DE112004000028T5

DE112004000028T5 - Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung

Info

Publication number: DE112004000028T5
Application number: DE112004000028T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Ohnojo Matsuba; Tohru Kusatsu Nakagawa; Hideo Higashiosaka Torii; Takeshi Kamada; Kazunari Tamana Chikanawa; Hiroaki Kasuga Nakashima; Seishi Tomari
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2006-04-20
Also published as: WO2004096554A1; EP1617999B1; US20050001868A1; US7156481B2; DE602004030897D1; WO2004096553A1; US8556387B2; US20050001881A1; EP1617999A1

Abstract

Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, welche einen Druck durch Ausspritzen von Tinte durchführt, und aufweist:
eine Druckkammer, in welche Tintenflüssigkeit eingefüllt ist;
ein Düsenloch, das so ausgebildet ist, dass es mit der Druckkammer in Verbindung steht;
ein auf der Druckkammer vorgesehenes piezoelektrisches Element, welches die Druckkammer durch mechanische Expansion und Kontraktion verformt, wodurch Druck in der Druckkammer erzeugt wird, und Tinte aus dem Düsenloch ausgespritzt wird; und
eine Taupunktsteuereinheit, welche den Taupunkt der Atmosphäre des piezoelektrischen Elements und der Nähe des piezoelektrischen Elements auf einem niedrigeren Wert als jenem eines Taupunktes in einer Umgebung hält, in welcher sich die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung befindet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, die einen Taupunkt der Luft in der Einrichtung steuern kann.
Technischer Hintergrund
Eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung führt einen Druck dadurch durch, dass die Tinte mit einigen Zehn Pikoliter über mehrere Düsenlöcher austritt, die jeweils einen Durchmesser von einigen 10 μm aufweisen, auf ein Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise Papier. Ein Tintenausspritzteil weist eine Düse auf, in welcher zahlreiche Düsenlöcher vorgesehen sind, eine mit jedem Düsenloch in Verbindung stehende Druckkammer, eine gemeinsame Flüssigkeitskammer zum Liefern der Tinte an die Druckkammern, und eine Einheit, die Druck in der Druckkammer erzeugt.
In Bezug auf die Art, welche den Druck in der Druckkammer erzeugt, gibt es zwei Arten. Eine von ihnen ist eine Art, bei welcher Luftblasen in der Druckkammer durch Joulsche Wärme erzeugt werden, und die andere ist vom piezoelektrischen Typ, bei welchem die Druckkammer durch ein piezoelektrisches Element verformt wird. Bei dem piezoelektrischen Typ lässt sich erwarten, da die auszuspritzende Tintenmenge und die Tintenausspritzgeschwindigkeit einfacher gesteuert werden als bei der Art mit Luftblasen, dass ein exakterer Druck möglich ist.
Bei dem piezoelektrischen Typ ist es, um einen Feindruck zu erzielen, erforderlich, die Dichte in der Ebene des Düsenlochs, der Druckkammer, und des piezoelektrischen Elements zu erhöhen, das auf die Druckkammer aufgesetzt ist. Daher ist es erforderlich, die Fläche des piezoelektrischen Elements zu verkleinern. Damit das piezoelektrische Element mit der vorbestimmten Fläche hergestellt werden kann, wird ein Verfahren eingesetzt, welches folgende Schritte aufweist: zuerst Ausbildung eines piezoelektrischen Films auf einem gesamten Basismaterial; und nachfolgendes Erzeugen eines Resistmusters durch Photolithographie, um den piezoelektrischen Film, der keinen Abschnitt mit Photoresist aufweist, durch Ätzen zu entfernen. Bei diesem Verfahren ist es unmöglich, die Fläche des piezoelektrischen Elements kleiner auszubilden als die Dicke des piezoelektrischen Films. Um daher ein piezoelektrisches Element mit einer kleineren Fläche auszubilden, ist es erforderlich, einen dünneren piezoelektrischen Film einzusetzen.
In Bezug auf das piezoelektrische Element, das bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung eingesetzt wird, ist es erforderlich, dass es eine hohe piezoelektrische Konstante aufweist. Als diesbezügliches Material sind Bleititanoxid (PT); Bleititanzirkonoxid (PZT); und ein Magnesiumzusatzstoff, ein Manganzusatzstoff, ein Kobaltzusatzstoff, ein Eisenzusatzstoff, ein Nickelzusatzstoff, ein Niobzusatzstoff, ein Scandiumzusatzstoff, ein Tantalzusatzstoff, und ein Bismuthzusatzstoff zum PZT allgemein bekannt. Damit der Druck in der Druckkammer erzeugt werden kann, ist es normalerweise erforderlich, ein elektrisches Feld mit einigen kV/cm oder mehr an das piezoelektrische Element anzulegen, damit hierdurch das Element belastet wird.
Hierbei ist es bekannt, dass zahlreiche Fehlstellen wie beispielsweise kleine Risse und Poren in dem piezoelektrischen Element vorhanden sind. Beim Vorhandensein von Feuchtigkeit fließt normalerweise in einem solchen Fall, dass ein hohes elektrisches Feld an das piezoelektrische Element angelegt wird, welches Blei enthält, ein starker elektrischer Strom zu dem Bleibestandteil an der Defektstelle und deren Umgebung, wobei deren Umgebungen durch die Joulsche Wärme unterbrochen werden, so dass sich ein großes Loch ausbilden kann.
Um eine Ausbildung des Loches infolge der Joulschen Wärme zu verhindern, lassen sich beispielsweise zwei Verfahren überlegen. Ein erstes Verfahren besteht in einer Verdickung des piezoelektrischen Elements. Wenn das piezoelektrische Element dünn ist, wird ein erheblicher Fehler, der durch das Element hindurchgeht, durch einen Bruch der Fehlstelle hervorgerufen, so dass ein derartiger Nachteil hervorgerufen wird, dass eine obere Elektrode und eine untere Elektrode elektrisch kurzgeschlossen werden, oder die Verschiebungseigenschaften sich ändern. Wenn im Gegensatz das Element eine gewisse Dicke aufweist, kann dann, wenn die Fehlstelle bricht, ein derartiges Loch zum Durchgehen durch das Element nicht hergestellt werden, so dass es einen starken Einfluss auf die piezoelektrische Eigenschaften gibt. Ein zweites Verfahren besteht darin, das piezoelektrische Element und ein Trockenmittel in einem Behälter abgedichtet vorzusehen, um die Feuchtigkeit zu entfernen. Dies wird beispielsweise in der JP-A-4-349675 vorgeschlagen.
Bei dem ersten Verfahren wird allerdings dann, wenn eine erhebliche Dicke des piezoelektrischen Elements vorgesehen wird, ein Bruch selbst nicht bei hoher Feuchtigkeit hervorgerufen. Allerdings muss eine hohe Spannung angelegt werden, um eine große Verschiebung zu erreichen, was den Energieverbrauch vergrößert. Wenn die Filmdicke groß ist, wird es darüber hinaus schwierig, die Dichte in der Ebene des Elements zu vergrößern.
Bei dem zweiten Verfahren muss dann, wenn das piezoelektrische Element abgedichtet wird, der Vorgang zum Abdichten in einer Umgebung mit geringer Feuchte durchgeführt werden, in welcher wenig Feuchtigkeit vorhanden ist, was im Falle der Massenherstellung in einer Fabrik erhebliche Arbeit benötigt, und die Herstellungskosten erhöht. Da das piezoelektrische Element mit einem Kasten abgedeckt wird, um das Element abzudichten, muss das Eintreten von Feuchtigkeit von einer Berührungsoberfläche zwischen dem Kasten und dem Element unbedingt verhindert werden, was erhebliche Arbeit benötigt, und entsprechend die Herstellungskosten erhöht.
Beschreibung der Erfindung
Ein Vorteil der Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, die eine Verringerung der Filmdicke des piezoelektrischen Elements erzielen kann, und einfach einen Bruch des Elements infolge der Anlegung einer Spannung an dieses piezoelektrische Element verhindern kann.
Um die voranstehend geschilderten Probleme zu lösen, weist eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen Druck mittels Tintenstrahlausspritzung aufweist, eine Druckkammer auf, in welcher eine Tintenflüssigkeit vorhanden ist; ein Düsenloch, das so ausgebildet ist, dass es mit der Druckkammer in Verbindung steht; ein piezoelektrisches Element, das auf der Druckkammer vorgesehen ist, und die Druckkammer durch mechanisches Aufweiten und Zusammenziehen verformt, wodurch ein Druck in der Druckkammer erzeugt wird, und Tinte aus dem Düsenloch ausgespritzt wird; und eine Taupunktsteuereinheit, die den Taupunkt in der Atmosphäre des piezoelektrischen Elements aufrecht erhält, und in der Nähe des piezoelektrischen Elements, auf einem niedrigeren Wert als einem Taupunkt in einer Umgebung, in welcher die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung angeordnet ist.
Da der Taupunkt in der Nähe des piezoelektrischen Elements durch das trockene Gas abgesenkt wird, kann daher eine Beeinträchtigung des piezoelektrischen Elements durch die Spannungsanlegung verhindert werden, so dass eine Verringerung der Filmdicke des piezoelektrischen Elements erzielt werden kann, und einfach ein Bruch des Elements infolge des Anlegens einer Spannung an dieses piezoelektrische Element verhindert werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht, die schematisch eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist eine Schnittansicht eines Tintenstrahlkopfes, der bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung von 1 eingesetzt wird;
3 ist eine schematische Darstellung eines Hauptabschnitts der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 ist eine schematische Darstellung eines Hauptabschnitts einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
5 ist eine Perspektivansicht einer Form des Einführens eines Trocknungsgases zu einem Tintenstrahlkopf, der an einer Kopfbasis angebracht ist;
6 ist eine Perspektivansicht der Form des Einführens eines Trocknungsgases zu einem Tintenstrahlkopf, der an einem Rahmen angebracht ist, über die Bettbasis;
7A und 7B sind Darstellungen, welche die Eigenschaften eines PZT zeigen, nachdem eine Gleichspannung von 35 V über den vorbestimmten Zeitraum bei einer geeigneten Atmosphäre angelegt wurde, bei welcher die Temperatur 60°C und die Feuchte 80% beträgt;
8 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Spannungsanlegungszeit an das PZT und der Anzahl an schwarzen Punkten bei einer Atmosphäre zeigt, bei welcher die Temperatur 25°C und die Feuchte 50% beträgt;
9 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der angelegten Spannung an einem piezoelektrischen Element, das als ein Betätigungsglied dient, und der Anzahl an schwarzen Punkten bei einer Atmosphäre zeigt, bei welcher die Temperatur 25°C und die Feuchte 50% beträgt;
10A bis 10C sind erläuternde Ansichten des Tintenstrahlkopfes;
11 ist eine schematische Darstellung einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
12 ist eine Perspektivansicht eines Zeilenkopfes, der auf der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung von 11 angebracht ist;
13 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Zeilenkopfes, bei dem ein Düsenkopf gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird;
14 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Hauptabschnitts von 13;
15 ist eine Perspektivansicht des Tintenstrahlkopfes gemäß Ausführungsform 1;
16 ist eine Vorderansicht von 15;
17 ist eine Seitenansicht von 15;
18 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zeilenkopf zeigt, bei dem ein Düsenkopf gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird;
19 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Zeilenkopfes, bei dem ein Düsenkopf gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird;
20 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Zeilenkopfes, bei dem ein Düsenkopf gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird;
21 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Zeilenkopfes, bei dem ein Düsenkopf gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird;
22 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Zeilenkopfes, bei dem ein Düsenkopf gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird;
23 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Zeilenkopfes, bei dem ein Düsenkopf gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird;
24 ist eine schematische Darstellung, die eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
25 ist eine Perspektivansicht, die einen Teil eines Ausrichtungsvorgangs bei einem Zeilenkopf zeigt, der auf der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung von 24 angebracht ist;
26 ist eine Schnittansicht von 25;
27 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Ausrichtung des Zeilenkopfes von 25, wobei ein Beispiel für eine Düsenmarkierung dargestellt ist, die auf einem Düsenkopf vorgesehen ist, und einer Ausrichtungsmarkierung, die auf einer Platte vorgesehen ist;
28 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Beispiels für ein Ausrichtungsverfahren von Düsenköpfen;
29 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines anderen Beispiels für das Ausrichtungsverfahren von Düsenköpfen;
30 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Beispiels für das Ausrichtungsverfahren von Düsenköpfen;
31 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Beispiels für das Ausrichtungsverfahren von Düsenköpfen;
32 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Beispiels für das Ausrichtungsverfahren von Düsenköpfen;
33 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Beispiels für das Ausrichtungsverfahren von Düsenköpfen;
34 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Beispiels für das Ausrichtungsverfahren von Düsenköpfen;
35A und 35B sind Ansichten zur Erläuterung eines weiteren Beispiels für das Ausrichtungsverfahren von Düsenköpfen;
36 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Beispiels für das Ausrichtungsverfahren von Düsenköpfen;
37 ist eine Perspektivansicht, die eine Tintenstrahlkopfeinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
38 ist eine Seitenansicht der Tintenstrahlkopfeinheit von 37;
39 ist eine Perspektivansicht der Tintenstrahlkopfeinheit von 37, bei welcher ein Kopf und ein herausgeführtes Flachkabel gezeigt sind;
40 ist eine Seitenansicht, die einen Hauptabschnitt von 39 zeigt;
41 ist eine Perspektivansicht, die eine herkömmliche Tintenstrahlkopfeinheit zeigt; und
42 ist eine Vorderansicht, die einen Kopf und ein Flachkabel bei der Tintenstrahlkopfeinheit von 41 zeigt.
Beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung
(Erste Ausführungsform)
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 beschrieben. In diesen Zeichnungen werden gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es wird auf eine redundante Beschreibung verzichtet.
Eine in 1 dargestellte Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung 140 ist mit einem Tintenstrahlkopf 141 gemäß der Erfindung versehen, der eine Aufzeichnung unter Verwendung des piezoelektrischen Effekts eines piezoelektrischen Elements durchführt, das ein Betätigungsglied darstellt, und Tintentropfen, die von diesem Tintenstrahlkopf 141 ausgespritzt werden, auf ein Aufzeichnungsmedium 142 aufprallen lässt, beispielsweise Papier, um so eine Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmedium 142 durchzuführen. Der Tintenstrahlkopf 141 ist auf einem Schlitten 144 vorgesehen, der für eine Schlittenwelle 143 vorgesehen ist, die in einer Hauptabtastrichtung X vorgesehen ist, und sich in der Hauptabtastrichtung X entsprechend der Hin- und Herbewegung des Schlittens 144 entlang der Schlittenwelle 143 hin- und herbewegt. Weiterhin weist die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung 140 mehrere Rollen (Bewegungseinheit) 145 auf, welche das Aufzeichnungsmedium 142 in einer Unterabtastrichtung Y bewegen, die annähernd vertikal zur Richtung der Breite (also der Hauptabtastrichtung X) des Tintenstrahlkopfes 141 verläuft.
In 1 beträgt zwar die Anzahl an Tintenstrahlköpfen 141 Eins, jedoch kann sie auch zwei oder mehr betragen. Wenn die Anzahl der Köpfe zunimmt, kann die Entfernung, um welche der Tintenstrahlkopf 141 in Richtung der X-Achse bewegt wird, verringert werden, wenn ein Bild auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugt wird. Daher nimmt die Bilderzeugungsgeschwindigkeit zu.
Als nächstes wird der Aufbau des Tintenstrahlkopfes 141 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
2 ist eine Schnittansicht des Tintenstrahlkopfes. Der Tintenstrahlkopf 141 weist eine Druckkammerplatte 112 auf, in welcher eine Druckkammer 111 vorgesehen ist, in welche Tintenflüssigkeit eingefüllt wird, und es ist ein piezoelektrisches Element 113, beispielsweise ein PZT-Film, der als ein Betätigungsglied dient, auf der Druckkammer 111 vorgesehen.
Mit der Druckkammerplatte 112 ist eine gemeinsame Flüssigkeitskammerplatte 118 verbunden, in welcher eine gemeinsame Flüssigkeitskammer 114 vorgesehen ist, welche die Tintenflüssigkeit in die Druckkammern 111 liefert, die in der Tintenflüssigkeitszufuhrrichtung angeordnet sind, ein Tintenflusseinlass 115, der die gemeinsame Flüssigkeitskammer 114 und die Druckkammer 111 verbindet, ein Verbindungsloch 117, welches ein nachstehend erläutertes Düsenloch 116 und die Druckkammer 111 verbindet. Mit der gemeinsamen Flüssigkeitskammerplatte 118 ist eine Düsenplatte 119 verbunden, in welcher das Düsenloch 119 vorgesehen ist, welches eine Verbindung zur Druckkammer 111 herstellt, und einen Tintentropfen ausspritzt.
Auf der Druckkammer 111 sind das piezoelektrische Element 113, und eine obere, einzelne Elektrode 120 entsprechend der Druckkammer 111 sowie eine untere, gemeinsame Elektrode 121 vorgesehen, welche eine Spannung an dieses piezoelektrische Element 113 anlegen, um hierdurch eine mechanische Verschiebung (Zusammenziehen und Aufweitung) bei diesem piezoelektrischen Element 113 zu erzeugen; sowie eine Schwingungsplatte 122, die zwischen der gemeinsamen Elektrode 121 und der Druckkammerplatte 112 vorgesehen ist.
Mit dem piezoelektrischen Element 113 wird eine Verschiebung infolge des piezoelektrischen Effekts hervorgerufen, infolge der Spannung, die an die gemeinsame Elektrode 121 und die einzelne Elektrode 120 entsprechend der Druckkammer 111 angelegt wird, wobei die Schwingungsplatte 122, die entsprechend dieser Verschiebung schwingt, das Volumen der Druckkammer 111 ändert, so dass die Tintenflüssigkeit in der Druckkammer 111 aus dem Düsenloch 116 ausgespritzt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die gemeinsame Elektrode 121 und die Schwingungsplatte 122 getrennt ausgebildet. Sie können jedoch auch vereinigt ausgebildet sein.
Bei dem Tintenstrahlkopf mit der voranstehend geschilderten Anordnung als eine Einheit sind die Einheiten mit demselben Aufbau periodisch in Vertikalrichtung zur Papieroberfläche von 2 angeordnet. Dies führt dazu, dass Tinte aus den zahlreichen Düsenlöchern 116 ausgespritzt werden kann. Die gemeinsame Flüssigkeitskammer ist gemeinsam für jede Einheit vorgesehen, und Tinte mit derselben Farbe wird aus den zahlreichen Düsen ausgespritzt. Da es erforderlich ist, Tinte in vier Farben zur Durchführung eines Farbdrucks auszuspritzen, sind zumindest vier gemeinsame Flüssigkeitskammern erforderlich. Üblicherweise sind in dem Tintenstrahlkopf die Düsenlöcher 116 zum Ausspritzen von Tinte mit einer Farbe geradlinig auf der Düsenplatte 119 in gleichen Abständen angeordnet. Um Tinte in vier Farben von dem Tintenstrahlkopf auszuspritzen, sind zumindest vier Düsenfelder zum Ausspritzen von Tinte mit jeder Farbe vorgesehen. Als Herstellungsverfahren für die einzelne Elektrode 120, das piezoelektrische Element 113, die gemeinsame Elektrode 121, und die Schwingungsplatte 122 werden die bekannten, verschiedenen Filmerzeugungsverfahren geeignet eingesetzt, beispielsweise ein Dickfilmerzeugungsverfahren wie beispielsweise Siebdruck, ein Beschichtungsverfahren wie Eintauchen, Sputtern, ein CVD-Verfahren, ein Vakuumverdampfungsverfahren, eine Sol-Gel-Bearbeitung, und ein Dünnfilmerzeugungsverfahren wie beispielsweise Plattieren. Allerdings sind die Herstellungsverfahren nicht auf diese Verfahren beschränkt.
Wie in 3 gezeigt, ist bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung 140 eine Taupunktsteuereinheit 123 vorgesehen, welche den Taupunkt in der Atmosphäre des piezoelektrischen Elements 113 und in der Nähe des piezoelektrischen Elements 113 auf einem niedrigeren Wert hält als dem Taupunkt in einer Umgebung, in welcher sich die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung 140 befindet.
Die Taupunktsteuereinheit 123 senkt den Taupunkt durch Einlassen von Gas mit geringer Feuchte (beispielsweise mit einem Taupunkt von –60°C), beispielsweise trockene Luft, Stickstoffgas, oder Argongas, zu dem piezoelektrischen Element 113 und der Nähe des piezoelektrischen Elements 113. Die Taupunktsteuereinheit 123 transportiert das Gas von einem Kompressor 123a zu einem Lufttrockner 123b, um so Feuchte zu entfernen, und liefert dieses Gas von einem Einlass 124a eines Gehäuses 124 an das piezoelektrische Element 113 und in die Nähe des piezoelektrischen Elements 113. Das trockene Gas, das in das Gehäuse 124 eingelassen wurde, wird von einem Auslass 124b, der in dem Gehäuse 124 vorgesehen ist, nach außen abgegeben. Wenn das Gehäuse 124 nicht vorgesehen ist, kann das trockene Gas auch zum piezoelektrischen Element 113 geblasen werden.
Weiterhin kann als der Lufttrockner 123b ein Lufttrockner des Gefriertyps eingesetzt werden, der die Temperatur absenkt, um hierdurch die Feuchtigkeit in dem Gas zu entfernen; ein Filter-Lufttrockner, der das Gas durch einen Filter hindurchgehen lässt, um hierdurch die Feuchte in dem Gas zu entfernen; und ein Absorptions-Lufttrockner, der das Gas durch ein Absorptionsmittel wie beispielsweise Silikagel leitet, um hierdurch die Feuchte in dem Gas zu entfernen.
Weiterhin kann als die Trocknungssteuereinheit, wie in 4 gezeigt, ein Gaszylinder 123, in welchem trockenes Gas enthalten ist, dazu verwendet werden, das trockene Gas in dem Zylinder zu liefern.
Weiterhin kann als die Taupunktsteuereinheit zum Liefern des trockenen Gases unter Verwendung eines Rohrleitungsnetzes für trockenes Gas, das in einem Gebäude wie beispielsweise einer Fabrik vorgesehen ist, ebenfalls trockenes Gas zugeführt werden.
Weiterhin kann speziell, wie in 5 gezeigt, das Gehäuse 124 an einer Kopfbasis 131 angebracht sein, an welcher der Tintenstrahlkopf 141 befestigt wurde, um hierdurch das trockene Gas zuzuführen. Der Einlass 124a und der Auslass 124b sind in derselben Ebene vorgesehen.
Weiterhin können, falls die zahlreichen Tintenstrahlköpfe vorgesehen sind, wie in 6 gezeigt, mehrere Kopfbasen 131 zur Befestigung der jeweiligen Tintenstrahlköpfe vorgesehen und an einem Rahmen 132 befestigt sein, und kann das Gehäuse 124 an diesem Rahmen 132 befestigt sein, um hierdurch die trockene Luft zuzuführen.
Der Erfinder hat, um die Eigenschaften des piezoelektrischen Elements 113 in einer trockenen Atmosphäre zu bestimmen, ein Probenelement hergestellt, welches den folgenden Aufbau aufweist, und hat dieses bewertet.
Auf einem Siliziumsubstrat mit einem Durchmesser von 3 Zoll und einer Dicke von 0,5 mm wurde Platin mit 100 nm aufgedampft, als die untere Elektrode mittels Sputtern, wurde dann PbZr_0,5Ti_0,5O₃ (nachstehend als "PZT" bezeichnet) mit 3 μm aufgedampft, als das piezoelektrische Element, und wurde dann Platin mit 100 nm als obere Elektrode aufgedampft. Dann wurde das Siliziumsubstrat auf 20 mm × 20 mm geschnitten, und wurde Platin mit einer Fläche von 5 mm × 7,5 mm auf das PZT unter Verwendung einer Metallmaske aufgedampft.
Weiterhin wurde als der Lufttrockner eine Supertrocknereinheit SU3015B7 von CKD-Company verwendet. Dieser Lufttrockner weist ein Luftfilter zum Entfernen von Staub in der Luft auf, ein Ölnebelfilter zum Entfernen einer Ölkomponente in der Luft, einen Trocknerkörper zum Entfernen von Feuchte in Luft, und einen Regler zum Regeln des Drucks. Der Trocknerkörper besteht aus zahlreichen hohlen Fasern, die aus speziellem Harz hergestellt sind, und die Druckluft geht durch diese hohlen Fasern hindurch. Das Harz, welches die hohlen Fasern bildet, weist solche Eigenschaften auf, dass nur Feuchte dazu veranlasst wird, selektiv durch die Außenseite der hohlen Fasern hindurch zu gehen, und Luft, welche die Feuchte enthält, durch die hohlen Fasern hindurchgeht, wodurch die Feuchte in der Luft entfernt wird. Bei der Ausführungsform wird, um trockene Luft zu erzeugen, Druckluft mit etwa 0,5 Mpa von der Luftfilterseite durch den Kompressor 23a zugeführt. Die zugeführte Druckluft geht durch den Luftfilter und den Ölnebelfilter hindurch, wodurch der Staub und die Ölkomponente entfernt werden. Weiterhin geht die Druckluft durch den Trocknerkörper hindurch, wodurch die Feuchte entfernt wird, und kommt die trockene Luft aus dem Auslass heraus.
Als Bewertungssystem wurde die voranstehend geschilderte Probe in ein aus Acryl hergestelltes Gehäuse eingesetzt, das Abmessungen von 40 mm × 40 mm × 50 mm aufwies, so dass eine Spannung zwischen der oberen Elektrode und der unteren Elektrode angelegt werden konnte. Weiterhin ist dieses System so ausgebildet, dass die trockene Luft, die von dem Lufttrockner 123b erzeugt wird, in das Gehäuse eingelassen werden kann. Dem Lufttrockner 123b wurde die Druckluft mit 0,5 Mpa unter Verwendung des Kompressors 123a zugeführt, und ein Flussregelventil wurde so eingestellt, dass die trockene Luft in das Gehäuse mit einer Flussrate von 2 l/min eingelassen wurde. Der Taupunkt in jenem Fall, in welchem die trockene Luft zugeführt wurde, betrug –50°C. Das Gehäuse wurde in ein Bad mit konstanter Feuchte und Temperatur eingesetzt.
Der Grund dafür, warum die Zufuhrgeschwindigkeit für die trockene Luft auf 2 l/min eingestellt wurde, ist folgender. Bei der Ausführungsform wird nämlich zur Erzeugung der trockenen Luft das Trockenluftsystem verwendet, und geht die Feuchte enthaltende Luft durch die hohlen Fasern in dem Trockenluftsystem hindurch, um hierdurch die Feuchte zu entfernen, und die trockene Luft zu erzeugen. Da die Feuchtigkeitsmenge, die durch die hohlen Fasern pro Zeiteinheit entfernt werden kann, begrenzt ist, nimmt in jenem Fall, in welchem die zugeführte Flussrate über einem vorbestimmten Niveau liegt, der Trocknungsgrad der trockenen Luft ab, und steigt der Taupunkt an. Bei dem Trockenluftsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist in jenem Fall, dass die zugeführte Flussrate im Bereich von 2 bis 10 l/min liegt, der Taupunkt einen Wert von –50°C auf; und in jenem Fall, in welchem die Flussrate über diesem Wert liegt, steigt der Taupunkt an. Daher wird die trockene Luft zu einem Fluss bei der Flussrate von 2 l/min veranlasst. Da die maximale Flussrate, mit welcher die trockene Luft fließen kann, durch die Vorgaben des Systems bestimmt wird, ist die Zufuhrgeschwindigkeit nicht auf 2 l/min beschränkt, sondern kann die trockene Luft auch bei einer Flussrate zugeführt werden, bei welcher der Taupunkt der erzeugten, trockenen Luft den Wert von –50°C annimmt. Weiterhin wurde durch die vom Erfinder durchgeführten Versuche bestätigt, dass dann, wenn die Flussrate der trockenen Luft, die dem Gehäuse zugeführt wird, 10 mL/min oder mehr pro Volumen von einem Kubikzentimeter beträgt, der Taupunkt in dem Gehäuse 124 auf –50°C oder darunter gehalten wird.
Weiterhin ist der Druck innerhalb des Gehäuses 124, nachdem die trockene Luft zugeführt wurde, normalerweise höher als der äußere Luftdruck, welcher einem Luftdruck oder mehr entspricht. In Abhängigkeit von der Höhe eines Ortes, an welchem die Einrichtung eingesetzt wird, und vom Wetter, kann der Druck innerhalb des Gehäuses jedoch auch niedriger sein als der Außenluftdruck.
Weiterhin kann, falls das Innere des Gehäuses 124 abgedichtet ist, der Innendruck durch die zugeführte trockene Luft ansteigen, und die Feuchtigkeit, die an dem Betätigungsglied anhaftet, nicht nach außerhalb des Gehäuses 124 abgegeben werden. Daher ist es erforderlich, einen Auslass 124b für das Gehäuse 124 vorzusehen, wie bei dieser Ausführungsform.
Als nächstes werden Bewertungsposten für die Probe beschrieben.
Ein erster Bewertungsposten ist eine Bewertung der Eigenschaften von PZT unter einer Atmosphäre, bei welcher die Temperatur 60°C und die Feuchte 80% beträgt. Die Temperatur und die Feuchte in dem Bad mit konstanter Temperatur und Feuchte wurden auf 60°C bzw. 80% eingestellt. In einem Zustand, in welchem die trockene Luft in das Gehäuse eingelassen wird, wurde ein Gleichstrom von 35 V sechzehn Stunden lang zwischen der oberen Elektrode der Probe und der unteren Elektrode angelegt, so dass die Polung der unteren Elektrode positiv wird, und wurde dann eine Oberfläche der Probe mit einem Mikroskop betrachtet. Dann wurde unter Verwendung derselben Probe in einem Zustand, in welchem die trockene Luft nicht zugeführt wurde, der Gleichstrom von 35 V drei Stunden lang angelegt, und wurde dann die Oberfläche der Probe mit dem Mikroskop betrachtet.
Ein zweiter Bewertungsposten ist eine Bewertung der Eigenschaften von PZT in einer Atmosphäre, bei welcher die Temperatur 25°C und die Feuchte 50% beträgt. Die Temperatur und die Feuchte in dem Bad mit konstanter Temperatur und Feuchte wurden auf 25°C bzw. 50% eingestellt. In einem Fall, in welchem die trockene Luft in das Gehäuse eingelassen wird, wurde Gleichstrom von 35 V 150 Stunden lang zwischen der oberen Elektrode der Probe und der unteren Elektrode so angelegt, dass die Polung der unteren Elektrode positiv war, und wurde dann die Oberfläche der Probe mit einem Mikroskop betrachtet. Dann wurde unter Verwendung derselben Probe in einem Zustand, in welchem die trockene Luft nicht zugeführt wurde, der Gleichstrom von 35 V eine Stunde lang angelegt, und wurde dann die Oberfläche der Probe mit dem Mikroskop betrachtet.
Die Ergebnisse der voranstehend geschilderten Bewertungsposten werden nunmehr geschildert.
In Bezug auf den ersten Bewertungsposten ist ein Mikroskopphoto nach dem Versuch in 7 gezeigt. Nachdem die Spannung in dem Zustand angelegt wurde, in welchem trockene Luft zugeführt wurde, wurde eine deutliche Änderung bei der Probe beobachtet (7A). Andererseits wurde in jenem Fall, in welchem keine trockene Luft zugeführt wurde, eine große Anzahl an schwarzen Punkten in der Probenoberfläche beobachtet (7B). Dieser schwarze Punkt ist ein Abschnitt, in welchem die obere Elektrode und die untere Elektrode geschmolzen sind. Der Grund dafür, warum die Elektrode schmilzt, ist offenbar folgender. Es wird nämlich vermutet, dass dann, wenn eine Spannung an den PZT unter dem Einfluss einer hohen Feuchte angelegt wird, ein Kriechstrom in Fehlstellen fließt, die in dem PZT vorhanden sind, und Joulsche Wärme erzeugt wird, und durch diese Wärme die Elektrode schmilzt.
In Bezug auf den zweiten Bewertungsposten wurden, wie in 8 gezeigt, in jenem Fall, in welchem die trockene Luft zugeführt wurde, selbst nachdem die Spannung 150 Stunden angelegt wurde, die schwarzen Punkte nicht hervorgerufen. Andererseits wurden in jenem Fall, in welchem keine trockene Luft zugeführt wurde, sechs schwarze Punkte durch das Anlegen der Spannung über eine Stunde erzeugt.
Wie voranstehend geschildert wird, durch Zuführen der trockenen Luft, selbst wenn die Spannung an den PZT angelegt wurde, kein Bruch hervorgerufen. Weiterhin wird folgendes vermutet: Der Grund dafür, warum die Anzahl an schwarzen Punkten bei dem ersten Bewertungsposten größer ist als bei dem zweiten Bewertungsposten liegt daran, dass infolge der Tatsache, dass die Temperatur der Luft in dem Konstanttemperaturbad bei dem ersten Bewertungsposten höher ist, die Gesamtmenge an vorhandener Feuchtigkeit größer ist als beim zweiten Bewertungsposten, so dass ein stärkerer Bruch des PZT auftrat.
Dann wurde, ähnlich zum Fall des zweiten Bewertungspostens, PZT bewertet, eingebaut in einen Tintenstrahlkopf (vgl. 2). In diesem Tintenstrahlkopf sind 200 Druckkammern und die entsprechenden, aus PZT bestehenden Betätigungsglieder vorgesehen.
Die 10A bis 10C sind erläuternde Darstellungen des Tintenstrahlkopfes, der bei der Bewertung eingesetzt wurde, wobei die Schnittansicht von 2 mehr Einzelheiten zeigt. 10A ist eine Ansicht zur Erläuterung des Düsenloches 116 und von dessen Umgebung. Das Düsenloch 116 steht mit der Druckkammer 111 in Verbindung, und die Schwingungsplatte 122 und der PZT, der das piezoelektrische Element 113 darstellt, sind oberhalb der Druckkammer 111 vorgesehen. In dieser Figur sind die gemeinsame Elektrode und die einzelne Elektrode, zwischen denen das piezoelektrische Element angeordnet ist, weggelassen. Die Druckkammer wird mit Tinte gefüllt, und die Tinte wird von der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 114 über den Tintenflusseinlass 115 zugeführt. Wenn die Spannung an das piezoelektrische Element 113 angelegt wird, verbiegen sich das piezoelektrische Element 113 und die Schwingungsplatte 122, und nimmt der Druck in der Druckkammer 11 zu, so dass die Tinte aus der Düse 116 ausgestoßen wird. Weiterhin ist eine Oberfläche der Düsenplatte 119 wasserabstoßend behandelt, so dass die Tinte aus dem Düsenloch 116 in der vorgegebenen Richtung ausgespritzt werden kann. Das piezoelektrische Element 113 ist grundlegend ebenso wie der PZT, der bei der ersten und zweiten Bewertung eingesetzt wurde, und weist eine Dicke von 3 μ und eine Fläche von 100 μm × 1200 μm auf. Die Schwingungsplatte 122 hat eine Dicke von 3 μm.
10B ist eine erläuternde Ansicht, welche einen Schnitt entlang einer gestrichelten Linie von 10A zeigt. Hierbei sind, obwohl nur die Anordnung in der Nähe von etwa zwei Düsenlöchern 116 gezeigt ist, tatsächlich zahlreiche Abschnitte mit demselben Aufbau wie bei der Anordnung, die in
10B gezeigt ist, in einer Reihe angeordnet. Die Figur zeigt einen Zustand, bei welchem sich das linke piezoelektrische Element 113 und die Schwingungsplatte 122 verbiegen, und die Tinte aus dem Düsenloch 116 ausgespritzt wird. Wie aus der Figur hervorgeht, sind eine Druckkammer 111 und ein piezoelektrisches Element 113 jedem Düsenloch 116 zugeordnet. Die gemeinsame Flüssigkeitskammer 114, welche die Tinte liefert, ist jedoch gemeinsam für die zahlreichen Düsenlöcher 116 vorgesehen, und die Tinte wird von der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 114 über den Tintenflusseinlass 115 geliefert, der für jede Druckkammer 111 vorgesehen ist (in der Figur ist der Tintenflusseinlass 115 auf der linken Druckkammer 111 durch eine Wand abgedeckt, welche die beiden Druckkammern 111 trennt, und ist nicht erkennbar).
10C ist eine erläuternde Darstellung, gesehen vom oberen Abschnitt der Düsenplatte 119 aus. Bei diesem Beispiel sind zwei Düsenfelder oben und unten vorhanden, die jeweils vierzig Düsenlöcher 116 aufweisen, die rechts und links in einem Abstand von 340 μm angeordnet sind. In der Figur bezeichnet eine gestrichelte Linie, welche jedes Düsenloch 116 umgibt, das piezoelektrische Element 113 auf der entgegengesetzten Seite der Düsenplatte 119, und bezeichnet eine annähernd rechteckige, gestrichelte Linie die gemeinsame Flüssigkeitskammer 114. Da die Tinte von einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 114 den vierzig Düsenlöchern 116 zugeführt wird, die rechts und links angeordnet sind, wird Tinte mit derselben Farbe aus den vierzig Düsenlöchern 116 ausgespritzt, die rechts und links angeordnet sind. Bei der Ausführungsform wird ein Tintenstrahlkopf verwendet, der zweihundert Düsenlöcher 116 aufweist. Daher gibt es insgesamt fünf Felder der Düsenlöcher 116.
Der Tintenstrahlkopf wurde in ein aus Acryl hergestelltes Gehäuse so eingesetzt, dass die trockene Luft, die von dem Lufttrockner erzeugt wird, in dieses Gehäuse eingelassen werden kann, und das Gehäuse wurde in ein Bad mit konstanter Temperatur und konstanter Feuchte eingesetzt, in welchem die Temperatur 25°C beträgt, und die Feuchte 50%. In dem Zustand, in welchem die trockene Luft zugeführt wird, wurde die Spannung so angelegt, dass die Polung der gemeinsamen Elektrode positiv wurde, und jene der einzelnen Elektrode negativ. Weiterhin wurde auch in jenem Fall, in welchem die trockene Luft nicht zugeführt wird, die Spannung entsprechend angelegt. Ein Bewertungsergebnis ist in 9 gezeigt. In jenem Fall, in welchem die trockene Luft zugeführt wurde, wurden überhaupt keine schwarzen Punkte erzeugt, selbst nachdem die Spannung über 200 Stunden oder länger angelegt wurde. Andererseits wurden in jenem Fall, in welchem die trockene Luft nicht zugeführt wurde, sechzig oder mehr schwarze Punkte über fünfzig Stunden in dem PZT erzeugt, welcher das Betätigungsglied ist.
Wie voranstehend geschildert tritt auch bei dem PZT, der als das Betätigungsglied verwendet wird, durch Einlassen des trockenen Gases wie beispielsweise trockener Luft überhaupt kein Bruch in dem PZT selbst in jenem Fall auf, wenn die Spannung angelegt wird.
Bei der Ausführungsform kann, da das piezoelektrische Element durch Sputtern hergestellt wird, ein dünnes piezoelektrisches Element erhalten werden, das eine gute Kristallorientierung aufweist, mit guter Reproduzierbarkeit. Auch in jenem Fall, in welchem die Spannung gering ist, die dem piezoelektrischen Element zugeführt wird, ergibt sich eine starke Verschiebung. Daher kann die Tinte bei niedriger Spannung ausgespritzt werden, so dass der Energieverbrauch des Druckers verringert werden kann. Obwohl die Fläche des verwendeten piezoelektrischen Elements 100 μm × 1200 μm beträgt, kann darüber hinaus die Fläche bis zu etwa 3 μm verringert werden, nämlich die Filmdicke des piezoelektrischen Elements. Da die Fläche des piezoelektrischen Elements verkleinert wird, kann die Dichte der Düse in der Ebene stärker verbessert werden, so dass ein exakterer Druck durchgeführt werden kann.
Wie voranstehend geschildert wird gemäß dieser Ausführungsform verhindert, da der Taupunkt in der Nähe des piezoelektrischen Elements durch das trockene Gas abgesenkt wird, dass das piezoelektrische Element infolge des Anlegens der Spannung beeinträchtigt wird. Hierbei wird ermöglicht, unter Erzielung einer Verringerung der Filmdicke des piezoelektrischen Elements, einfach einen Bruch des Elements infolge des Anlegens der Spannung an dieses piezoelektrische Element zu verhindern.
Bei der voranstehenden Beschreibung wurde die Gleichspannung von 35 V an das piezoelektrische Element angelegt, um dessen Eigenschaften zu untersuchen. Allerdings ist es allgemein nicht erforderlich, eine derartig hohe Spannung zum Ausspritzen der Tinte anzulegen, und wird eine Spannung mit rechteckiger Signalform angelegt. Auch in diesem Spannungsanlegungszustand kann selbstverständlich durch Zuführen des trockenen Gases die Beeinträchtigung des piezoelektrischen Elements verhindert werden.
Weiterhin wird bei dieser Ausführungsform der PZT als das piezoelektrische Element verwendet. Allerdings ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern kann auch ein anderes piezoelektrisches Element, einschließlich Blei, eingesetzt werden, da eine ähnliche Auswirkung erzielt werden kann. Weiterhin wird bei dieser Ausführungsform zwar das piezoelektrische Element durch Sputtern hergestellt, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern kann auch ein piezoelektrisches Element eingesetzt werden, das durch Sintern oder eine Sol-Gel-Bearbeitung hergestellt wird, da eine ähnliche Auswirkung erzielt werden kann.
Wie voranstehend geschildert wird gemäß der Erfindung verhindert, da der Taupunkt in der Nähe des piezoelektrischen Elements durch das trockene Gas abgesenkt wird, dass das piezoelektrische Element durch das Anlegen der Spannung beeinträchtigt wird. Hierdurch kann ein derartiger, wirksamer Vorteil erzielt werden, dass ermöglicht wird, einfach einen Bruch des Elements durch das Anlegen der Spannung an dieses piezoelektrische Element zu verhindern, wodurch eine Verringerung der Filmdicke des piezoelektrischen Elements erreicht wird.
(Zweite Ausführungsform)
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 11 bis 23 beschrieben. In diesen Zeichnungen werden die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und erfolgt keine erneute Beschreibung.
Eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung 240, die in 11 gezeigt ist, weist einen Tintenstrahlkopf 241 auf, der eine Aufzeichnung unter Verwendung des piezoelektrischen Effekts eines dielektrischen Dünnfilmelements und der Expansionskraft einer Luftblase durchführt, und Tintentropfen, die von diesem Tintenstrahlkopf 241 ausgespritzt werden, auf ein Aufzeichnungsmedium 242 aufprallen lässt, beispielsweise Papier, um so eine Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmedium 242 durchzuführen.
Falls der Zeilenkopf durch Kombination der mehreren Düsenköpfe gebildet wird, taucht infolge ungleichmäßiger Eigenschaften zwischen den Düsenköpfen und der Genauigkeit der Ausrichtung auf dem Düsenkopfhalterahmen beim Druck ein Streifen an einer Verbindungsstelle zwischen den Düsenköpfen auf, so dass die Druckqualität absinkt. Weiterhin ist es in jenem Fall, in welchem der Zeilenkopf durch eine Kombination der mehreren Düsenköpfe gebildet wird, erforderlich, die Düsenköpfe mit hoher Genauigkeit auszurichten. Abhängig von der Genauigkeit von Bauteilen ist es jedoch schwierig, eine exakte Ausrichtung zu erzielen.
Bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung 240 gemäß dieser Ausführungsform, welche einen Farbdruck durchführen kann, sind auf dem Tintenstrahlkopf 240 ein Zeilenkopf 243 angebracht, der einen Tintenkopf aufweist, von welchem gelbe Tinte ausgespritzt wird, ein Tintenkopf, von welchem Tinte in Magenta ausgespritzt wird, und ein Tintenkopf, von welchem Tinte in Zyan ausgespritzt wird, sowie ein Tintenkopf, von welchem schwarze Tinte ausgespritzt wird; und es sind mehrere Düsenlöcher in jedem Tintenkopf über die gesamte Breite des Aufzeichnungsmediums 42 angeordnet.
Die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung 240 weist mehrere Rollen (Bewegungsvorrichtungen) 245 auf, welche das Aufzeichnungsmedium 242 in einer Transportrichtung bewegen, die annähernd senkrecht zur Richtung der Breite des Tintenstrahlkopfes 241 verläuft.
Obwohl die Farb-Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung 240 bei dieser Ausführungsform gezeigt ist, kann die Erfindung auch bei einer einfarbigen Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung eingesetzt werden, bei welcher Druck nur von einer Farbe durchgeführt werden kann.
Wie in 12 gezeigt, weist der Zeilenkopf 243 einen Halterahmen 246 und mehrere Düsenköpfe 247 auf, die auf diesem Halterahmen 246 angeordnet und befestigt sind. In jedem Düsenkopf 247 sind mehrere Düsenlöcher (vgl. 13 und nachstehend) 247a vorgesehen, aus welchen Tinte ausgespritzt wird. Die mehreren Düsenköpfe 247 sind auf dem Halterahmen 246 angeordnet, wodurch die Düsenlöcher 247a über die gesamte Breite des Aufzeichnungsmediums 242 angeordnet sind.
In dem Düsenkopf 241 sind mehrere Druckkammern vorgesehen, in welche Tintenflüssigkeit eingefüllt wird. Durch Verformen der Druckkammer durch eine Energieerzeugungsquelle wie beispielsweise ein piezoelektrisches Element oder Luftblasen wird die Tinte aus dem Düsenloch 247a ausgespritzt, das mit der Druckkammer in Verbindung steht.
Hierbei ist es wesentlich, um gleichzeitig eine Verringerung der Abmessungen des Düsenkopfes 247 und eine Verbesserung der Druckauflösung zu erzielen, die Düsenlöcher 247a auf der Düsenoberfläche effizient anzuordnen. Bei dieser Ausführungsform sind die Düsenlöcher 247a des Düsenkopfes folgendermaßen in hoher Dichte angeordnet.
Es sind nämlich, wie in 13 gezeigt, in dem Düsenkopf mehrere Düsenfelder (zwei Felder bei der Ausführungsform), von denen jedes die mehreren Düsenlöcher 247a aufweist, schräg in der Hauptabtastrichtung angeordnet. Die Düsenlöcher sind so angeordnet, dass die Entfernung zwischen den Düsen zwischen den benachbarten Düsenfeldern nicht gleich ist. Die Düsenlöcher sind nämlich nicht in einer vollständigen Kreuzstichanordnung angeordnet, bei welcher die Entfernung zwischen den benachbarten Düsenfeldern gleich ist, sondern in einer Kreuzstichanordnung, bei welcher der Abstand unterschiedlich ist.
Genauer gesagt sind in 14 eine Entfernung L1 zwischen einem ersten beliebigen Düsenloch 247a-1 und einem zweiten Düsenloch 247a-2, in einem Düsenfeld A benachbart jenem Feld, zu welchem dieses erste Düsenloch 247a-1 gehört, also dem Düsenfeld B, das benachbart dem ersten Düsenloch 247a-1 angeordnet ist, und eine Entfernung L2 zwischen dem ersten Düsenloch 247a-1 und einem dritten Düsenloch 247a-3 in dem Düsenfeld A, zu welchem das zweite Düsenloch 247a-2 gehört, das noch näher an dem ersten Düsenloch 247a-1 liegt, voneinander verschieden.
Bei einer derartigen Anordnung wird, wie in 13 gezeigt, der Düsenkopf in der Hauptabtastrichtung abgetastet, mit einer Düsenbreite W1, die enger ist als eine Düsenbreite W2 in der Unterabtastrichtung, und können die Düsen in einer Anordnung mit mehreren Feldern mit gutem Raumwirkungsgrad angeordnet werden. Daher kann eine Verbesserung der Druckauflösung erzielt werden, wodurch der Düsenkopf 247 verkleinert wird. Weiterhin kann im Vergleich zu einem Fall, bei welchem nur ein Düsenfeld in dem Düsenkopf vorgesehen ist, die Entfernung zu dem Düsenende, das zu einem Rückzugsbereich für eine Spülkappe (nicht gezeigt) wird, und einem Montageteil gemeinsam durch die mehreren Düsenfelder verwendet werden.
15 ist eine Perspektivansicht des Tintenstrahlkopfes 241, mit welchem der in 12 gezeigte Zeilenkopf 243 zusammengebaut ist. Die 16 und 17 sind eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht von 15. Wie in 12 und den 15 bis 17 gezeigt, springt der Düsenkopf 247 etwa 4 mm gegenüber einer Oberfläche des Halterahmens 246 vor. Überschüssige Tinte, die an einer unteren Oberfläche des Düsenkopfes 247 anhaftet, wird durch eine Reinigungsklinge 250 entfernt, die aus Gummi besteht, und die in einer Unterabtastrichtung zu vorbestimmten Zeitpunkten bewegt wird. Der Grund dafür, warum der Düsenkopf 247 etwa 4 mm vorspringt, ist folgender. Wenn das Vorspringen zu klein ist, kann in jenem Fall, in welchem sich Tinte an beiden Enden der Reinigungsklinge 250 ansammelt, die überschüssige Tinte in Berührung mit einer Oberfläche des Halterahmens 246 gelangen. Im Gegensatz hierzu kann, wenn das Vorspringen zu stark ist, die Reinigungsklinge 250 durch eine Kante des Düsenkopfes 247 beschädigt werden. Es ist nicht erforderlich, das Vorspringen auf 4 mm zu begrenzen, wenn diese beiden Probleme gelöst werden können.
Die überschüssige Tinte, die von der Reinigungsklinge 250 entfernt wird, wird an einem Klingenhalteabschnitt 252 infolge der Schwerkraft gesammelt. Der Klingenhalteabschnitt 252 wird gleitbeweglich durch die Wellen 254 und 256 gehaltert, und wird durch einen nicht dargestellten Motor in der Unterabtastrichtung angetrieben.
Bei der Ausführungsform berührt die überschüssige Tinte nicht die Oberfläche des Halterahmens 246, da der Düsenkopf 247 gegenüber einer Oberfläche des Halterahmens 246 vorspringt, selbst wenn die Tinte an beiden Enden der Reinigungsklinge 250 gesammelt wird, wenn die Reinigungsklinge 250 die überschüssige Tinte abstreift, die an der unteren Oberfläche des Düsenkopfes 247 anhaftet. Daher kann eine Beeinträchtigung des Drucks infolge der Tinte verhindert werden, die an der Oberfläche des Halterahmens 246 anhaftet, und an dem Druckmedium 242 anhaftet.
(Beispiel 2)
Hierbei sind, um die Düsenlöcher 247a mit besserem Raumwirkungsgrad anzuordnen, und das Auftreten der voranstehend geschilderten Verwerfung der Düsenplatte zu verhindern, wie in 18 gezeigt, Düsenfelder mit gleicher Anzahl, welche vier und mehr beträgt, so vorgesehen, dass die Entfernung zwischen einer Gruppe von Düsenfeldern, die einander benachbart sind, eng wird, so dass sich also die Düsenfelder jeweils in Gruppen von zweien aneinander annähern. So sind beispielsweise, wie in 18 gezeigt, falls die vier Düsenfelder A bis D vorgesehen sind, diese so angeordnet, dass die Entfernung zwischen dem Feld A und dem Feld B oder die Entfernung zwischen dem Feld C und dem Feld D geringer ist als die Entfernung zwischen dem Feld B und dem Feld C.
(Beispiel 3)
Weiterhin gibt es eine andere Anordnung, wie in 19 gezeigt. Eine Entfernung L1a zwischen einem ersten beliebigen Düsenloch 247a-1, das in dem Düsenfeld C vorgesehen ist, und einem zweiten Düsenloch 247a-2 in dem Düsenfeld B, das eines der Felder in der Nähe des Düsenfeldes ist, zu welchem dieses erste Düsenloch 247a-1 gehört, also dem Düsenfeld C, welches in der Nähe des ersten Düsenloches 247a-1 liegt, und eine Entfernung L2a zwischen dem ersten Düsenloch 247a-1 und einem dritten Düsenloch 247a-3 in dem Düsenfeld B, zu welchem das zweite Düsenloch 247a-2 gehört, das noch näher an dem ersten Düsenloch 247a-1 liegt, sind nämlich voneinander verschieden. Weiterhin sind eine Entfernung L1b zwischen einem vierten beliebigen Düsenloch 247a-4, das in dem Düsenfeld C vorgesehen ist, und einem fünften Düsenloch 247a-5, in dem Düsenfeld D, welches das andere der Felder darstellt, die benachbart dem Düsenfeld angeordnet sind, zu welchem dieses vierte Düsenloch 247a-4 gehört, also das Düsenfeld C, das in der Nähe des vierten Düsenloches 247a-4 liegt, und eine Entfernung L2b zwischen dem vierten Düsenloch 247a-4 und einem sechsten Düsenloch 247a-6, in dem Düsenfeld D, zu welchem das fünfte Düsenloch 247a-5 gehört, das noch näher an dem vierten Düsenloch 247a-4 liegt, voneinander verschieden.
Hierbei sind die Düsenlöcher 247a dicht in dem engen Bereich auf der Düsenoberfläche vorgesehen, so dass der Raumwirkungsgrad stärker verbessert werden kann. Da die Fläche eines Bereichs, in welchem die Düsenlöcher nicht vorgesehen sind, groß wird, verbessert sich darüber hinaus die Steifigkeit der Düsenplatte, und wird das Auftreten einer Verwerfung verhindert.
(Beispiel 4)
Unter der Annahme, dass mehrere Düsenfelder vorgesehen sind, beispielsweise vier, kann in jenem Fall, in welchem die Düsenfelder in der Reihenfolge von A + B und C + D in der Unterabtastrichtung angeordnet sind, das Problem einer Verbindung zwischen den Feldern A + B und den Feldern C + D auftreten. Infolge der Bearbeitungsgenauigkeit der Düsenplatte und einer Befestigungsverschiebung (Drehverschiebung) des Kopfes kann nämlich ein Spalt in der Hauptabtastrichtung zwischen einem Druckbereich durch die Düsen in den Feldern A + B und einem Druckbereich durch die Düsen in den Feldern C + D hervorgerufen werden. Weiterhin kann allgemein in einem Düsenfeld eine Anomalität (schlechte Ausspritzung von Tinte) leicht in dem Düsenloch 247a hervorgerufen werden, das sich an dem Ende befindet, da Staub und Luftblasen umherschweben, und an diesem Düsenloch 247a anhaften.
Daher sind, wie in 20 gezeigt, die Düsenlöcher so angeordnet, dass die Düsenlöcher 247a, die sich an einem Ende der Düsenfelder befinden (vier der Felder A und B) mit den Düsenlöchern 247a überlappen, die an dem anderen Ende der anderen Felder (hier der Felder C und D) in der Unterabtastrichtung angeordnet sind.
Mit einer derartigen Anordnung wird, da dieselbe Zeile durch Tinte bedruckt werden kann, die von den mehreren Düsenlöchern 247a ausgespritzt wird, eine mehrfache Pseudoabtastung durchgeführt, so dass ein Abschnitt, an welchem die Verbindungsstelle auftritt, unauffällig ausgebildet werden kann, und das Düsenloch 247a, aus welchem die Tinte nicht bereits ausgespritzt wurde, erneut genutzt werden kann.
Obwohl die Düsenlöcher so angeordnet sind, dass sich das Düsenloch 247a, das an einem Ende des Düsenfeldes angeordnet ist, mit dem Düsenloch 247a überlappt, das an dem anderen Ende des anderen Feldes in einer Unterabtastrichtung angeordnet ist, können auch die Düsenlöcher 247a an beiden Enden angeordnet sein. Weiterhin können die Düsenlöcher so angeordnet sein, dass nicht nur das Düsenloch 247a, das sich am Ende befindet, sondern auch ein Teil der Düsenlöcher 247a, oder diese insgesamt, mit Ausnahme des Düsenlochs sich mit dem Düsenloch 247a in einem anderen Feld in der Unterabtastrichtung überlappt.
Wenn die Düsenlöcher 247a so angeordnet sind, kann das Ausspritzen von Tinte in der Unterabtastrichtung abwechselnd oder irregulär von den Düsenlöchern 247a durchgeführt werden, die miteinander überlappt in der Unterabtastrichtung vorgesehen sind. Da dieselbe Zeile oder dieselben Zeilen in der Nähe einer Zeile durch die Tinte bedruckt werden kann bzw. können, die von den mehreren Düsenlöchern ausgespritzt wird, kann der Abschnitt unauffällig ausgebildet werden, an welchem die Verbindungsstelle einfach auftritt, und kann das Düsenloch 247a, aus welchem Tinte noch nicht ausgespritzt wurde, erneut genutzt werden.
Hierbei können normalerweise, wie voranstehend geschildert, bei dem Typ mit Ausspritzung von der Kante, bei welchem nur ein Düsenfeld pro Düsenkopf vorgesehen ist, die Düsenlöcher 247a nicht mit hoher Dichte angeordnet werden, so dass der Raumwirkungsgrad niedrig ist. Falls daher die voranstehend geschilderten, mehreren Düsenköpfe so auf dem Halterahmen angeordnet und befestigt sind, dass die Düsenfelder in der Hauptabtastrichtung verkippt sind, um hierdurch einen Zeilenkopf herzustellen, kann daher die Auflösung in der Unterabtastrichtung, die besonders wichtig für den Zeilenkopf ist, einfach verbessert werden.
(Beispiel 5)
Falls der Zeilenkopf mehrere Düsenköpfe aufweist, unter der Annahme, dass die Anzahl an Düsenfeldern beispielsweise vier beträgt, kann dann, wenn Düsenfelder C + D in einem Düsenkopf und nächste Düsenfelder A + B in einem Düsenkopf benachbart zu diesem Düsenkopf vorgesehen sind, das Problem einer Verbindungsstelle zwischen den Feldern C + D und den Feldern A + B auftreten. Infolge der Bearbeitungsgenauigkeit der Düsenplatte und der Befestigungsverschiebung (Drehverschiebung) des Kopfes kann nämlich ein Spalt in der Hauptabtastrichtung hervorgerufen werden, zwischen einem Druckbereich durch die Düsen in den Feldern C + D und einem Druckbereich durch die Düsen in den Feldern A + B. Weiterhin kann leicht, wie voranstehend geschildert, normalerweise in einem Düsenfeld eine Anomalität (schlechte Ausspritzung von Tinte) in dem Düsenloch 247a hervorgerufen werden, das sich am Ende befindet, da Staub und eine Luftblase herumschweben, und sich an dem Düsenloch 247a festsetzen.
Daher sind, wie in 21 gezeigt, die Düsenlöcher so angeordnet, dass sich die Düsenlöcher 247a, die an einem Ende der Düsenfelder angeordnet sind (hier den Feldern C und D), eines Düsenkopfes 247, mit den Düsenlöchern 247a überlappen, die an dem anderen Ende der Düsenfelder angeordnet sind (hier den Feldern A und B), eines Düsenkopfes benachbart diesem Düsenkopf 247 in der Unterabtastrichtung.
Mit einer derartigen Anordnung wird, da dieselbe Zeile durch Tinte bedruckt werden kann, die aus den mehreren Düsenlöchern 247a ausgespritzt wird, eine Pseudoabtastung mehrfach durchgeführt werden, so dass der Abschnitt unauffällig ausgebildet werden kann, an welchem sich die Verbindungsstelle zwischen den Düsenköpfen befindet, und kann das Düsenloch 247a erneut genutzt werden, aus welchem noch keine Tinte ausgespritzt wurde.
Obwohl die Düsenlöcher so angeordnet sind, dass sich das Düsenloch 247a, das an einem Ende des Düsenfeldes eines Düsenkopfes 247 angeordnet ist, mit dem Düsenloch 247a überlappt, das an dem Ende des Düsenfeldes eines anderen Düsenkopfes in der Unterabtastrichtung angeordnet ist, jedoch können auch die Düsenlöcher 247a an beiden Enden angeordnet werden. Weiterhin können die Düsenlöcher so angeordnet werden, dass sich nicht nur das Düsenloch 247a, das sich am Ende befindet, sondern auch ein Teil der Düsenlöcher 247a, oder diese insgesamt, mit Ausnahme dieses Düsenloches mit dem Düsenloch 247a eines anderen Feldes in der Unterabtastrichtung überlappen.
Falls die Genauigkeit des Düsenkopfes 247 nicht gut ist, wenn sich die einander benachbarten Düsenköpfe 247 eng aneinander befinden, unterscheidet sich die Position des Düsenloches 247a, so dass keine Ausrichtungsgenauigkeit erzielt wird. Daher ist, wie in 22 gezeigt, in jenem Fall, in welchem ein Spalt zwischen den benachbarten Düsenköpfen 247 vorhanden ist, eine Feineinstellung der Kopfposition des Düsenkopfes 247 möglich, so dass ein Zeilenkopf erhalten werden kann, bei welchem die Düsenköpfe 247 mit hoher Genauigkeit ausgerichtet sind.
Infolge einer Streuung der Tinte beim Drucken, oder eines Spül- oder Abstreifvorgangs, gelangt die Tinte in den Spalt zwischen den Düsenköpfen 247 hinein, so dass der Spalt zwischen den Köpfen durch einen Film abgedeckt wird, also der Spalt durch den Film überbrückt wird. Wenn die Menge dieser Tinte zunimmt, trifft ein großer Tintentropfen auf das Aufzeichnungsmedium, und kann das Aufzeichnungsmedium durch diesen Tintentropfen verschmutzt werden.
Daher, wie in 23 gezeigt, durch Ausbildung des Spaltes mit den Düsenköpfen 247 so, dass dessen Breite von einer Seite zur anderen Seite schmäler wird, sammelt sich die Tinte in dem Spalt an, und wird ein Entfernen der Tinte einfach, so dass verhindert wird, dass die Tinte, die in den Spalt zwischen den Düsenköpfen 247 hineingelangt ist, auf das Aufzeichnungsmedium fällt.
(Dritte Ausführungsform)
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 24 bis 36 beschrieben. In diesen Zeichnungen sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und erfolgt keine überlappende Beschreibung.
Eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung 340, die in 24 gezeigt ist, weist einen Tintenstrahlkopf 341 auf, der eine Aufzeichnung unter Verwendung des piezoelektrischen Effekts eines dielektrischen Dünnfilmelements und der Expansionskraft einer Luftblase durchführt, und Tintentropfen, die von diesem Tintenstrahlkopf 341 ausgespritzt werden, auf ein Aufzeichnungsmedium 342 wie beispielsweise Papier aufprallen lässt, um hierdurch eine Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmedium 342 durchzuführen.
Bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung 340 gemäß dieser Ausführungsform, welche einen Farbdruck durchführen kann, sind auf dem Tintenstrahlkopf 341 ein Zeilenkopf 343 vorgesehen, der einen Tintenkopf aufweist, aus welchem gelbe Tinte ausgespritzt wird, ein Tintenkopf, aus welchem Tinte in Magenta ausgespritzt wird, ein Tintenkopf, aus welchem Tinte in Zyan ausgespritzt wird, sowie ein Tintenkopf, aus welchem schwarze Tinte ausgespritzt wird; und sind mehrere Düsenlöcher in jedem Tintenkopf über die gesamte Breite des Aufzeichnungsmediums 342 vorgesehen.
Die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung 340 weist mehrere Rollen (Bewegungsvorrichtungen) 345 auf, welche das Aufzeichnungsmedium 342 in einer Transportrichtung bewegen, die annähernd senkrecht zur Richtung der Breite des Tintenstrahlkopfes 341 verläuft.
Obwohl bei dieser Ausführungsform die Farb-Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung 340 gezeigt ist, kann die Erfindung auch bei einer einfarbigen Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung eingesetzt werden, bei welcher Druck nur in einer Farbe durchgeführt werden kann.
Wie in 25 gezeigt, weist der Zeilenkopf 343 einen Halterahmen 346 und mehrere Düsenköpfe 347 auf, die auf diesem Halterahmen 346 angeordnet und befestigt sind. In jedem Düsenkopf 347 sind mehrere Düsenlöcher (nicht gezeigt) vorgesehen, aus welchen Tinte ausgespritzt wird. Diese mehreren Düsenköpfe sind auf dem Halterahmen 346 angeordnet, wodurch die Düsenlöcher über die gesamte Breite des Aufzeichnungsmediums 342 angeordnet sind.
Bei dieser Ausführungsform werden die mehreren Düsenkopfe 347 mit hoher Genauigkeit durch das folgende Verfahren ausgerichtet und auf dem Halterahmen 346 befestigt, wodurch die Tintenausspritzrichtung unter den Düsenköpfen 347 vergleichmäßigt wird, und eine hohe Druckqualität ermöglicht wird.
In den 25 und 26 ist nämlich der Halterahmen 346 an seinen beiden Seiten durch eine Rahmenhalteeinheit 348 gehaltert, und ist die Positionsbeziehung zwischen diesen Teilen festgelegt. Durch diese Rahmenhalteeinheit 348 wird eine lichtdurchlässige Platte 350, auf welcher eine Ausrichtungsmarkierung 350a vorgesehen ist, entlang dem Halterahmen 360 gehaltert.
Der Düsenkopf 347, in welchem zahlreiche Düsenlöcher 347a vorgesehen sind, wird durch eine Kopfhalteeinheit 349 gehaltert, welche diesen Düsenkopf 347 in Horizontalrichtung und in Vertikalrichtung bewegen kann. Die Platte 350 und der Düsenkopf 347 liegen einander so gegenüber, dass der Düsenkopf 347 durch die lichtdurchlässige Platte 350 von einer Kameravorrichtung 351 beobachtet werden kann, und eine Ausrichtung zwischen der Ausrichtungsmarkierung 350a der Platte 350 und der vorbestimmten Position (beispielsweise dem Düsenloch 347a oder dem Düsenloch 347b, die zur Ausrichtung vorgesehen sind) des Düsenkopfes 347 auf Grundlage der Ausrichtungsmarkierung 350a durchgeführt wird, wodurch eine Ausrichtung der Düsenköpfe 347 erfolgt. Nach der Ausrichtung werden die Düsenköpfe 347s auf dem Halterahmen 346 befestigt.
In 25 ist zwar der Düsenkopf 347 schräg auf dem Halterahmen 346 befestigt, jedoch kann er auch parallel befestigt werden.
Hierbei sind als ein Beispiel für die Markierungen die Formen einer Düsenmarkierung des Düsenkopfes 347 und Formen der Ausrichtungsmarkierung 350a der Platte 350 in 27 dargestellt. Wie in 27 gezeigt, überlappen sich die Düsenmarkierung und die Ausrichtungsmarkierung 350a. Die gezeigten Formen sind ein Beispiel, und die Erfindung ist nicht auf diese Formen beschränkt. Zwar ist in 27 die Markierung der Platte 350 größer als die Markierung des Düsenkopfes 347, jedoch können sie auch dieselben Abmessungen aufweisen, oder kann die Markierung des Düsenkopfes 347 größer sein.
Mittels Durchführung einer derartigen Ausrichtung in Reihenfolge können die mehreren Düsenköpfe 347 einfach und mit hoher Genauigkeit ausgerichtet werden.
Es ist vorzuziehen, dass die Platte 350 nicht aus Harz wie beispielsweise Kunststoff besteht, sondern aus Glas. Ein Material, das als die Platte 350 eingesetzt wird, muss nämlich als Messeinrichtung verwendet werden können, und muss daher einen kleinen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen. Glas erfüllt diese Bedingung. Da Glas selbst sehr glatt ist, und kein Spezialmaterial darstellt, sondern billig ist, nehmen die Kosten nicht zu.
Es gibt den Fall, bei welchem zahlreiche Ausrichtungsmarkierungen 350a auf der lichtdurchlässigen Platte 350 benötigt werden. Obwohl die Ausrichtungsmarkierung 350a durch jede Bearbeitung auf der Platte 350 hergestellt werden kann, ist diese Herstellung schwierig in Bezug auf die Genauigkeit und Mannstunden, damit zahlreiche Markierungen frei wählbar hergestellt werden können. In einem derartigen Fall wird die Ausrichtungsmarkierung 50a mittels Sputtern von Chrom (Cr) hergestellt, wodurch die zahlreichen Ausrichtungsmarkierungen 350a einfach hergestellt werden können, da sie durch ein übliches Verfahren unter Verwendung einer Photomaske hergestellt werden können. Da die Genauigkeit der Photomaske so gut ist, dass die Positionsgenauigkeit der Markierung auf dem Glas mit einer großen Fläche von 500 mm × 500 mm ± 2 μm beträgt, kann darüber hinaus die Ausrichtungsmarkierung 50a kostengünstig und mit hoher Genauigkeit hergestellt werden.
Weiterhin ist es wünschenswert, wie in 26 gezeigt, dass die Ausrichtungsmarkierung 350a auf einer Oberfläche der Platte 350 hergestellt wird, welche dem Düsenkopf 347 gegenüberliegt. Der Grund hierfür ist folgender: Da der Brechungsindex der Platte 350 nicht gleich 1 ist, wird dann, wenn die Ausrichtungsmarkierung 350a auf der Oberfläche vorhanden ist, die der Oberfläche des Düsenkopfes 347 gegenüberliegt, die Ausrichtungsmarkierung 350a direkt wahrgenommen, und wird der Düsenkopf 347 durch die Platte 350 wahrgenommen, so dass eine Abweichung hervorgerufen wird. Andererseits werden, falls die Ausrichtungsmarkierung 350a auf der dem Düsenkopf 347 gegenüberliegenden Oberfläche vorhanden ist, sowohl die Ausrichtungsmarkierung 350a als auch der Düsenkopf 347 durch die Platte 350 wahrgenommen. Daher ist der Einfluss infolge des Brechungsindex der Platte 350 gering, und wird die Entfernung zwischen der Ausrichtungsmarkierung 350a und dem Düsenkopf 347 kurz, so dass die Ausrichtungsgenauigkeit verbessert werden kann.
Hierbei ist es zufriedenstellend, wenn zumindest zwei, also mehrere Ausrichtungsmarkierungen 350a auf dem Düsenkopf 347 vorgesehen werden. Der Grund hierfür ist folgender: Wenn die Ausrichtung durch nur eine Ausrichtungsmarkierung 350a vorgenommen wird, besteht die Befürchtung des Hervorrufens einer Drehabweichung, aber wenn die Ausrichtung mit den mehreren Ausrichtungsmarkierungen 350a durchgeführt wird, so kann, wie in 28 gezeigt, die Ausrichtung einfach mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Weiterhin ist es zufriedenstellend, wenn die Ausrichtung durch das Düsenloch 347a des Düsenkopfes 347 und die Ausrichtungsmarkierung 350a durchgeführt wird. Als Markierung, die auf dem Düsenkopf 347 selbst vorgesehen sein soll, kann eine Markierung verwendet werden, die durch irgendeine vorherige Bearbeitung auf dem Düsenkopf 347 erhalten wird. Allerdings ist die Genauigkeit der Positionsbeziehung zwischen dem bearbeiteten Teil und dem Düsenkopf 347a nicht immer sichergestellt. Weiterhin wird, obwohl überlegt wird, die Ausrichtung an einem Randabschnitt eines Düsenkopfes 347 durchzuführen, die Genauigkeit der Positionsbeziehung zwischen dem Randteil und dem Düsenloch 347a nicht immer sichergestellt. Andererseits kann in jenem Fall, in welchem die Ausrichtung durch das Düsenloch 347a und die Ausrichtungsmarkierung 350a durchgeführt wird, selbst wenn das Düsenloch 347a, das in dem Düsenkopf 347 vorgesehen ist, gegenüber seiner ordnungsgemäßen Position verschoben ist, wie in 29 gezeigt, die Ausrichtung mit einer korrekten Düsenposition durchgeführt werden, so dass ein Tintentropfen auf die korrekte Position auftreffen kann.
Hierbei ist es ordnungsgemäß, dass die Ausrichtung zwischen der Platte 350 und dem Düsenkopf 347 im Zentrum der mehreren Ausrichtungsmarkierungen 350a durchgeführt wird. Da das Düsenloch 347a eine komplizierte, sich verjüngende Form benötigt, ist die Positionsgenauigkeit, wenn das Düsenloch 347a bearbeitet wird, unvermeidlich schlechter als bei der Ausrichtungsmarkierung 350a, die eine hohe Genauigkeit aufweist. Hierdurch ist eine Durchführung einer Ausrichtung zwischen Teilen erforderlich, deren Positionen nicht vollständig übereinstimmen. Wenn die Position nur einer Ausrichtungsmarkierung 350a mit jener des Düsenloches 347a zusammenfällt, wird darüber hinaus leicht ein Ausrichtungsfehler zwischen der anderen Ausrichtungsmarkierung 350a und dem Düsenloch 347a des nächsten Düsenkopfes 347 hervorgerufen. Wenn jedoch die Ausrichtung zwischen der Platte 350 und dem Düsenkopf 347 im Zentrum der mehreren Ausrichtungsmarkierungen 350a durchgeführt wird, wie in 30 gezeigt, wird die Abweichung zwischen der Ausrichtungsmarkierung 350a und dem Düsenkopf 347a auf zwei Richtungen verteilt, so dass eine Abweichung des Aufpralls beim Drucken unauffällig wird.
Es ist wünschenswert, dass die Ausrichtung zwischen den Düsenlöchern 347a, die an beiden Enden des Düsenkopfes 347 angeordnet sind, und den Ausrichtungsmarkierungen 350a durchgeführt wird. Wenn die Ausrichtung bei den benachbarten, mehreren Düsenlöchern 347a durchgeführt wird, wird selbst dann, wenn das Ausmaß der Abweichung in Bezug zu den Ausrichtungsmarkierungen 350a gleich ist, die gesamte Abweichung groß. Falls jedoch die Ausrichtung an den Düsenlöchern 347a durchgeführt wird, die sich an den beiden Enden befinden, wie in 31 gezeigt, wird die Ausrichtungsgenauigkeit gut, da die Ausrichtungsmarkierungen 350a voneinander beabstandet sind. Da die Ausrichtungsgenauigkeit gut an Endteilen wird, werden darüber hinaus Streifen zwischen den benachbarten Düsenköpfen unauffällig.
Weiterhin kann die Ausrichtung durch eine Ausrichtungsmarkierung 350a und eine Düsenmarkierung 347b durchgeführt werden, das auf dem Düsenkopf 347 vorgesehen ist, im gleichen Vorgang wie bei dem Düsenloch 347a. Falls nämlich vor dem Ausrichtungsvorgang eine Fülluntersuchung und eine Ausspritzuntersuchung für Tintenflüssigkeit einzeln bei dem Düsenkopf 347 durchgeführt werden, kann ein Vorderende des Düsenloches 347a bei der Ausrichtung durch Tinte befeuchtet werden, und kann ein Düsenrand verschwommen sein. In diesem Fall wird die Ausrichtung so durchgeführt, dass nicht das Düsenloch 347a, das zur Tintenausspritzung verwendet wird, sondern ein Attrappenloch verwendet wird, das im selben Vorgang wie bei dem Düsenloch 347a bearbeitet wird, also die Düsenmarkierung 347b, wie in 32 gezeigt. Da die Düsenmarkierung 347b im selben Vorgang hergestellt wird wie das Düsenloch 347a, sind hierbei die Formgenauigkeit und die Positionsgenauigkeit ebenso groß wie beim Düsenloch 347a. Daher kann die Ausrichtung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden. Da die Düsenmarkierung 347b nicht durch die Tinte benetzt wird, ist darüber hinaus der Düsenrand deutlich, so dass sich die Ausrichtung einfach durchführen lässt. Selbst wenn die Düsenmarkierung 347b befeuchtet wird, kann deswegen, da sie nicht zum Ausspritzen von Tinte verwendet wird, die Tinte abgewischt werden, um die Nässe zu beseitigen.
Weiterhin kann die Ausrichtung durch eine Ausrichtungsmarkierung 350a und eine Düsenmarkierung 347b durchgeführt werden, die auf einer Linie vorgesehen ist, welche zwei Düsenlöcher 347a verbindet, die an beiden Enden des Düsenkopfes 347 angeordnet sind. Hierdurch kann die Ausrichtung mit derselben Genauigkeit wie jener in einem Fall durchgeführt werden, bei welchem die Ausrichtung an den Düsenlöchern 347a durchgeführt wird, die sich am äußersten Ende befinden, oder mit höherer Genauigkeit in jenem Fall, in welchem die Entfernung zwischen den Düsenmarkierungen 347b größer ist als die Entfernung zwischen den Düsenlöchern 347a, die sich am äußersten Ende befinden. Eine derartige Ausrichtung ist besonders effektiv, wenn der Düsenkopf 347 schräg auf dem Halterahmen 46 angeordnet ist. Hierbei können die beiden Düsenlöcher 347a, die sich an den beiden Enden des Düsenkopfes 347 befinden, wie in 33 gezeigt, zwei Düsenlöcher 347a sein, die sich an den beiden Enden in einem Düsenfeld befinden; oder aber, wie in 34 gezeigt, zwei Düsenlöcher 347a, die sich an voneinander verschiedenen Enden in zwei benachbarten oder entferntesten Düsenfeldern befinden.
Selbst wenn die Ausrichtung auf diese Weise durchgeführt wird, weisen dann, falls die Bearbeitungsgenauigkeit des Düsenkopfes 347 schlecht ist, oder die Dicke eines Klebers beim Verbinden der Düsenplatte nicht gleichmäßig ist, die Düsenoberflächen der mehreren Düsenköpfe 347 voneinander verschiedene Ebenen auf. Falls nämlich eine Abweichung in der Z-Richtung hervorgerufen wird, ist die Entfernung zwischen der Düsenoberfläche und dem Aufzeichnungsmedium 342 bei jedem Düsenkopf 347 verschieden, oder weist die Entfernung eine Schräge in der Z-Richtung auf, so dass die Aufprallposition des Tintentropfens bei jedem Düsenkopf 347 verschieden ist, und ein Druck mit hoher Qualität unmöglich ist. In einem derartigen Fall kann, wie in 35 gezeigt, ein Abstandsstück 32 zwischen dem Halterahmen 346 und dem Düsenkopf 347 angeordnet sein, um die Düsenoberflächen der mehreren Düsenköpfe 347 in derselben Ebene zu halten. Hierdurch kann die Genauigkeit der Düsenoberflächen der mehreren Düsenköpfe 347 einfach sichergestellt werden.
Um die Düsenköpfe 347 so einzustellen, dass die Düsenoberflächen der mehreren Düsenköpfe 347 sich in derselben Ebene befinden, wie in 36 gezeigt, sind die Düsenköpfe 347 eng auf der Platte 350 angeordnet, wodurch diese Einstellung einfach durchgeführt werden kann.
(Vierte Ausführungsform)
Es wird eine Tintenstrahlkopfeinheit beschrieben, die bei einer herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung eingesetzt wird.
41 ist eine Perspektivansicht, die eine herkömmliche Tintenstrahlkopfeinheit zeigt, und 42 ist eine Vorderansicht, die einen Kopf und ein Flachkabel bei der Tintenstrahlkopfeinheit von 41 zeigt.
Wie in den 41 und 42 gezeigt, weist die herkömmliche Tintenstrahlkopfeinheit einen Kopf 20 auf, aus welchem Tinte ausgespritzt wird, eine Kopfbasis 21, auf welcher dieser Kopf 20 angebracht ist, und zwei Flachkabel 22a, 22b, die an dem Kopf 20 befestigt sind, und aus dem Kopf 20 in zwei unterschiedlichen Richtungen herausgezogen sind. An Positionen in der Mitte der Flachkabel 22a, 22b sind Treiber 23a, 23b vorgesehen, welche Tintenausspritzsignale zum Treiben des Kopfes 20 erzeugen. An den Treibern 23a, 23b sind Wärmeabstrahlplatten 24a, 24b zum wirksamen Abstrahlen der Wärme angebracht, die im Betrieb erzeugt wird. Bei dem Kopf 20 sind zwei Düsenfelder 20a, 20b vorgesehen, die jeweils zahlreiche Düsen aufweisen, und es wird Tinte aus diesen Düsenlöchern ausgespritzt.
Bei einer derartigen Tintenstrahlkopfeinheit sind herkömmlich Montageteile 25a, 25b zwischen den Düsenfeldern 20a, 20b und Seitenabschnitten des Kopfes vorgesehen, und sind die Flachkabel 22a, 22b an den Montageteilen 25a, 25b auf dem Kopf 20 befestigt.
Hierbei besteht der Kopf 20 aus einem Laminat aus dünnen Filmen, wodurch das Düsenloch, eine Druckkammer, ein Tintenflussweg und ein Betätigungsglied gebildet werden. Diese Dünnfilme haben eine geringe Haftkraft in der Nähe der Seitenabschnitte. Daher müssen die Montageteile 25a, 25b nicht in der Nähe der Seitenabschnitte des Kopfes vorgesehen werden, sondern an Abschnitten, die entfernt von den Seitenabschnitten angeordnet sind, also an den Innenseiten der Seitenabschnitte.
Bei der herkömmlichen Ausbildung muss das Montageteil an der Innenseite des Kopfes vorgesehen sein. Daher wird ein Totraum zwischen dem Montageteil und dem Seitenabschnitt des Kopfes erzeugt, so dass die Abmessungen des Kopfes groß werden.
Hierbei muss, wenn das Flachkabel, das aus dem Kopf herausgeführt ist, mit geringer Krümmung gebogen wird, da die Gefahr eines Leitungsbruchs besteht, es mit einer bestimmten Krümmung gebogen werden. In diesem Fall steht bei der herkömmlichen Tintenstrahlkopfeinheit, bei welchem das Montageteil zwischen dem Düsenfeld und dem Seitenabschnitt des Kopfes vorgesehen ist, das Flachkabel um die Breite W des Kopfes orthogonal zu einer Oberfläche des Flachkabels vor.
Bei dem herkömmlichen Aufbau ist nicht nur der Kopf selbst groß, sondern ist auch ein Herausziehraum des Flachkabels, das mit dem Kopf verbunden ist, in Richtung der Breite erforderlich. Daher wird die Tintenstrahlkopfeinheit selbst groß, was im Gegensatz zu den Marktanforderungen in Bezug auf eine Verkleinerung steht.
Daher besteht ein Vorteil der Erfindung in der Bereitstellung einer Tintenstrahlkopfeinheit, bei welcher ein Kopf verkleinert werden kann, der ein Montageteil aufweist, das mit einem Flachkabel verbunden ist. Weiterhin besteht ein weiterer Vorteil der Erfindung in der Bereitstellung einer Tintenstrahlkopfeinheit, bei welcher das Flachkabel, das mit dem Kopf verbunden ist, raumsparend herumgezogen werden kann.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 37 bis 40 beschrieben. In diesen Zeichnungen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und wird auf eine überlappende Beschreibung verzichtet.
37 ist eine Perspektivansicht, die eine Tintenstrahlkopfeinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, 38 ist eine Seitenansicht der Tintenstrahlkopfeinheit von 37, 39 ist eine Perspektivansicht der Tintenstrahlkopfeinheit von 37, bei welcher ein Kopf und ein herausgeführtes Flachkabel gezeigt sind, und 40 ist eine Seitenansicht, die einen Hauptabschnitt von 39 zeigt.
Eine in den 37 und 38 gezeigte Tintenstrahlkopfeinheit 1 ist auf einer (nicht dargestellten) Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung angebracht, die einen Tintentropfen von einem Kopf 2 unter Verwendung des piezoelektrischen Effekts eines dielektrischen Dünnfilmelements ausspritzt, und diesen Tintentropfen auf ein Aufzeichnungsmedium wie beispielsweise Papier aufprallen lässt, um hierdurch eine Aufzeichnung durchzuführen. Der Kopf 2 besteht aus einem Laminat aus Dünnfilmen, welches ein Düsenloch, eine Druckkammer, einen Tintenflussweg, und ein Betätigungsglied bildet.
Die Tintenstrahlkopfeinheit 1 weist den Kopf 2 auf, aus welchem die Tinte ausgespritzt wird, eine Kopfbasis 3, auf welcher der Kopf 2 angebracht ist, und zwei flexible Flachkabel 4a, 4b, die an dem Kopf 2 angebracht sind. Die Flachkabel 4a und 4b sind so hergestellt, dass zahlreiche Übertragungsleitungen durch einen Isolierfilm abgedeckt werden, und es sind Treiber 5a und 5b, welche ein Tintenausspritzsignal zum Treiben des Kopfes 2 erzeugen, jeweils an Positionen in der Mitte der mehreren Flachkabel vorgesehen. An den Treibern 5a und 5b sind Wärmeabstrahlplatten 6a und 6b zum wirksamen Abstrahlen der im Betrieb erzeugten Wärme angebracht.
Wie in 39 gezeigt, sind vier Düsenfelder 2a, 2b, 2c und 2d vorgesehen, die jeweils zahlreiche Düsenlöcher aufweisen, und es wird Tinte aus diesen Düsenlöchern ausgespritzt. Die Düsenfelder sind jeweils in Gruppen von Zwei angeordnet, so dass die Düsenfelder 2a und 2b ein Paar bilden, und die Düsenfelder 2c und 2d ein Paar bilden. Zwei Montageteile 7a und 7b sind zwischen den Düsenfeldern 2a, 2b und den Düsenfeldern 2c, 2d vorgesehen.
Eine Endseite, an welcher die Übertragungsleitung des Flachkabels 4a freiliegt, ist festgelegt, in dem Montageteil 7a, auf dem Kopf 2, und eine Endseite, an welcher die Übertragungsleitung des Flachkabels 4b freiliegt, ist in dem Montageteil 7b auf dem Kopf 2 befestigt. Weiterhin erstrecken sich, wie in 4 gezeigt, die Flachkabel 4a und 4b jeweils in derselben Richtung von den Montageteilen 7a und 7b aus, die sich an den festen Positionen des Kopfes befinden. Darüber hinaus können die Flachkabel 4a und 4b so auf dem Kopf 2 befestigt sein, dass sie in unterschiedlichen Richtungen verlaufen.
Die Tintenausspritzsignale, die von den Treibern 5a und 5b erzeugt werden, werden an die Flachkabel 4a und 4b übertragen, und von den Flachkabeln 4a und 4b dem Kopf 2 zugeführt. Hierdurch erfährt das dielektrische Dünnfilmelement eine Verschiebung, und wird der Tintentropfen ausgestoßen.
Bei der Ausführungsform sind zwar die vier Düsenfelder 4 vorgesehen, jedoch sind mehrere, nämlich zwei oder mehr Düsenfelder ausreichend, und ist die Erfindung nicht auf die vier Felder beschränkt. Weiterhin werden zwar zwei Flachkabel verwendet, jedoch können auch ein Flachkabel oder drei oder mehr Flachkabel verwendet werden.
Da die Montageteile 7a und 7b auf diese Art und Weise an der Position zwischen den Düsenfeldern 2a, 2b und den Düsenfeldern 2c, 2d vorgesehen sind, können die Düsenlöcher, bei denen es vergleichsweise schwierig ist, einen Einfluss aufzunehmen, der durch eine geringe Befestigungskraft von Dünnfilmen hervorgerufen wird, welche den Kopf 2 bilden, an Seitenabschnitten des Kopfes vorgesehen werden. Hierdurch wird, da die Montageteile 7a, 7b und die Düsenfelder 2a, 2b, 2c, 2d effizient auf dem Kopf 2 angeordnet werden können, ein Totraum ausgeschaltet, und der Kopf 2 kann verkleinert werden.
Da die Montageteile 7a und 7b an der Position zwischen den Düsenfeldern 2a, 2b und den Düsenfeldern 2c, 2d vorgesehen sind, können selbst in jenem Fall, in welchem die Flachkabel 4a und 4b innerhalb einer Breite B des Kopfes 2 in Richtung orthogonal zu einer Oberfläche des Flachkabels angeordnet sind, entlang der Kopfbasis 3 (40), die Flachkabel mit einer derartig vergleichsweise großen Krümmung gebogen werden, dass ein Leitungsbruch verhindert werden kann, so dass die Flachkabel 4a und 4b kompakt herumgezogen werden können.
Auf einer Seitenoberfläche der Kopfbasis 3 ist ein Kerbenteil 3a vorgesehen, in welches die auf die geschilderte Weise herumgezogenen Flachkabel 4a und 4b eingepasst sind. Hierdurch können die Flachkabel 4a und 4b kompakt innerhalb der Breite des Kopfes 2 in Richtung orthogonal zur Oberfläche des Flachkabels aufgenommen werden.
Zwischen den Flachkabeln 4a und 4b ist ein metallisches Störverhinderungsteil 8 oder ein nicht metallisches Störverhinderungsteil 8, in welchem eine Metallschicht vorhanden ist, vorgesehen. Hierdurch werden gegenseitige elektromagnetische Störungen zwischen den Flachkabeln 4a und 4b abgemildert. Das Störverhinderungsteil kann auch nicht vorgesehen sein. Weiterhin ist zwar das Störverhinderungsteil 8 an einem Teil zwischen den Flachkabeln 4a und 4b in der Figur angeordnet, jedoch kann es auch über die Gesamtlänge zwischen den Flachkabeln 4a und 4b angeordnet sein.
Weiterhin können als weitere Einrichtung zum Abmildern gegenseitiger elektromagnetischer Störungen die Flachkabel 4a und 4b so angeordnet sein, dass die Übertragungsleitungen, die in diesen Flachkabeln 4a und 4b vorgesehen sind, nicht parallel zueinander verlaufen.
Wie in 38 gezeigt, sind die Treiber 5a und 5b, an welchen die Wärmeabstrahlplatten 6a und 6b angebracht sind, so angeordnet, dass sie gegeneinander in Richtung der Länge der Flachkabel 4a, 4b verschoben sind. Da die Treiber 5a und 5b, die im Betrieb warm werden, voneinander beabstandet sind, wird hierdurch verhindert, dass der Wärmeabstrahlwirkungsgrad der jeweiligen Wärmeabstrahlplatten infolge der Nähe zwischen den Wärmeabstrahlplatten 6a und 6b verringert wird. Weiterhin kann, wie voranstehend geschildert, da das Flachkabel 4a auf dem Montageteil 7a befestigt ist, und das Flachkabel 4b auf dem Montageteil 7b befestigt ist, das sich an einer anderen Position als das Montageteil 7a befindet, selbst in jenem Fall, in welchem sich die Anbringungspositionen des Treibers 5a und des Treibers 5b an dem Flachkabel 4a bzw. dem Flachkabel 4b nicht unterscheiden, einfach eine verschobene Anordnung durchgeführt werden.
Die Flachkabel 4a und 4b weisen jeweils zumindest zwei Biegeteile 9 auf, die in Richtung der Länge jedes der Flachkabel 4a, 4b abgebogen sind, an ihren Teilen, die von der Kopfbasis 3 ausgehen. Hierdurch kann eine zusätzliche Länge für die Flachkabel 4a, 4b bereitgestellt werden, so dass der Arbeitswirkungsgrad beim Zusammenbauen der Einrichtung verbessert werden kann, durch Einstellung der Position des Biegeteils 9.
Wie voranstehend geschildert können bei der Tintenstrahlkopfeinheit gemäß der Ausführungsform, da die Montageteile 7a, 7b an der Position zwischen den Düsenfeldern 2a, 2b und den Düsenfeldern 2c, 2d vorgesehen sind, die Düsenlöcher, bei denen es vergleichsweise schwierig ist, dass sie einem Einfluss ausgesetzt sind, der durch eine geringe Befestigungskraft der Dünnfilme hervorgerufen wird, aus welchen der Kopf 2 besteht, an den Seitenabschnitten des Kopfes vorgesehen werden, so dass die Montageteile 7a, 7b und die Düsenfelder 2a, 2b, 2c, 2d effizient auf dem Kopf 2 angeordnet werden können. Daher wird der Totraum ausgeschaltet, und kann der Kopf 2 verkleinert werden.
Da die Montageteile 7a, 7b an der Position zwischen den Düsenfeldern 2a, 2b und den Düsenfeldern 2c, 2d vorgesehen sind, können selbst in jenem Fall, bei welchem die Flachkabel 4a, 4b innerhalb der Breite W des Kopfes 2 in Richtung orthogonal zur Oberfläche des Flachkabels angeordnet sind, entlang der Kopfbasis 3, die Flachkabel mit einer derartig vergleichsweise großen Krümmung gebogen werden, dass ein Leitungsbruch verhindert werden kann, so dass die Flachkabel 4a, 4b raumsparend herumgezogen werden können.
Wie aus der Beschreibung verständlich wird, können die voranstehend geschilderten, verschiedenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um deren Funktion zu erzielen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie voranstehend geschildert wird gemäß der Erfindung, da der Taupunkt in der Nähe der Tintenausspritzeinheit durch das trockene Gas abgesenkt wird, verhindert, dass die Tintenausspritzeinheit infolge des Anlegens einer Spannung beeinträchtigt wird. Hierdurch kann ein derartig wirksamer Vorteil erzielt werden, dass ermöglicht wird, einfach einen Bruch und eine Beeinträchtigung infolge des Anlegens der Spannung an diese Tintenausspritzeinheit zu verhindern, wodurch eine Verringerung der Filmdicke der Tintenausspritzeinheit erreicht wird.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung weist eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, welche einen Druck mittels Ausspritzens von Tinte durchführt, eine Druckkammer auf, in welche Tintenflüssigkeit eingefüllt wird; ein Düsenloch, das in Verbindung mit der Druckkammer steht; ein piezoelektrisches Element, das auf der Druckkammer vorgesehen ist, und die Druckkammer durch mechanische Expansion und Kontraktion verformt, wodurch ein Druck in der Druckkammer erzeugt wird, und Tinte aus dem Düsenloch ausgespritzt wird; und eine Taupunktsteuereinheit, welche einen Taupunkt in der Atmosphäre des piezoelektrischen Elements und der Nähe des piezoelektrischen Elements auf einem niedrigeren Wert als jenem eines Taupunkts in einer Umgebung hält, in welcher sich die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung befindet. Hierdurch kann eine Verringerung der Filmdicke des piezoelektrischen Elements erreicht werden, und kann einfach ein Bruch des Elements infolge des Anlegens einer Spannung an dieses piezoelektrische Element verhindert werden.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung führt bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die Taupunktsteuereinheit trockenes Gas dem piezoelektrischen Element und der Nähe des piezoelektrischen Elements zu. Hierdurch kann eine Verringerung der Filmdicke des piezoelektrischen Elements erreicht werden, und kann ein Bruch des Elements infolge des Anlegens einer Spannung an dieses piezoelektrische Element einfach verhindert werden.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung führt bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung die Taupunktsteuereinheit das trockene Gas unter Verwendung eines Lufttrockners zu. Hierdurch kann eine Verringerung der Filmdicke des piezoelektrischen Elements erreicht werden, und kann leicht ein Bruch des Elements infolge des Anlegens einer Spannung an dieses piezoelektrische Element verhindert werden.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung führt bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung die Taupunktsteuereinheit das trockene Gas von einem Zylinder zu. Hierdurch kann eine Verringerung der Filmdicke des piezoelektrischen Elements erzielt werden, und kann leicht ein Bruch des Elements infolge des Anlegens einer Spannung an dieses piezoelektrische Element verhindert werden.
Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ist bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß einem der zweiten bis vierten Aspekte der Erfindung der Taupunkt des trockenen Gases gleich –50°C oder weniger. Hierdurch kann eine Verringerung der Filmdicke des piezoelektrischen Elements erreicht werden, und kann einfach ein Bruch des Elements infolge des Anlegens einer Spannung an dieses piezoelektrische Element verhindert werden.
Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung ist bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß einem der ersten bis sechsten Aspekte der Erfindung ein Gehäuse vorgesehen, welches einen Einlass aufweist, von welchem das trockene Gas zugeführt wird, und ein Auslass, aus welchem das trockene Gas herausgelassen wird, und welches das piezoelektrische Element umgibt; und wird das trockene Gas von dem Einlass in das Gehäuse mit 10 mL/sec oder mehr pro Volumen eines Kubikzentimeters eingelassen, und wird der Innendruck des Gehäuses höher gehalten als dessen Außendruck. Hierdurch kann eine Verringerung der Filmdicke des piezoelektrischen Elements erreicht werden, und kann einfach ein Bruch des Elements infolge des Anlegens einer Spannung an dieses piezoelektrische Element verhindert werden.
Gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung weist bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß einem der ersten bis sechsten Aspekte der Erfindung das piezoelektrische Element eine Bleiverbindung auf. Hierdurch kann eine Verringerung der Filmdicke des piezoelektrischen Elements erreicht werden, und kann einfach ein Bruch des Elements infolge des Anlegens einer Spannung an dieses piezoelektrische Element verhindert werden.
Gemäß dem achten Aspekt der Erfindung ist bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß einer der ersten bis siebten Aspekte der Erfindung die Filmdicke des piezoelektrischen Elements 100 μm oder kleiner. Hierdurch kann eine Verringerung der Filmdicke des piezoelektrischen Elements erreicht werden, und kann einfach ein Bruch des Elements infolge des Anlegens einer Spannung an dieses piezoelektrische Element verhindert werden.
Gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung weist eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, welche einen Druck durch Ausspritzen von Tinte durchführt, eine Druckkammer auf, in welche Tintenflüssigkeit eingefüllt wird; ein Düsenloch, das so ausgebildet ist, dass es mit der Druckkammer in Verbindung steht; eine Tintenausspritzeinheit, welche die Tintenflüssigkeit, die in die Druckkammer eingefüllt ist, aus dem Düsenloch ausspritzt; und eine Taupunktsteuereinheit, welche den Taupunkt in der Umgebungsatmosphäre der Tintenausspritzeinheit auf einen niedrigeren Wert hält als jenem eines Taupunkts in einer Umgebung, in welcher sich die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung befindet. Hierdurch können ein Bruch und eine Beeinträchtigung der Tintenausspritzeinheit unterdrückt werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, welche einen Druck mittels Ausspritzen von Tinte durchführt, weist eine Druckkammer auf, in welche Tintenflüssigkeit eingefüllt ist; ein Düsenloch, das so ausgebildet ist, dass es mit der Druckkammer in Verbindung steht; ein piezoelektrisches Element, das auf der Druckkammer vorgesehen ist, und die Druckkammer durch mechanische Expansion und Kontraktion verformt, wodurch Druck in der Druckkammer erzeugt wird, und Tinte aus dem Düsenloch ausgespritzt wird; und eine Taupunktsteuereinheit, welche den Taupunkt in der Atmosphäre des piezoelektrischen Elements und der Nähe des piezoelektrischen Elements auf einem niedrigeren Wert als jenem des Taupunktes in einer Umgebung hält, in welcher sich die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung befindet. Die Taupunktsteuereinheit weist einen Kompressor auf, und einen Lufttrockner, der Druckgas von diesem Kompressor trocknet, und es dem piezoelektrischen Element zuführt.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, welche einen Druck durch Ausspritzen von Tinte durchführt, und aufweist: eine Druckkammer, in welche Tintenflüssigkeit eingefüllt ist; ein Düsenloch, das so ausgebildet ist, dass es mit der Druckkammer in Verbindung steht; ein auf der Druckkammer vorgesehenes piezoelektrisches Element, welches die Druckkammer durch mechanische Expansion und Kontraktion verformt, wodurch Druck in der Druckkammer erzeugt wird, und Tinte aus dem Düsenloch ausgespritzt wird; und eine Taupunktsteuereinheit, welche den Taupunkt der Atmosphäre des piezoelektrischen Elements und der Nähe des piezoelektrischen Elements auf einem niedrigeren Wert als jenem eines Taupunktes in einer Umgebung hält, in welcher sich die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung befindet.
Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Taupunktsteuereinheit trockenes Gas dem piezoelektrischen Element und der Nähe des piezoelektrischen Elements zuführt.
Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Taupunktsteuereinheit das trockene Gas unter Verwendung eines Lufttrockners zuführt.
Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Taupunktsteuereinheit das trockene Gas von einem Zylinder aus zuführt.
Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der Taupunkt des trockenen Gases gleich –50°C oder niedriger ist.
Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher ein Gehäuse vorgesehen ist, das einen Einlass aufweist, von welchem das trockene Gas zugeführt wird, und einen Auslass, aus welchem das trockene Gas abgelassen wird, und welches das piezoelektrische Element umgibt; und das trockene Gas von dem Einlass in das Gehäuse mit 10 mL/min oder mehr pro Volumen von einem Kubikzentimeter zugeführt wird, und der Innendruck des Gehäuses höher gehalten wird als dessen Außendruck.
Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das piezoelektrische Element eine Bleiverbindung (Pb-Verbindung) aufweist.
Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Filmdicke des piezoelektrischen Elements 100 μm oder weniger beträgt.
Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, welche einen Druck mittels Ausspritzen von Tinte durchführt, und aufweist: eine Druckkammer, in welche Tintenflüssigkeit eingefüllt ist; ein Düsenloch, das so ausgebildet ist, dass es mit der Druckkammer in Verbindung steht; eine Tintenausspritzeinheit, welche die Tintenflüssigkeit, die in die Druckkammer eingefüllt ist, aus dem Düsenloch ausspritzt; und eine Taupunktsteuereinheit, welche den Taupunkt in der Umgebungsatmosphäre der Tintenausspritzeinheit auf einem niedrigeren Wert als jenem eines Taupunktes in einer Umgebung hält, in welcher sich die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung befindet.