DE69805457T2

DE69805457T2 - Tintenstrahlaufzeichnungskopf

Info

Publication number: DE69805457T2
Application number: DE69805457T
Authority: DE
Inventors: Tomoaki Takahashi
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2018-02-21
Also published as: EP0860279B1; US6241346B1; DE69805457D1; EP0860279A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf zum Aufzeichnen von Abbildungen und Zeichen auf Schreibpapier durch Ausstoßen von Tintentropfen aus Düsenöffnungen durch das Ausdehnen und Zusammenziehen von piezoelektrischen Vibratoren, die in einer longitudinalen Schwingungsart funktionieren.
Es ist bekannt, einen Aufzeichnungskopf mit piezoelektrischen Vibratoren, welche in einer longitudinalen Schwingungsart funktionieren und mit einer hohen Geschwindigkeit angetrieben werden können, zu verwenden. Ein derartiger Aufzeichnungskopf umfasst eine Durchflusseinheit, die durch Laminieren einer Düsenplatte mit Düsenöffnungen, einer durchlassbildenden Platte mit Druckerzeugungskammern und Behältern und einer elastischen Platte gebildet wird. Der Aufzeichnungskopf wird durch eine Vibratoreinheit angetrieben, welche piezoelektrische Vibratoren umfasst und sich in ihrer longitudinalen Richtung ausdehnt und zusammenzieht, wobei ein Ende des Vibrators an einer Befestigungsbasis befestigt ist.
Da die Steifheit des Vibrators selbst hoch ist, kann bei einer derartigen Vibratoreinheit der Bereich der Berührungsfläche mit der Druckerzeugungskammer reduziert werden, und die Vibratoreinheit ist noch immer für einen Aufzeichnungskopf geeignet, der zum Drucken mit hoher Dichte entwickelt wurde. Wenn jedoch Drucken mit hoher Dichte erwünscht ist, gibt es folgende Gründe zur Besorgnis: (1) der Anordnungsabstand ist äußerst kurz; (2) die Reaktionskraft, welche auf eine Befestigungsbasis wirkt, ist äußerst stark; (3) das Durchbiegungsmaß der Befestigungsbasis verändert sich in Abhängigkeit von der Anzahl von gleichzeitig angetriebenen piezoelektrischen Vibratoren und (4) die Kapazität des Ausstoßens von Tintentropfen hängt von der Anzahl von gleichzeitig angetriebenen piezoelektrischen Vibratoren ab.
Um diese Besorgnisgründe in Angriff zu nehmen, wurden Maßnahmen ergriffen, wie beispielsweise das Bereitstellen einer Befestigungsbasis, die aus einem sehr steifen Material hergestellt wird, und eines Verstärkungselements, wie beispielsweise Metall, das zwischen einen Rahmen zum einstückigen Befestigen der Durchflusseinheit und der Vibratoreinheit eingefügt wird.
Es gibt jedoch ein Problem, das mit dieser Lösung verbunden ist und darin liegt, dass die Befestigungsbasis zu groß ist und der Zusammenbau kompliziert ist.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um derartige Probleme zu lösen, und die Aufgabe ist die Bereitstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs, in welchem die Verschiebungseigenschaft jedes piezoelektrischen Vibrators ohne Zunahme der Gesamtgröße des Aufzeichnungskopfs ausgeglichen werden kann. Des Weiteren sollen die Verschiebungseigenschaften beständig sein, unabhängig von der Anzahl von piezoelektrischen Vibratoren, die angetrieben werden.
Das Dokument EP 0 563 603 A2 des Standes der Technik offenbart einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der eine Vibratoreinheit umfasst, welche eine Mehrzahl von piezoelektrischen Vibratoren umfasst, die an einem Endabschnitt davon an einer Befestigungsplatte in einem vorbestimmten Abstand befestigt sind, wobei die piezoelektrischen Vibratoren in einer longitudinalen Schwingungsart zum Ausstoßen von Tintentropfen durch Durchbiegen einer elastischen Platte betätigt werden, um eine Druckerzeugungskammer auszudehnen und zusammenzuziehen. Die piezoelektrischen Vibratoren sind elektrisch verbunden, mit einer gemeinsamen Elektrode die durch eine Leiterplatte gebildet wird, welche durch einen leitfähigen Klebstoff in einer Region eines Basisabschnitts der piezoelektrischen Vibratoren in einem Bereich dicht an dem Endabschnitt, welcher an der Befestigungsplatte befestigt ist, an die Oberfläche des Schwingungselements gebunden ist.
Um die zuvor erwähnte Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, wie in Patentanspruch 1 spezifiziert, bereit. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Ansprüche sind als eine erste, nicht einschränkende Annäherung zum Definieren der Erfindung im Allgemeinen zu verstehen.
Um derartige Probleme gemäß der vorliegenden Erfindung zu lösen, umfasst der Tintenstrahlaufzeichnungskopf: eine Durchflusseinheit, welche wenigstens eine Düsenöffnung, eine Kammer, welche mit der Düsenöffnung in Verbindung steht, und eine elastische Platte, welche als ein Teil einer Wand der Kammer dient, umfasst; und eine Mehrzahl von piezoelektrischen Vibratoren, welche an einem Endabschnitt davon an der Befestigungsplatte in einem vorbestimmten Abstand befestigt sind und die elastische Platte an einem anderen Endabschnitt davon berühren, wobei die piezoelektrischen Vibratoren in einer longitudinalen Schwingungsart zum Ausstoßen eines Tintentropfens durch Durchbiegen der elastischen Platte betätigt werden, um die Druckerzeugungskammer auszudehnen oder zusammenzuziehen; und ein elastisch verformbares Verbindungselement, welches sich entlang der piezoelektrischen Vibratoren in einer Querrichtung erstreckt und daran festgemacht ist. Die Verschiebung der piezoelektrischen Vibratoren wird durch das Verbindungselement gesteuert. Demgemäß werden, falls mehrfache piezoelektrische Vibratoren gleichzeitig verschoben werden, die gemeinsame Verschiebung und die Verschiebungsgeschwindigkeit durch das Verbindungselement ausgeglichen und die Änderung der Verschiebungseigenschaft wird in Abhängigkeit von der Anzahl von angetriebenen piezoelektrischen Vibratoren gesteuert.
Des Weiteren werden piezoelektrische Blindvibratoren an gegenüberliegenden Seiten der Anordnung von piezoelektrischen Vibratoren angeordnet und ein Ende des Verbindungselements wird an dem Blindvibrator befestigt.
Schließlich umfasst das Verbindungselement gemäß einem Ausführungsbeispiel ein elastisch verformbares Bandkabel zum Liefern eines Antriebssignals zu den piezoelektrischen Vibratoren.
Weitere Vorteile, Aufgaben und Einzelheiten der Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den Zeichnungen gelesen wird, wobei:
Fig. 1 eine perspektivische Zusammenbauzeichnung ist, welche ein Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 die Schnittkonstruktion des zuvor erwähnten Aufzeichnungskopfs darstellt;
Fig. 3(a) und 3(b) eine perspektivische Ansicht, welche ein Ausführungsbeispiel einer Vibratoreinheit darstellt, bzw. die Schnittansicht sind;
Fig. 4(a) und 4(b) Schnittansichten sind, welche verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung darstellen;
Fig. 5(a) und 5(b) die Vorderansicht bzw. die Schnittansicht einer Vibratoreinheit sind, welche ein anderes Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungskopfs gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen;
Fig. 6(a) und 6(b) eine perspektivische Ansicht, welche ein Ausführungsbeispiel eines Kabels, das für die zuvor erwähnte Vibratoreinheit geeignet ist, darstellt, bzw. die Vorderansicht sind;
Fig. 7(a) und (b) die Vorderansicht bzw. die Schnittansicht einer Vibratoreinheit sind, welche ein anderes Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungskopfs gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen; und
Fig. 8(a) und 8(b) die Draufsicht bzw. die Schnittansicht einer Vibratoreinheit sind, welche das andere Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
Ausführungsbeispiele, welche die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung zeigen, werden nachstehend beschrieben.
Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf umfasst eine Durchflusseinheit 1, welche eine elastische Platte 10, eine durchlassbildende Platte 7 und eine Düsenplatte 3 umfasst, welche zu einem Stück aufeinandergeschichtet sind, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Düsenplatte 3 hat Düsenöffnungen 2 darin in einem festgelegten Abstand vorgesehen und die durchlassbildende Platte 7 umfasst Durchlassöffnungen darin zum Definieren einer Druckerzeugungskammer 4, einer Tintenzufuhröffnung 5 und eines Behälters 6. Tinte wird in dem Behälter gespeichert und der Druckerzeugungskammer 4 durch die Tintenzufuhröffnung zugeführt. Wie nachstehend erörtert, wird Tinte ausgestoßen durch die Düsenöffnungen 2 bei Ausdehnung oder Zusammenziehung von piezoelektrischen Vibratoren 9, welche mit der Vibratoreinheit 8 in Verbindung stehen, wo die Endflächen der piezoelektrischen Vibratoren 9 die elastische Platte benachbart zur Druckerzeugungskammer 4 berühren. Die piezoelektrischen Vibratoren 9 sind mit einem Schwingungsbereich und einem nicht schwingenden Bereich ausgebildet. Der Schwingungsbereich der piezoelektrischen Vibratoren 9 ist versehen mit einem aktiven Bereich, welcher die piezoelektrischen Erscheinungen verursacht, und einem inaktiven Bereich, welcher keine piezoelektrischen Erscheinungen schafft stattfindet, aber zusammen mit dem aktiven Bereich schwingt, wenn der Letztere schwingt.
Der Aufzeichnungskopf wird durch Festmachen der Durchflusseinheit 1 an der Öffnungsfläche 12 eines Halters 11 zusammengebaut. Der Halter 11 umfasst eine Kammer 14, in welcher die nachstehend erörterte Vibratoreinheit 8 untergebracht ist. Ein elastisch verformbares Bandkabel ist an der Vibratoreinheit angebracht und umfasst zum Beispiel eine flexible gedruckte Schaltung (FPC), welche ein Antriebssignal von einer externen Vorrichtung überträgt. Die Durchflusseinheit 1 ist an der Öffnungsfläche 12 des Halters 11 unter Verwendung eines Klebemittels und durch Anbringen eines Rahmens 15, welcher auch als ein Schild auf der Seite der Düsenplatte dient, festgemacht.
Fig. 3(a) und (b) zeigen ein Ausführungsbeispiel der Vibratoreinheit 8. Die Vibratoreinheit 8 umfasst eine Mehrzahl von piezoelektrischen Vibratoren 9, welche an einer Befestigungsbasis 27 in demselben Abstand wie der Anordnungsabstand der Druckerzeugungskammern 4 befestigt sind. Des Weiteren sind an gegenüberliegenden Enden der Befestigungsbasis piezoelektrische Blindvibratoren 9' angebracht, welche nicht mit dem Ausstoßen eines Tintentropfens in Verbindung stehen. Für Erklärungszwecke ist der mittlere piezoelektrische Vibrator durch das Bezugszeichen 9a ausgewiesen und die unmittelbar benachbarten piezoelektrischen Vibratoren sind durch 9b ausgewiesen.
Jeder piezoelektrische Vibrator 9, 9', 9a oder 9b wird gebildet durch aufeinanderfolgendes Laminieren von ersten Elektroden 21, welche als ein Pol dienen, und zweiten Elektroden 22, welche als der andere Pol dienen, zwischen einem piezoelektrischen Material 23. Die ersten Elektroden 21 sind mit einer gemeinsamen Elektrode 24 verbunden und die zweiten Elektroden sind mit einer Segmentelektrode 25 verbunden, wobei die ersten Elektroden 21 an dem Ende auf der freien Seite freigelegt sind und die zweiten Elektroden 22 an dem Ende auf der befestigten Seite freigelegt sind.
Ein Verbindungselement 28, das durch elektrisch isolierendes elastisches Polymermaterial gebildet wird, ist an den piezoelektrischen Vibratoren in einem Schwingungsbereich befestigt, um sich in eine Richtung zu erstrecken, in welcher die piezoelektrischen Vibratoren 9, 9a und 9b angeordnet sind. Der Schwingungsbereich entspricht dem Bereich, welcher benachbart zu dem Bereich der piezoelektrischen Vibratoren ist, welcher an die Befestigungsbasis 27 gebunden ist.
Die Bedeutung des Verbindungselements ist wie folgt. Wenn ein Antriebssignal nur an den einzelnen piezoelektrischen Vibrator 9a angelegt wird, werden das Verschiebungsquantum und die Verschiebungsgeschwindigkeit des angetriebenen piezoelektrischen Vibrators 9a reduziert infolge der Tatsache, dass das Verbindungselement 28 sowohl an dem angetriebenen Vibrator 9a als auch an den benachbarten piezoelektrischen Vibratoren 9b, welche nicht durch ein Antriebssignal angetrieben werden, befestigt ist.
Wenn ein Antriebssignal gleichzeitig an eine Mehrzahl von piezoelektrischen Vibratoren angelegt wird, zum Beispiel an alle der piezoelektrischen Vibratoren 9, 9a und 9b, dann werden das Verschiebungsquantum und die Verschiebungsgeschwindigkeit der Vibratoren ausgeglichen, da die mehrfachen piezoelektrischen Vibratoren 9, 9a und 9b jeweils durch die Elastizität des Verbindungselements 28 verschoben werden und nur ein Teil der piezoelektrischen Vibratoren 9, 9a und 9b, welche ein Antriebssignal empfangen, daran gehindert wird, in eine besondere verschobene Form verschoben zu werden. Das bedeutet, gemäß dem Ergebnis eines Versuchs unter Verwendung der Vibratoreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung, dass, wenn ein festgelegtes Antriebssignal von 2,5 V (Volt) an den einzelnen piezoelektrischen Vibrator 9 angelegt wird, der piezoelektrische Vibrator 9 durch das Verschiebungsquantum von 0,057 pin mit der Verschiebungsgeschwindigkeit von 29 mm/s verschoben wird. Wenn ein Antriebssignal an alle piezoelektrischen Vibratoren 9 angelegt wird, werden sie durch das Verschiebungsquantum 0,058 um mit der Geschwindigkeit von 30 mm/s verschoben.
Wenn indessen eine Vibratoreinheit der herkömmlichen Art, in welcher das Verbindungselement 28 nicht vorgesehen ist, eingesetzt wird und dasselbe Antriebssignal an ihren einzelnen piezoelektrischen Vibrator angelegt wird, wird der einzelne piezoelektrische Vibrator durch das Verschiebungsquantum von 0,061 um mit der Geschwindigkeit von 36 mm/s verschoben. Wenn des Weiteren dasselbe Antriebssignal an alle piezoelektrischen Vibratoren angelegt wird, werden die piezoelektrischen Vibratoren durch das Verschiebungsquantum von 0,058 um mit der Geschwindigkeit von 31 mm/s verschoben. Infolgedessen wird bei der Vibratoreinheit der herkömmlichen Art, wenn alle piezoelektrischen Vibratoren angetrieben werden, sowohl das Verschiebungsquantum als auch die Verschiebungsgeschwindigkeit stark reduziert, da die Befestigungsbasis gebogen wird, verglichen mit einem Fall, in dem nur der einzelne piezoelektrische Vibrator angetrieben wird.
Das bedeutet, dass in der vorliegenden Erfindung die jeweiligen Änderungskoeffizienten des Verschiebungsquantums und der Verschiebungsgeschwindigkeit in einem Fall, in dem nur ein einzelner piezoelektrischer Vibrator angetrieben wird, und in einem Fall, in dem alle der piezoelektrischen Vibratoren angetrieben werden, 2,4% bzw. 2,1% betragen, da das Verbindungselement 28 die Bewegung des einzelnen piezoelektrischen Vibrators einschränkt. Im Gegensatz dazu betragen bei der Vibratoreinheit der herkömmlichen Art die jeweiligen Änderungskoeffizienten des Verschiebungsquantums und der Verschiebungsgeschwindigkeit 5,0% und 14,6%.
Infolgedessen ist es offensichtlich, dass die Zusammenkoppelung durch das Verbindungselement 28 von mehrfachen piezoelektrischen Vibratoren 9, welche die Vibratoreinheit 8 bilden, äußerst wirksam ist, um das Verschiebungsquantum und die Verschiebungsgeschwindigkeit jedes piezoelektrischen Vibrators 9 auszugleichen.
In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist nur eine Seite jedes piezoelektrischen Vibrators 9 an der Befestigungsbasis 27 befestigt. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4(a) ist jedoch ein abgestufter Teil 27a in der Befestigungsbasis 27 ausgebildet. Jeder piezoelektrische Vibrator 9 ist innerhalb des abgestuften Teils 27a durch Anstoßen der hinteren Endfläche 91 des piezoelektrischen Vibrators 9 darin angesiedelt, so dass zwei Seiten jedes piezoelektrischen Vibrators an der Befestigungsbasis festgemacht sind. Als eine Folge wird das Rückschreitquantum des piezoelektrischen Vibrators 9, das durch die Elastizität eines Klebemittels verursacht wird, reduziert, so dass die Druckerzeugungskammer 4 wirksamer unter Druck gesetzt werden kann, verglichen mit einem Fall, in welchem nur eine Seite des piezoelektrischen Vibrators 9 an die Befestigungsbasis 27 gebunden ist.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 28 ebenfalls in dem aktiven Bereich A jedes piezoelektrischen Vibrators 9 befestigt, das heißt, in dem Bereich, in welchem die ersten Elektroden 21 und die zweiten Elektroden 22 überlappt sind. Wenn jedoch das Verbindungselement 28 in einem inaktiven Bereich B befestigt wird, welcher außerhalb des aktiven Bereichs A liegt und von der Befestigungsbasis 27 vorsteht, wie in Fig. 4(b) dargestellt, kann die Schwankung der Verschiebungseigenschaft, welche wenigstens durch die Durchbiegung der Befestigungsbasis 27 und die elastische Verformung einer Klebeschicht zum Befestigen jedes piezoelektrischen Vibrators 9 und der Befestigungsbasis 27 verursacht wird, ebenfalls reduziert werden.
Fig. 5(a) und 5(b) zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in welchem das Bandkabel einen Basisfilm 13a und eine leitende Schicht 13b umfasst. In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Basisfilm 13a über das Ende der leitenden Schicht 13b hinaus und ist an den Vibratoren festgemacht, so dass die elektrische Verbindung des Kabels 13 in dem nicht schwingenden Bereich des piezoelektrischen Vibrators 9 erfolgt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Basisfilm 13a an der Seite des piezoelektrischen Vibrators gegenüber der Befestigungsbasis 27 und an dem freien Ende davon festgemacht. Es ist des Weiteren wünschenswert, dass der Basisfilm 13a in dem aktiven Bereich jedes piezoelektrischen Vibrators 9 befestigt wird und dass beide Seiten des Kabels 13 jeweils an piezoelektrischen Blindvibratoren 9' befestigt werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Verschiebungseigenschaft des piezoelektrischen Vibrators 9 durch die Steifheit eines hitzefesten Polymermaterials, wie beispielsweise Polyamid, das den Basisfilm 13a bildet, ausgeglichen werden. Mit anderen Worten, der Basisfilm kann als das oben erörterte Verbindungselement dienen, wodurch der Herstellungsprozess vereinfacht wird.
Fig. 6(a) zeigt eine alternative Anordnung, in welcher ein Fenster 13c ausgebildet ist in dem Bandkabel zwischen der leitenden Schicht 13b und dem Bereich, in welchem der Basisfilm 13a an den piezoelektrischen Vibratoren 9 befestigt ist, falls das Kabel 13 für das Verbindungselement verwendet wird, wie zuvor beschrieben. Bei dieser Anordnung kann die Biegesteifheit zwischen dem Körper des Kabels 13 und dem Ende des Kabels 13, welches als das Verbindungselement dient, reduziert werden und die Wirkung von externer Kraft (verursacht durch die Verdrahtung des Kabels 13 usw.) auf den piezoelektrischen Vibrator 9 kann stark reduziert werden.
Fig. 6(b) zeigt Einzelheiten eines Kabels 13 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in Fig. 6 (b) dargestellt, umfasst das Kabel eine integrierte Halbleiterschaltung 30 zum Empfangen eines Signals von einem Host und Erzeugen eines Signals zum Antreiben jedes piezoelektrischen Vibrators 9, sowie ein Leiterbild 31, das auf beiden Seiten des Kabels 13a ausgebildet ist. Das Leiterbild 31 ist mit einer gemeinsamen Elektrode 25 für jeden piezoelektrischen Vibrator 9 verbunden, welche mit den piezoelektrischen Blindvibratoren 9' verbunden ist.
Insbesondere sind die Leiterbilder 31 mit der gemeinsamen Elektrode 25 für jeden piezoelektrischen Vibrator 9 über eine externe Elektrode, welche mit den piezoelektrischen Blindvibratoren 9' in Verbindung steht, verbunden. Das Kabel kann breit ausgebildet sein und der Spannungsabfall kann durch Übernehmen einer derartigen Verbindungskonstruktion reduziert werden. Ein Bezugszeichen 32 bezeichnet ein Leiterbild zum Übertragen eines Signals von einem Host zu der integrierten Halbleiterschaltung 30 und ein Bezugszeichen 33 bezeichnet ein Leiterbild zum Übertragen eines Antriebssignals, welches durch die integrierte Halbleiterschaltung 30 erzeugt wird, zu jedem piezoelektrischen Vibrator 9.
Fig. 7(a) und 7(b) zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich sowohl die leitende Schicht 13b als auch das Grundmaterial 13a des Kabels 13 zur Seite des freien Endes jedes piezoelektrischen Vibrators 9, wünschenswerterweise zum aktiven Bereich A. Die leitende Schicht 13b ist an eine Elektrode 15 im Schwingungsbereich jedes piezoelektrischen Vibrators 9 durch eine leitende Klebeschicht 34, wie beispielsweise ein Lötmetall oder ein leitendes Klebemittel, gebunden. Infolgedessen ist die Festigkeit des Kabels 13, das als ein Verbindungselement dient, auf die kombinierte Steifheit des Grundmaterials 13a und der leitenden Schicht 13b zurückzuführen. Infolgedessen kann die Verschiebungseigenschaft unter den piezoelektrischen Vibratoren wirksam ausgeglichen werden.
In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der piezoelektrische Vibrator mit einer piezoelektrischen Konstante von d31 als ein Beispiel beschrieben. Als eine Alternative kann jedoch der piezoelektrische Vibrator 43 verwendet werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 8(a) und (b) wird der piezoelektrische Vibrator 43 in einer axialen Richtung gemäß der piezoelektrischen Konstante von d33 ausgedehnt und zusammengezogen. Der piezoelektrische Vibrator wird gebildet durch vertikales Laminieren von inneren Elektroden 40 und 41, welche als jeweilige Pole dienen, zwischen dem piezoelektrischen Material 42. Die mehrfachen piezoelektrischen Vibratoren sind angeordnet und befestigt an einer Befestigungsbasis 44, und ein Verbindungselement 46 ist an der Seite des freien Endes jedes piezoelektrischen Vibrators 43 in einer Vibratoreinheit 45 befestigt.
Des Weiteren sind piezoelektrische Blindvibratoren 43' an beiden Seiten in einer Richtung vorgesehen, in welcher die mehrfachen piezoelektrischen Vibratoren wie in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel angeordnet sind, und beide Seiten des Verbindungselements 46 sind an den piezoelektrischen Blindvibratoren 43' wie in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel befestigt.
Es ist klar, dass, wenn das Verbindungselement 46 durch ein Kabel zum Liefern eines Antriebssignals zu den piezoelektrischen Vibratoren 43 wie in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel gebildet wird, auch eine ähnliche Wirkung erzielt wird.
Wie bereits erwähnt, ist in der vorliegenden Erfindung ein elastisch verformbares Verbindungselement, das sich in einer Richtung erstreckt, in welcher piezoelektrische Vibratoren angeordnet sind, an der Seite des freien Endes jedes piezoelektrischen Vibrators in einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf befestigt. Als ein Ergebnis kann starke Verschiebung an dem Ende durch die Elastizität des Verbindungselements gesteuert werden, falls ein einzelner piezoelektrischer Vibrator angetrieben wird, können die Verschiebung und die Verschiebungsgeschwindigkeit jedes piezoelektrischen Vibrators durch das Verbindungselement ausgeglichen werden, falls mehrfache piezoelektrische Vibratoren gleichzeitig angetrieben werden, und kann eine Verschiebungseigenschaft in Abhängigkeit von der Anzahl von angetriebenen piezoelektrischen Vibratoren ausgeglichen werden.

Claims

1. Tintenstrahlaufzeichnungskopf, welcher umfasst:

eine Durchflusseinheit (1), welche wenigstens eine Düsenöffnung (2), eine Kammer (4), welche mit der Düsenöffnung (2) in Verbindung steht, und eine elastische Platte (10), welche als ein Teil einer Wand der Kammer (4) dient, umfasst;

eine Vibratoreinheit (8), welche eine Befestigungsplatte (27) und eine Mehrzahl von piezoelektrischen Vibratoren (9), die an einem Endabschnitt davon an der Befestigungsplatte (27) in einem vorbestimmten regelmäßigen Abstand befestigt sind und die elastische Platte (10) an einem anderen Endabschnitt davon berühren, umfasst, wobei die piezoelektrischen Vibratoren (9) in einer longitudinalen Schwingungsart betätigt werden zum Ausstoßen eines Tintentropfens durch Durchbiegen der elastischen Platte (10), um die Druckerzeugungskammer (4) auszudehnen oder zusammenzuziehen; und

ein Verbindungselement (28), welches sich entlang der piezoelektrischen Vibratoren (9) in einer Querrichtung erstreckt und daran festgemacht ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Verbindungselement (28) durch ein elastisch verformbares Element gebildet ist und in einem Schwingungsbereich der piezoelektrischen Vibratoren (9) angeordnet ist.

2. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1, welcher des Weiteren umfasst:

einen piezoelektrischen Blindvibrator (9'), welcher benachbart zu einem Ende eines der piezoelektrischen Vibratoren (9) angeordnet ist, wobei ein Ende des Verbindungselements (28) an dem Blindvibrator (9') befestigt ist.

3. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verbindungselement (28) in einem Schwingungsbereich der piezoelektrischen Vibratoren (9) befestigt ist, der Schwingungsbereich einem Bereich der piezoelektrischen Vibratoren (9) entspricht, welcher von einem Bereich der piezoelektrischen Vibratoren (9), welcher an der Befestigungsplatte (27) befestigt ist, getrennt ist.

4. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verbindungselement (28) ein elastisch verformbares Bandkabel (13) zum Liefern eines Antriebssignals zu den piezoelektrischen Vibratoren (9) umfasst.

5. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 4, wobei das Bandkabel (13) ein Fenster darin aufweist, so dass ein Bereich, in welchem das Kabel dem Verbindungselement (28) entspricht, von einem Rest des Bandkabels geteilt ist.

6. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 4, wobei das Bandkabel (13) einen Basisfilm (13a) und eine leitende Schicht (13b) umfasst, der Basisfilm (13a) sich über die leitende Schicht (13b) hinaus erstreckt und mit den piezoelektrischen Vibratoren (9) verbunden ist.

7. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, welcher des Weiteren eine Mehrzahl von Elektroden (25) umfasst, welche jeweils auf den piezoelektrischen Vibratoren (9) bereitgestellt sind, wobei Leiter einer leitenden Schicht (13b) des Kabels (13) jeweils mit den Elektroden (25) verbunden sind.

8. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 7, welcher des Weiteren eine integrierte Halbleiterschaltung zum Antreiben der piezoelektrischen Vibratoren (9), welcher auf dem Kabel (13) angebracht ist, umfasst.

9. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 8, wobei ein Leiterbild zum Verbinden mit dem piezoelektrischen Blindvibrator (9') auf dem Kabel (13) ausgebildet ist.

10. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei zwei Seiten der piezoelektrischen Vibratoren (9) an die Befestigungsbasis (27) geklebt sind.

11. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei jeder der piezoelektrischen Vibratoren (9) piezoelektrisches Material und eine Mehrzahl von inneren Elektroden (40, 41), welche abwechselnd laminiert sind, umfasst.

12. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 11, wobei die inneren Elektroden parallel zu einer Richtung, in welche die piezoelektrischen Vibratoren (9) ausgedehnt und zusammengezogen werden, angeordnet sind.

13. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach Anspruch 11, wobei die inneren Elektroden (40, 41) senkrecht zu einer Richtung, in welche die piezoelektrischen Vibratoren (9) ausgedehnt und zusammengezogen werden, angeordnet sind.

14. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Verbindungselement (28) in einem aktiven Bereich (A) des Schwingungsbereichs der piezoelektrischen Vibratoren (9) angeordnet ist, in welchem aktiven Bereich (A) die piezoelektrischen Vibratoren (9) durch überlappende Elektroden (21, 22)· aktiviert werden.

15. Tintenstrahlaufzeichnungskopf nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Verbindungselement (28) in einem inaktiven Bereich (B) des Schwingungsbereichs der piezoelektrischen Vibratoren (9) angeordnet ist, in welchem inaktiven Bereich (B) die piezoelektrischen Vibratoren (9) nicht aktiviert werden.