdrängung durchführen. Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung auch auf einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf angewendet werden kann, in welchem Heizmittel, die in eine Druckerzeugungskammer integriert sein können, als Druckerzeugungsmittel verwendet werden.
In einer Struktur, in welcher Heizelemente 38, die als Druckerzeugungsmittel dienen, jeweils in Druckerzeugungskammern auf diese Weise integriert sind, ist die Verbindungsplatte 21 nicht unbedingt erforderlich. Wie in 13(A) und 13(B) dargestellt, kann die Hohlraum-bildende Platte 1 daher durch eine Abdeckplatte 39 verschlossen werden, in welcher die Aussparungen 18 und 19 nicht ausgebildet sind, wodurch die Struktur vereinfacht werden kann.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind die Hohlraum-bildende Platte 1 und das Abdeckelement 14 getrennt ausgebildet. Alternativerweise können die Hohlraum-bildende Platte und das Abdeckelement auf die folgende Art und Weise als ein monolithisches Element gebildet werden. Zuerst wird ein Siliciumoxidfilm 41 auf einer Seite eines Einkristallsiliciumsubstrats 40 gebildet. Ein isotroper Ätzvorgang wird auf der anderen Seite bis zum Siliciumoxidfilm 41 durchgeführt, um Druckerzeugungskammern 42 und 43 und einen Verbindungskanal 44 zu bilden, wie in 14 dargestellt. Der Siliciumoxidfilm in der Region des Verbindungskanals 44 wird dann durch Ätzen entfernt.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind die Druckerzeugungskammern auf beiden Seiten des Verbindungskanals 2 angeordnet. Es versteht sich jedoch von selbst, dass, selbst wenn die Druckerzeugungskammern nur auf einer Seite des Verbindungskanals angeordnet sind, dieselben Wirkungen erzielt werden können.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungskopf, umfassend: eine Hohlraum-bildende Platte (1), in welcher eine Mehrzahl von Druckerzeugungskammern (3, 4) ausgebildet und in einer Anordnungsrichtung angeordnet ist, und in welcher eine erste Öffnung (2) ausgebildet ist, welche sich in der Anordnungsrichtung so erstreckt, dass sie einen Anordnungsbereich der Druckerzeugungskammern (3, 4) erfasst; eine Düsenplatte (9), welche eine von Öffnungsseiten der Hohlraum-bildenden Platte (1) verschließt und welche Düsenöffnungen (7, 8) aufweist, aus welchen Tintentröpfchen ausgestoßen werden; und eine Abdeckplatte (14), welche eine andere Öffnungsseite der Hohlraum-bildenden Platte (1) verschließt und welche eine zweite Öffnung (13) aufweist, die mit der ersten Öffnung (2) in Verbindung steht, wobei die zweite Öffnung (13) in einer Region gegenüber der ersten Öffnung (2) ausgebildet ist, gekennzeichnet durch piezoelektrische Vibratoren (11, 12), die so auf der Abdeckplatte (14) ausgebildet sind, dass sie den Druckerzeugungskammern (3, 4) gegenüberliegen, wobei die piezoelektrischen Vibratoren (11, 12) verformbar sind, um die Druckerzeugungskammern (3, 4) durch die Abdeckplatte (14) unter Druck zu setzen; eine Verbindungsplatte (21), die mit einer Aussparung (18, 19) und einer Verbindungsöffnung (20; 35; 37, 37') ausgebildet ist, wobei die Verbindungsplatte (21) derart mit der Abdeckplatte (14) verbunden ist, dass die piezoelektrischen Vibratoren innerhalb der Aussparung (18, 19) untergebracht sind, und derart, dass die Verbindungsöffnung (20; 35; 37, 37') mit der zweiten Öffnung (13) in Verbindung steht; einen Puffertank (22), eine Tintenpatrone (26) oder ein Behälter-bildendes Substrat (30), die mit einem Raum, der Tinte speichert, ausgebildet und derart auf der Verbindungsplatte (21) angebracht sind, dass der Raum mit der Verbindungsöffnung (20; 35; 37, 37') in Verbindung steht, und der Raum in dem Puffertank (22), der Tintenpatrone (26) oder dem Behälter-bildenden Substrat (30) einen Abschnitt aufweist, der in einer Richtung senkrecht zur Anordnungsrichtung eine Breite (W1) aufweist, welche größer als die Breite (W2) in der Richtung senkrecht zur Anordnungsrichtung der ersten und der zweiten Öffnung (2, 13) ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 1, wobei ein Puffertank (22) auf der Verbindungsplatte (21) angebracht ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 1, wobei eine Tintenpatrone (26) auf der Verbindungsplatte (21) angebracht ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 1, wobei der Raum ein Behälter (31) ist, der in dem Behälter-bildenden Substrat (30) ausgebildet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 4, wobei eine Endregion der Verbindungsöffnung (35) konisch zuläuft.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei ein Spitzenende einer Endregion der Verbindungsöffnung (35) entfernt ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, welcher ferner eine Tintenführungsöffnung (34) umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 7, wobei eine Region der Verbindungsöffnung (35) in der Nachbarschaft der Tintenführungsöffnung (34) eine Form aufweist, die im Wesentlichen rechteckig ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 7, wobei eine Querschnittfläche der Verbindungsöffnung (35) gemäß einer Distanz von der Tintenführungsöffnung (34) größer gemacht ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei eine Mehrzahl der Tintenführungsöffnungen (34) in einer Elastizitätanwendenden Platte (32), die auf dem Behälter (31) ausgebildet ist, angeordnet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 10, wobei die Tintenführungsöffnungen (34) jeweils an Enden der Verbindungsöffnung (35) angeordnet sind.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 11, wobei eine mittlere Region des Behälters (31) verengt ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 4, wobei die Verbindungsöffnung (35) durch eine Mehrzahl von Durchgangslöchern (36; 37'') ausgebildet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 13, wobei eine Mehrzahl der Durchgangslöcher (37'') zur mittleren Region der Verbindungsplatte (21) hin angeordnet ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 13 oder 14, welcher ferner eine Tintenführungsöffnung (34) umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 15, wobei eine Anzahl der Durchgangslöcher (36) je Distanzeinheit von der Tintenführungsöffnung (34) gemäß einer Distanz von der Tintenführungsöffnung (34) erhöht ist.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Hohlraum-bildende Platte (1) aus einem einzigen Plattenelement besteht.
Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Hohlraum-bildende Platte (1) und die Abdeckplatte (14; 39) als ein monolithisches Element ausgebildet sind.