DE69524513T2

DE69524513T2 - Tintenstrahldruckkopf

Info

Publication number: DE69524513T2
Application number: DE69524513T
Authority: DE
Inventors: Satoru Hosono; Kazuo Koshino; Yoshihisa Saruta
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: EP0703078B1; US5784085A; EP0703078A2; JPH08150716A; JP3484841B2; EP0703078A3; DE69524513D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahldruckkopf, insbesondere in Verwendung mit einer Bilderzeugungsvorrichtung.
Beispiele für diese Art von Bilderzeugungsvorrichtungen sind Drucker, Kopiermaschinen, Telefaxmaschinen und Maschinen die Funktionen wie diese Maschinen haben. Diese Art der Bilderzeugungsvorrichtung hat die folgenden vorteilhaften Merkmale: 1) Sie arbeitet geräuscharm. 2) Sowohl die Herstellungskosten als auch die laufenden Kosten sind gering. 3) Sie kann gut für eihen Farbdruck angepasst werden. Mit diesen Merkmalen vergrößert die Bilderzeugungsvorrichtung rasch ihren Marktanteil.
Bei dieser Art des Tintenstrahldruckkopfes, wie in der veröffentlichten ungeprüften Japanischen Patentanmeldung Nr. Hei. 4-1052 (Europäisches Patent Nr. 443628) offenbart ist, ist eine der Seiten jeder Druckerzeugungskammer hermetisch mit einem flexiblen Wandglied bedeckt, das fest an beiden Enden gehalten wird. Ein elektromechanisches Wandlerelement, oder das piezoelektrische Vibrationselement, ist so konstruiert, dass die piezoelektrischen Vibrationselemente und Elektrodenelemente abwechselnd in einem solchen Zustand geschichtet sind, dass ein Bereich mit hoher Elastizität, der an dem flexiblen Wandglied ausgebildet ist, dazwischen liegt. Eine Verschiebung des piezoelektrischen Vibrationselements wird auf die Druckerzeugungskammer übertragen. Wenn die Druckerzeugungskammer eine Verschiebung erfährt, wird sie ausgedehnt oder zusammengezogen, so dass Tinte, die in der Kammer enthalten ist, in Form eines Tintentröpfchens durch die Düsenöffnung ausgestoßen wird.
In dem Tintenstrahldruckkopf, bei dem das elektromechanische Wandlerelement verwendet wird, wird ein Druck durch Verwendung einer mechanischen Schwingung des Elements mit großem Elastizitätsmodul erzeugt. Daher ist ein Bereich mit geringer Elastizität zur Umwandlung einer Verschiebung des elektromechanischen Wandlerelements in eine Änderung des Volumens der Druckerzeugungskammer für den Tintenstrahldruckkopf erforderlich.
Zur Bildung des Bereichs mit geringer Elastizität wird die Druckerzeugungskammer an einem Bereich in der Nähe der Düsenöffnung und des Tintenzufuhrpfades verdünnt. Wenn die Druckerzeugungskammer einen relativ großen Bereich mit geringer Elastizität hat, kann die Menge des Tintentröpfchens in bezug auf das Ausmaß der Verschiebung des elektromechanischen Wandlereldments erhöht werden. Eine Reaktionsrate der Druckerzeugungskammer wird jedoch verringert, da die natürliche Periode der Druckerzeugungskammer durch deren Nachgiebigkeit aufgrund des Bereichs mit geringer Elastizität lange wird.
Ein neuer Markt verlangt eine hohe Druckdichte. In einem Vorschlag zur möglicherweise Erfüllung des Marktbedarfs wird ein Pixel durch die Flächenmodulation dargestellt, d. h., das Ausstoßen einer Mehrzahl übereinanderliegender Tintentröpfchen, wodurch eine effektive Druckdichte erhöht wird.
In dem Tintenstrahldruckkopf dieser Art nimmt der Bereich mit geringer Elastizität der Druckerzeugungskammer eine relativ große Fläche ein. Wenn winzige Punkte gebildet werden, um die Flächenmodulation auszuführen, wird entweder die Tinte mangelhaft ausgestoßen oder keine Tinte ausgestoßen, da die Nachgiebigkeit der Druckerzeugungskammer in bezug auf das Ausmaß der Verschiebung des elektromechanischen Wandlerelements übermäßig groß ist.
Schließlich offenbart das Dokument EP-A-443 628 nach dem Stand der Technik einen Tintenstrahldruckkopf, umfassend ein Flusspfadbildungsglied mit Druckerzeugungskammern, Tintenzufuhrpfaden und Reservoiren, eine Düsenplatte zum Abdecken einer Seite des Flusspfadbildungsglieds, und ein flexibles Wandglied zum Variieren der Volumina der Druckerzeugungskammern. Das flexible Wandglied deckt die andere Seite des Flusspfadbildungsglieds hermetisch ab und umfasst Bereiche mit geringer Elastizität, Bereiche mit hoher Elastizität und piezoelektrische Vibrationselemente zum elastischen Deformieren des flexiblen Wandglieds. Das piezoelektrische Vibrationselement steht mit dem flexiblen Wandglied in Kontakt, wobei ein Ende jedes Bereichs mit hoher Elastizität zu einem Bereich des Tintenzufuhrpfades verlängert ist.
Die vorliegende Erfindung versucht, die obengenannten Probleme zu beheben.
Die Aufgabe wird durch einen Tintenstrahldruckkopf nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst.
Weitere Vorteile, Merkmale, Aspekte und Einzelheiten der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen hervor.
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Tintenstrahldruckkopf zur Verwendung mit einer Bilderzeugungsvorrichtung jener Art, in welcher Tinte in Form von Tintentröpfchen aus Düsenöffnungen auf ein Bildaufzeichnungsmedium ausgestoßen wird, wodurch ein Bild aus Tinte darauf gebildet wird.
Aus dem zuvor angeführten wesentlichen Grund ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Tintenstrahldruckkopfes, in dem die Menge des Tintentröpfchens in einem Ausstoßvorgang von Tinte verringert ist, und die Druckerzeugungskammer mit hoher Geschwindigkeit angetrieben wird, wodurch ein Druck durch Flächenmodulation ausgeführt wird. Zum Erreichen des obengenannten Aspekts wird ein Tintenstrahldruckkopf bereitgestellt, umfassend ein Flusspfadbildungsglied mit Druckerzeugungskammern, Tintenzufuhrpfaden und Reservoiren, eine Düsenplatte zum Abdecken einer Seite des Flusspfadbildungsglieds, wobei die Düsenplatte bis zu den Druckerzeugungskammern durchgängige Düsenöffnungen aufweist, ein flexibles Wandglied zum Variieren der Volumina der Druckerzeugungskammern, wobei das flexible Wandglied die andere Seite des Flusspfadbildungsglieds abdeckt, und piezoelektrische Vibrationselemente zum elastischen Deformieren des flexiblen Wandglieds, wobei das piezoelektrische Vibrationselement mit dem flexiblen Wandglied in Kontakt ist. Der Tintenstrahldruckkopf ist dahingehend verbessert, dass das flexible Wandglied Bereiche mit geringer Elastizität und Bereich mit hoher Elastizität enthält, um die Ausdehnungs- und Zusammenziehbewegungen der piezoelektrischen Vibrationselemente auf die Druckerzeugungskammern zu übertragen, wobei ein Ende jedes Bereichs mit hoher Elastizität in einen Bereich des Tintenzufuhrpfades reicht.
Bei einer solchen Konstruktion wird die Nachgiebigkeit der Druckerzeugungskammer, die im Wesentlichen durch den Bereich mit geringer Elastizität definiert ist, in den Tintenzufuhrpfad und das Reservoir verteilt. Daher wird der Druckverlust in der Druckerzeugungskammer verringert. Tinte kann durch eine winzige Verschiebung des elektromechanischen Wandlerelements ausgestoßen werden. Infolgedessen wird eine Änderung des Volumens der Druckerzeugungskammer verringert und somit die Menge der ausgestoßenen Tinte verringert. Ferner führt eine Verringerung der Nachgiebigkeit der Druckerzeugungskammer zu einer Verkürzung der Tintenausstoßperiode, so dass ein Pixel durch eine Mehrzahl von Tintentröpfchen für den Flächenfarbton gedruckt werden kann.
Die Erfindung wird mit Bezugnahme auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verständlicher, wobei:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2A eine Querschnittsansicht ist, die einen Bereich des Tintenstrahldruckkopfes von Fig. 1 in der Nähe der Druckerzeugungskammern zeigt;
Fig. 2B eine Draufsicht ist, die ein flexibles Wandglied zeigt, das in dem Tintenstrahldruckkopf von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3A eine perspektivische Ansicht ist, die eine Anordnung von laminierten piezoelektrischen Vibrationselementen zeigt, die in dem Tintenstrahldruckkopf verwendet wird;
Fig. 3B eine Schnittansicht ist, welche die Anordnung der in Fig. 3A dargestellten laminierten piezoelektrischen Vibrationselemente zeigt;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht ist, die ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5A eine Querschnittsansicht ist, die einen Bereich des Tintenstrahldruckkopfes von Fig. 4 in der Nähe der Druckerzeugungskammern zeigt;
Fig. 5B eine Draufsicht ist, die ein flexibles Wandglied zeigt, das in dem Tintenstrahldruckkopf von Fig. 4 verwendet wird;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht ist, die einen Bereich eines anderen Tintenstrahldruckkopfes in der Nähe der Druckerzeugungskammern zeigt; und
Fig. 7 eine Querschnittsansicht ist, die einen Bereich eines weiteren Tintenstrahldruckkopfes in der Nähe der Druckerzeugungskammern zeigt.
Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Düsenbildungsglied- 2, ein Flusspfadbildungsglied 3 und ein flexibles Wandglied 10 sind zu einer Anordnung verbunden. Die Anordnung ist an einem Rahmenglied 8 (Fig. 2) befestigt. Das Düsenbildungsglied 2 enthält eine Mehrzahl von Düsenöffnungen 1. Das Flusspfadbildungsglied 3 enthält bis zu den Druckerzeugungskammern 4 in Fortsetzung der Düsenöffnungen 1, Tintenzufuhrpfade 5 und Reservoirs 6. Das flexible Wandglied 10 enthält Bereiche mit geringer Elastizität 11 und Bereiche mit hoher Elastizität 12. Jeder der Bereiche mit geringer Elastizität 11 mit einer Dicke von etwa 2 um wird durch ausgewähltes Strukturieren eines rostfreien Stahls von 20 bis 30 um Dicke zum Beispiel durch ein Ätzverfahren gebildet. Das flexible Wandglied 10 wird von dem Rahmenglied 8 und dem Flusspfadbildungsglied 3 an den äußeren Enden der Druckerzeugungskammern 4 und an den äußeren Enden der Reservoirs 6 gestützt. Jeder der Bereiche mit hoher Elastizität 12 hat eine solche Starrheit, dass eine Verschiebung des piezoelektrischen Vibrationselements 7 zuverlässig zu der Druckerzeugungskammer 4 übertragen wird. Ein Ende 12a des Bereichs mit hoher Elastizität 12, das näher der Düsenöffnung 1 angeordnet ist, erstreckt sich zu einer Stelle, wo es dem Flusspfadbildungsglied 3 gegenüberliegt, während sich das andere Ende 12b bis zu einer Region des Tintenzufuhrpfades 5 erstreckt.
Jeder Bereich mit geringer Elastizität 11 reicht von einem Teil des Bereichs, welcher der entsprechenden Druckerzeugungskammer 4 gegenüberliegt, d. h., einer Seite des flexiblen Wandglieds 10 mit Ausnahme des Bereichs, wo der Bereich mit hoher Elastizität 12 gebildet ist, zu einem Bereich, der an dem Reservoir 6, jenseits der Tintenzufuhrpfade 5 liegt. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet Trennwände, welche die Druckerzeugungskammern 4 trennen.
Die Größe der Düsenöffnung 1, die Dicke und Form des Querschnitts des Düsenbildungsglieds 2, und die dimensionale Genauigkeit des Flusspfadbildungsglieds 3, welches die Druckerzeugungskammern 4 und die Tintenzufuhrpfade 5 enthält, die beide darin ausgebildet sind, beeinflussen die Tintenausstoßeigenschaften stark, wie die Ausstoßgeschwindigkeit eines Tintentröpfchens und die Menge der ausgestoßenen Tinte. Daher müssen diese Glieder mit hoher Präzision bearbeitet werden.
Präzisionspressarbeit, Arbeit mit Exzimerlaser, Elektroformungsverfahren mit Nickel, anisotropisches Ätzverfahren sind bevorzugte Beispiele zur Bearbeitung des Düsenbildungsglieds 2 und des Flusspfadbildungsglieds 3.
Die Spitze jedes der laminierten piezoelektrischen Vibrationselemente 7 ist mit dem Bereich mit hoher Elastizität 12, zum Beispiel durch Schweißen, verbunden.
In der Konstruktion des laminierten piezoelektrischen Vibrationselements 7, wie in Fig. 3A und 3B dargestellt, werden piezoelektrische Schichten 14 und Elektrodenschichten 15 und 16 so laminiert, dass jede piezoelektrische Schicht 14 zwischen ihren benachbarten Elektrodenschichten liegt. Die piezoelektrische Schicht 14, die aus piezoelektrischem Material besteht, hat eine Dicke von 20 bis 30 um. Jeder der Elektrodenschichten 15 und 16, die aus einem geeigneten Elektrodenmaterial bestehen, hat eine Dicke von 2 bis 5 um. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vibriert das piezoelektrische Vibrationselement 7 im d31 Modus; es wird in die Richtung orthogonal zu der Laminierungsrichtung verschoben.
Diese piezoelektrischen Vibrationselemente 7 sind an einem Ende an einem Basisglied 13 zur Bildung einer piezoelektrischen Vibratoreinheit befestigt, um den Zusammenbau des erhaltenen Kopfes zu vereinfachen. In der piezoelektrischen Vibratoreinheit sind die piezoelektrischen Vibrationselemente 7 in gleichen Abständen wie die Düsenöffnungen 1 in ihrer Anordnung angeordnet.
Elektroden 17 und 18 sind am Boden bzw. an der Oberseite der piezoelektrischen Qibratoreinheit befestigt. Die Elektroden 15 sind mit den Elektroden 17 am Boden der piezoelektrischen Vibratoreinheit verbunden, und die Elektroden 17 sind einzelne Elektroden. Die Elektroden 16 sind mit den Elektroden 18 an der Oberseite der piezoelektrischen Vibratoreinheit verbunden und die Elektroden 18 sind gemeinsam mit der Elektrode 19 verbunden.
Ein Abstand L12a zwischen dem ersten Ende 12a des Bereichs mit hoher Elastizität 12 und dem piezoelektrischen Vibrationselement 7 ist so gewählt, dass eine Reaktionskraft des flexiblen Wandglieds 10, wenn es eine Verschiebungskraft von dem piezoelektrischen Vibrationselement 7 empfängt, auf 1/100 verringert wird. Da der Abstand L12a kürzer wird, wird das zweite Ende 12b des Bereichs mit hoher Elastizität 12 stärker verschoben. Es ist jedoch notwendig, diesen Abstand unter Berücksichtigung der Verschiebungseffizienz und einer Reaktion, die auf die Bindungsfläche wirkt, zu optimieren.
Wenn in dem derart konstruierten Druckkopf ein Antriebssignal an das piezoelektrische Vibrationselement 7 angelegt wird, zieht sich das piezoelektrische Vibrationselement 7 zusammen. Dann wird der Bereich mit hoher Elastizität 12, dessen erstes Ende 12a zu einem Bereich der Düsenöffnung 1 reicht und dessen zweites Ende 12b zu einem Bereich der Tintenzufuhrpfade 5 reicht, durch die Nachgiebigkeit des Bereichs mit geringer Elastizität 11 der Tintenzufuhrpfade 5 und der Reservoirs 6 verformt. Infolgedessen wird die Druckerzeugungskammer 4 ausgedehnt.
Nach einer vorbestimmten Zeitperiode wird das Antriebssignal zu dem piezoelektrischen Vibrationselement 7 gestoppt. Das piezoelektrische Vibrationselement 7 wird ausgedehnt und die Druckerzeugungskammern 4 werden zusammengezogen. Auch in diesem Fall wird der Bereich mit hoher Elastizität 12, dessen erstes Ende 12a zu einem Bereich der Düsenöffnung 1 reicht und dessen zweites Ende 12b zu einem Bereich der Tintenzufuhrpfade 5 jenseits der Tintenzufuhrpfade 5 reicht, durch die Nachgiebigkeit des Bereichs mit geringer Elastizität 11 des Tintenzufuhrpfades 5 und der Reservoirs 6 verformt. Infolgedessen werden die Druckerzeugungskammern 4 mit geringer Nachgiebigkeit zusammengezogen.
Da die Fläche des Bereichs mit geringer Elastizität 11, die der Druckerzeugungskammer 4 gegenüberliegt, äußerst klein ist, ist die Nachgiebigkeit der Druckerzeugungskammer 4 gering. Die Menge des Tintentröpfchens in einem Ausstoßvorgang von Tinte ist gering. Sie kann dem Ausdehnungs-/Zusammenziehvorgang des piezoelektrischen Vibrationselements 7 zufriedenstellend folgen. Mit anderen Worten, ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb ist möglich.
Während in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das zweite Ende 12b des Bereichs mit hoher Elastizität 12 nahe dem Tintenzufuhrpfad 5 endet, können beide Enden 12a und 12b des Bereichs mit hoher Elastizität 12 in eine Region des Flusspfadbildungselements 3 verlängert werden, wie in Fig. 4 dargestellt ist.
Diese Modifizierung verringert die Nachgiebigkeit der Druckerzeugungskammer 4 weiter. Die Menge des Tintentröpfchens in einem Ausstoßvorgang von Tinte wird verringert, und eine starke Reaktion der Druckerzeugungskammer 4 ermöglicht.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 30 ein Flusspfadbildungsglied. Wie in Fig. 5A dargestellt, ist ein Raum durch das Flusspfadbildungsglied 30, eine Düsenplatte 37 mit einer Düse 36 und ein flexibles Glied 38 definiert. In dem Raum sind eine Druckerzeugungskammer 31, zwei Reservoirs 32 und 33, und Tintenzufuhrpfade 34 und 35 ausgebildet. Die Reservoire 32 und 33 sind an beiden Seiten der Druckerzeugungskammer 31 angeordnet. Die Druckerzeugungskammer 31 steht mit dem Reservoir 32 durch den Tintenzufuhrpfad 34 in Verbindung. Die Druckerzeugungskammer 31 steht mit dem Reservoir 33 durch den Tintenzufuhrpfad 35 in Verbindung.
Wie in Fig. 5B dargestellt, enthält das flexible Glied 38 Bereiche mit hoher Elastizität 40 und Bereiche mit geringer Elastizität 39. Der Bereich mit hoher Elastizität 40 erstreckt sich an beiden Enden bis zu einem Rahmenglied 41. Der Bereich mit hoher Elastizität 40 ist zwischen den paarigen Bereichen mit geringer Elastizität 39 angeordnet, wenn er in Richtung der Breite der Druckerzeugungskammer 31 betrachtet wird.
Der Bereich mit hoher Elastizität 40 nimmt eine Verschiebung eines piezoelektrischen Vibrationselements 42 durch ein Druckübertragungsglied 42a auf, das sich in die Längsrichtung der Druckerzeugungskammer 31 erstreckt, und verändert das Volumen der Druckerzeugungskammer 31.
Somit erstreckt sich eine Seite des Bereichs mit hoher Elastizität 40 von einem Ende der Druckerzeugungskammer 31 zu dem Rahmenglied 41 über den Tintenzufuhrpfad 34 und das Reservoir 32 hinaus, während seine andere Seite sich von dem anderen Ende der Druckerzeugungskammer 31 zu dem Rahmenglied 41 über den Tintenzufuhrpfad 35 und das Reservoir 33 hinaus erstreckt. Die paarigen Bereiche mit geringer Elastizität 39 sind an beiden Seiten des Bereichs mit hoher Elastizität 40 angeordnet. Bei dieser Konstruktion ist die Nachgiebigkeit der Druckerzeugungskammer 31 nur durch die beiden Bereiche mit geringer Elastizität 39 definiert, die an beiden Seiten der Druckerzeugungskammer 31 angeordnet sind. Daher ist sie äußerst gering. Es wird sowohl die Tintenmengenverringerung als auch die starke Reaktion der Druckerzeugungskammer erreicht.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das piezoelektrische Vibrationselement 42 mit dem Druckübertragungsglied 42a versehen. Durch die Bereitstellung des Druckübertragungsglieds 42a wird eine Verschiebungskraft gleichmäßig über den gesamten Bereich mit hoher Elastizität 40 verteilt. Aus diesem Grund ist der Bereich mit hoher Elastizität 40 als ein durchgängiges Glied konstruiert, das sich bis zu dem Rahmenglied 41 erstreckt. Da sich ferner gemäß der vorliegenden Erfindung beide Enden des Druckübertragungsglieds 42a bis zu dem Tintenzufuhrpfad 34 und 35 erstrecken, wie in Fig. 5A dargestellt, kann die Nachgiebigkeit der Druckerzeugungskammer 31 weiter gesenkt werden. Wenn das Druckübertragungsglied 42a nicht verwendet wird, sind Bereiche mit geringer Elastizität 44 in den Bereichen des flexiblen Elements 38 ausgebildet, welche die Reservoire 32 und 33 teilweise definieren und von der Druckerzeugungskammer 31 getrennt sind, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Die Bereiche mit geringer Elastizität 44 unterstützen den Bereich mit hoher Elastizität 40 bei der Änderung des Volumens der Druckerzeugungskammer 31.
In den obengenannten Ausführungsbeispielen wird eine Verschiebung d31 des piezoelektrischen Vibrationselements in die Richtung orthogonal zu dem elektrischen Feld verwendet. Es kann auch ein piezoelektrisches Vibrationselement 54 verwendet werden, das in einem d33 Modus vibriert, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Das piezoelektrische Vibrationselement 54 ist so konstruiert, dass Elektroden 51 und 52 und piezoelektrische Glieder 53 abwechselnd geschichtet sind, während sie in die gewünschte Verschiebungsrichtung ausgerichtet sind.
Das flexible Wandglied zur Änderung der Volumina der Druckerzeugungskammern, welches die zweite Seite des Flusspfadbildungsglieds hermetisch abdeckt, enthält Bereiche mit geringer Elastizität und Bereiche mit hoher Elastizität zur Übertragung von Ausdehnungs- und Zusammenziehbewegungen der piezoelektrischen Vibßationselemente zu den Druckerzeugungskammern, wobei ein Ende des Bereichs mit hoher Elastizität sich zu einer Region des Flusspfadbildungsglieds erstreckt, die näher der Düsenöffnung angeordnet ist, und sein anderes Ende sich zumindest zu einer Region des Flusspfadbildungsglieds erstreckt. Bei einer solchen Konstruktion wird die Nachgiebigkeit des Bereichs mit geringer Elastizität, welche den Großteil der Nachgiebigkeit des Druckkopfs ausmacht, in die Tintenzufuhrpfade und die Reservoire verteilt. Daher kann Tinte durch eine geringfügige Verschiebung des elektromechanischen Wandlerelements ausgestoßen werden. Es wird sowohl die verringerte Menge der ausgestoßenen Tinte als auch eine starke Reaktion des Druckkopfs ermöglicht.
In dem Druckkopf, der in der veröffentlichten ungeprüften Japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 4-1052 beschrieben ist, in welcher der Abstand der Düsenöffnungen in der Anordnung der Düsenöffnungen verringert ist, um die Druckdichte des Druckkopfs zu erhöhen, ist eine hohe Präzision für die Form und die Position des Bereichs mit geringer Elastizität erforderlich. Andererseits ist in der vorliegenden Erfindung der Bereich mit geringer Elastizität, der im Wesentlichen die Nachgiebigkeit des Druckkopfs bestimmt, in dem Bereich des Reservoirs angeordnet, der eine größere Fläche als die Druckerzeugungskammer hat. Diese Konstruktion bringt viele Vorteile mit sich. Zum Beispiel ist die Bildung des Bereichs mit geringer Elastizität einfach. Die Ausstoßgeschwindigkeit des Tintentröpfchens ist erhöht, die Menge der ausgestoßenen Tinte ist verringert, und eine Änderung der Frequenz des Kopfantriebssignals ist minimiert, da jene Bereiche mit geringer Elastizität an dem Ausstoßen der Tinte nicht beteiligt sind.
Die Vibrationsplatte, die nur als starre Platte in den Bereichen des Tintenzufuhrpfads und des Reservoirs dient, verleiht diesen Regionen Nachgiebigkeit. Daher ist die notwendige Menge an ausgestoßener Tinte, die für den Druck notwendig ist, garantiert, ohne die Druckerzeugungskammer zu verlängern. Die Anordnung mit hoher Dichte der Düsenöffnungen wird ohne Vergrößerung des Druckkopfs erreicht.
Mit der Nachgiebigkeit des Bereichs mit geringer Elastizität, der in der Region des Reservoirs angeordnet ist, wird der Druck der Tinte, die von der Druckerzeugungskammer zu dem Reservoir zurückgeführt wird, absorbiert, so dass keine Kreuzkopplung zwischen den benachbarten Druckerzeugungskammern eintritt.
Obwohl einige spezifische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, sollte offensichtlich sein, dass die Erfindung im Umfang der beiliegenden Ansprüche auf verschiedene Weisen modifiziert, abgewandelt und geändert werden kann.

Claims

1. Tintenstrahldruckkopf umfassend:

ein Flusspfadbildungsglied (3; 30) mit Druckerzeugungskammern (4; 31), Tirtenzufuhrpfaden (5; 34, 35) und Reservoiren (6; 32, 33), wobei die Tintenzufuhrpfade (5; 34, 35) jeweils zwischen den Druckerzeugungskammern (4; 31) und den Reservoiren (6; 32, 33) bereitgestellt sind,

eine Düsenplatte (2; 37) zum Abdecken einer Seite des Flusspfadbildungsglieds (3; 30),

ein flexibles Wandglied (10; 30) zum Variieren der Volumina der Druckerzeugungskammern (4; 31), wobei das flexible Wandglied (10; 38) die andere Seite des Flusspfadbildungsglieds (3; 30) hermetisch abdeckt, wobei das flexible Wandglied (10; 38) Bereiche mit niederer Elastizität (11; 39) und Bereiche mit hoher Elastizität (12; 40) umfasst,

und piezoelektrische Vibrationselemente (7; 42) zum elastischen Deformieren des flexiblen Wandglieds (10; 38), wobei das piezoelektrische Vibrationselement (7; 42) mit den Bereichen mit hoher Elastizität (12; 40) in Verbindung steht, wobei jeder der Bereiche mit hoher Elastizität (12; 40) eine solche Starrheit aufweist, dass er zuverlässig eine Verschiebung der darauf angebrachten piezoelektrischen Vibrationselemente (1; 42) an die Druckerzeugungskammern (4; 31) überträgt,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Ende (12b) jedes Bereichs mit hoher Elastizität (12; 40) sich in Richtung des Reservoirs (6; 32, 33) in eine Region erstreckt, wo es sich mit dem Tintenzufuhrpfad (5; 34, 35) überlappt.

2. Tintenstrahldruckkopf gemäß Anspruch 1, wobei die Bereiche mit niederer Elastizität (11; 39) durch ausgewähltes Strukturieren einer rostfreien Stahlschicht durch ein Ätzverfahren gebildet werden.

3. Tintenstrahldruckkopf gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Düsenplatte (2; 37) bis zu den Druckerzeugungskammern (4; 31) durchgängige Düsenöffnungen (1; 36) aufweist.

4. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bereiche mit niederer Elastizität (11; 39) und die Bereiche mit hoher Elastizität (12; 40) des flexiblen Wandglieds (10; 38) vorgesehen sind, um Ausdehn- und Zusammenzieh-Bewegungen der piezoelektrischen Vibrationselemente (7; 42) auf die Druckerzeugungskammern (4; 31) zu übertragen.

5. Tintenstrahldruckkopf gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Düsenplatte (2; 37) bis zu den Druckerzeugungskammern (4; 31) durchgängige Düsenöffnungen (1; 36) aufweist; wobei die Bereiche mit niederer Elastizität (11; 39) jeweils eine Nachgiebigkeit der mit ihnen assoziierten Druckerzeugungskammer (4; 31) bestimmen; wobei sich ein Ende jedes Bereichs mit hoher Elastizität (12, 40) bis in eine Region des Flusspfadbildungsglieds (3; 30) erstreckt, die näher an der Düsenöffnung (1; 36) liegt, und das andere Ende davon sich in Richtung des Reservoirs 6; 32, 33) bis in eine Region erstreckt, in welcher sie sich mit dem Tintenzufuhrpfad (5; 34, 35) überlappt; wobei das piezoelektrische Vibrationselement (7; 42) mit dem flexiblen Wandglied (10; 38) in Verbindung steht; und wobei Ausdehn- und Zusammenzieh-Bewegungen der piezoelektrischen Vibrationselemente (7; 42) durch die Bereiche mit hoher Elastizität (12; 40) des flexiblen Wandglieds (10; 38) auf die Druckerzeugungskammern (4; 31) übertragen werden.

6. Tintenstrahldruckkopf gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Bereiche mit geringer Elastizität (11; 39) sich in eine Region desjenigen Reservoirs, das mit ihm assoziiert ist, erstreckt.

7. Tintenstrahldruckkopf gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ende (12a) von jedem der Bereiche mit hoher Elastizität (12), das näher an der Düsenöffnung (1) liegt, durch das Flusspfadbildungsglied (30) gestützt wird und wobei der Bereich mit geringer Elastizität (11) so gestaltet ist, dass er jeden Bereich mit hoher Elastizität (12) umgibt.

8. Tintenstrahldruckkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei beide Enden (12a, 12b) von jedem Bereich mit hoher Elastizität (40) durch das Flusspfadbildungsglied (30) gestützt werden und wobei die Bereiche mit geringer Elastizität (39) an beiden Seiten von jedem Bereich mit hoher Elastizität (40) liegen, betrachtet in der Breitenrichtung der Druckerzeugungskammer (31).

9. Tintenstrahldruckkopf gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Flusspfadbildungsglied (3; 30), die Düsenplatte (2; 37) und das flexible Wandglied (10; 38) in einer Anordnung verbunden sind und die Anordnung an einem Rahmenglied (8; 41) befestigt ist.

10. Tintenstrahldruckkopf gemäß Anspruch 6, wobei jeder Bereich mit geringer Elastizität (11; 39) von einem Teil, der der mit ihm assoziierten Druckerzeugungskammer (4; 31) gegenüberliegt, nämlich einer Seite des flexiblen Wandglieds (10; 38), ausgenommen seinen Bereich in welchem der Bereich mit hoher Elastizität (12; 40) gebildet ist, in einen Bereich ragt, der an dem Reservoir (6; 32, 33) jenseits der Tintenzufuhrpfade (5; 34, 35) liegt.