DE69628055T2

DE69628055T2 - Tintenstrahldruckkopf

Info

Publication number: DE69628055T2
Application number: DE69628055T
Authority: DE
Inventors: Kazumi Suwa-shi Kamoi; Minoru Suwa-shi Usui; Takahiro Suwa-shi Katakura; Satoshi Suwa-shi Shinada; Kouichi Suwa-shi Toba
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2016-07-27
Also published as: EP0755792A2; EP0755792A3; DE69611404T2; EP0755792B1; EP0974465A1; EP0974465B1; JPH09123449A; DE69611404D1; DE69628055D1; JP3613302B2; US5889539A

Description

Es ist ein Tintenstrahldruckkopf der Art bekannt, in welcher eine Düsenplatte, ein Fluidpfadbildungselement und ein elastisch verformbares Abdeckelement schichtenförmig angeordnet sind und Druckerzeugungsmittel, zum Beispiel piezoelektrische Vibratoren eines Biegevibrationsmodus, an der Oberfläche des Abdeckelementes befestigt sind. In dem Druckkopf sind die meisten der Elemente oder Bestandteile des Druckkopfes aus Keramik hergestellt. Daher ist es möglich, die Grünschichten dieser Elemente schichtenförmig anzuordnen und die Schichten zu sintern. Mit anderen Worten, diese Elemente können ohne Klebstoff verbunden werden und somit entfällt ein Bindungsschritt mit Klebstoff in dem Herstellungsverfahren des Druckkopfes und das Herstellungsverfahren wird vereinfacht.
In dem Druckkopf, wie in 32(a) dargestellt, sind einzelne Elektroden B, B, ..., B von piezoelektrischen, Vibratoren A, A, ..., A mit einer externen Vorrichtung durch ein flexibles Kabel C verbunden.
Zur Verbesserung der Druckqualität und der Druckgeschwindigkeit haben einige Arten des Druckkopfes eine erhöhte Anzahl von Düsenöffnungen. Bei dieser Art von Druckkopf sind die einzelnen Elektroden äußerst schmal und ihre Anzahl ist grob. Die Anschlussarbeit dieser einzelnen Elektroden an ein flexibles Kabel C ist sehr schwierig. Ferner sind die leitenden Strukturen des flexiblen Kabels C als Signalpfade, die eine externe Vorrichtung an den Druckkopf anschließen, auch ziemlich schmal. Die schmalen leitenden Strukturen haben einen hohen elektrischen Widerstand. Zur Leitung von Signalen mit ausreichend hohem Pegel von der externen Vorrichtung zu dem Druckkopf durch die leitenden Strukturen ist eine Antriebsschaltung hoher Antriebsspannung und hoher Leistung erforderlich.
Zur Lösung dieses Problems gibt es einen Vorschlag, wie in 32(b) dargestellt. In dem Vorschlag ist ein Halbleiterchip D mit einer Antriebssignalerzeugungsfunktion an der Oberfläche einer Stellgliedeinheit E des Druckkopfes befestigt und durch ein Harz F abgedichtet. Der Halbleiterchip D muss an einer Stelle an der Stellgliedeinheit E befestigt sein, wo keine piezoelektrischen Vibratoren vorhanden sind. Dies vergrößert den Druckkopf und erfordert zusätzliche Arbeit für den Anschluss der Signalausgangsanschlüsse des Halbleiterchips D an die einzelnen Elektroden B, B, ..., B durch Drähte G und G'.
Das flexible Kabel, das elektrische Signale von der externen Vorrichtung zu dem Druckkopf leitet, ist an der Stellgliedeinheit derart befestigt, dass sich das Kabel über die Anordnungen piezoelektrischer Vibratoren an der Rückseite der Stellgliedeinheit erstreckt, und an beiden Enden in die Breitenrichtung an den Anschlüssen befestigt ist, welche an die einzelnen Elektroden an beiden Seiten der Stellgliedeinheit angeschlossen sind. Eine solche Befestigung des flexiblen Kabels schafft gewisse Probleme. Wenn zum Beispiel im Falle eines lose befestigten flexiblen Kabels eine äußere Kraft auf das flexible Kabel wirkt, kommt das flexible Kabel mit den piezoelektrischer Vibratoren in Kontakt. In diesem Zustand wirkt das Kabel unterdrückend auf die Vibration der piezoelektrischer Vibratoren.
Die vorliegende Erfindung soll die oben genannten Probleme lösen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Tintenstrahldruckkopfes, der zuverlässig verhindert, dass das flexible Kabel mit den piezoelektrischen Vibratoren in Kontakt gelangt, und das flexible Kabel leicht mit der Stellgliedeinheit verbindet.
Die vorliegende Erfindung betrifft im Grunde einen Tintenstrahldruckkopf jener Art, in welcher eine Düsenplatte, ein Fluidpfadbildungselement und ein elastisch verformbares Abdeckelement schichtenförmig angeordnet sind und Druckerzeugungsmittel an dem Abdeckelement befestigt sind.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung einen Tintenstrahldruckkopf bereit, umfassend: ein erstes Abdeckelement; ein Abstandsstück, das an dem ersten Abdeckelement zum Abdichten einer seiner Seiten befestigt ist, um teilweise Druckerzeugungskammern zu definieren, ein Element mit Düsenöffnungen zum Abdichten der anderen Seite des Abstandsstückes, wobei die Düsenöffnungen mit den entsprechenden Druckerzeugungskammern in Verbindung stehen; Druckerzeugungsmittel zum Anlegen von Druck auf die Druckerzeugungskammern; Anschlüsse, die an den Seitenenden des ersten Abdeckelements ausgebildet und an einzelne Elektroden angeschlossen sind, um selektiv Signale an die Druckerzeugungsmittel anzulegen; ein flexibles Kabel zur Übertragung elektrischer Signale, wobei sich das flexible Kabel über die Druckererzeugungsmittel erstreckt und an den Anschlüssen befestigt ist, und dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Kabel in einem Zustand gehalten wird, dass ein Spalt, der durch die Höhe der Anschlüsse bestimmt ist, zwischen der unteren Oberfläche des flexiblen Kabels und den oberen Oberflächen der Druckerzeugungsmittel gebildet ist, so dass die Druckerzeugungsmittel unterhalb des flexiblen Kabels bereitgestellt sind.
Dadurch kommt das flexible Kabel mit den Druckerzeugungsmitteln nicht in Kontakt.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verständlicher, wobei:
1(a) eine Querschnittsansicht ist, die eine Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes zeigt;
1(b) eine Querschnittsansicht ist, die ein Beispiel der Verbindungsstruktur des Druckkopfes zu einer externen Vorrichtung zeigt;
2 eine Draufsicht ist, die eine Struktur an der oberen Oberfläche einer Stellgliedeinheit des Druckkopfes zeigt;
3 eine Draufsicht ist, welche die Anschlussanordnungen eines integrierten Halbleiterschaltung zeigt, die an dem Druckkopf befestigt ist;
4 eine Querschnittsansicht ist, die ein Verhältnis zwischen einer integrierten Halbleiterschaltung und einer Stellgliedeinheit zeigt;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht ist, die eine andere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes zeigt;
6 eine Querschnittsansicht ist, die eine weitere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes zeigt;
7 eine Querschnittsansicht ist, die eine weitere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes zeigt;
8 eine Querschnittsansicht ist, die eine weitere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes zeigt;
9 eine Querschnittsansicht ist, die eine zusätzliche Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes zeigt;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht ist, die ein Beispiel eines flexiblen Kabels zeigt, das in der Erfindung verwendet wird;
11 eine Querschnittsansicht ist, die eine weitere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes zeigt;
12 eine Querschnittsansicht ist, die eine weitere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes zeigt;
13 eine Querschnittsansicht ist, die eine weitere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes zeigt;
14 eine Querschnittsansicht ist, die eine Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Darstellung eine Struktur in der Nähe der Druckerzeugungskammern zeigt, die gegenüberliegend angeordnet sind;
15 eine vergrößerte Teilschnittansicht ist, die eine Verbindungsstruktur an einer Seite des Druckkopfes zeigt, die für den Anschluss der einzelnen Elektroden an das flexible Kabel dient;
16 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Beispiel des Anschlusses zeigt, der in der Erfindung verwendet werden kann;
17 eine Schnittansicht ist, die eine andere Verbindungsstruktur der Leitungsabschnitte bzw. Leiterabschnitte zu den leitenden Strukturen zeigt;
18 eine perspektivische Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel der Anschlüsse zeigt, die in der Erfindung verwendet werden können;
19 eine perspektivische Ansicht ist, die einweiteres Beispiel der Anschlüsse zeigt, die in der Erfindung verwendet werden können;
20 eine Schnittansicht ist, die eine weitere Verbindungsstruktur eines flexiblen Kabels zu den einzelnen Elektroden gemäß der Erfindung zeigt;
21 eine perspektivische Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel der Anschlüsse zeigt, die in der Erfindung verwendet werden können; F g. 22 eine perspektivische Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel der Anschlüsse zeigt, die in der Erfindung verwendet werden können;
23 eine Schnittansicht ist, die eine weitere Verbindungsstruktur eines flexiblen Kabels zu den einzelnen Elektroden gemäß der Erfindung zeigt;
24 eine Schnittansicht ist, die eine weitere Verbindungsstruktur eines flexiblen Kabels zu den einzelnen Elektroden gemäß der Erfindung zeigt;
25 eine Schnittansicht ist, die eine weitere Verbindungsstruktur eines flexiblen Kabels zu den einzelnen Elektroden gemäß der Erfindung zeigt;
26 eine Schnittansicht ist, die eine weitere Verbindungsstruktur eines flexiblen Kabels zu den einzelnen Elektroden gemäß der Erfindung zeigt;
27 eine Schnittansicht ist, die eine zusätzliche Verbindungsstruktur eines flexiblen Kabels zu den einzelnen Elektroden gemäß der Erfindung zeigt;
28 eine Schnittansicht ist, die eine weitere Verbindungsstruktur eines flexiblen Kabels zu den einzelnen Elektroden gemäß der Erfindung zeigt;
29 eine Schnittansicht ist, die eine Struktur der Druckerzeugungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
30 eine Schnittansicht ist, die eine weitere Struktur der Druckerzeugungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
31 eine Schnittansicht ist, die eine weitere Struktur der Druckerzeugungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
32(a) und 32(b) eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittsansicht sind, die einen herkömmlichen Tintenstrahldruckkopf zeigen.
Fig. 1 ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes zeigt. In der Figur ist die Struktur in der Nähe der Druckerzeugungskammern einer Stellgliedeinheit des Druckkopfes dargestellt. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet ein erstes Abdeckelement als Zirkonium-Dünnplatte, die 10 μm dick ist. Eine gemeinsame Elektrode 4, die als einer der Pole dient, ist an der Oberfläche des ersten Abdeckelements 2 in einem Zustand ausgebildet, dass sie zu den Druckerzeugungskammern 3 und 3' weisend positioniert ist. Piezoelektrische Vibratoren 5 und 5', die Dünnplatten aus piezoelektrischem Material umfassen, z. B. PZT, sind an der gemeinsamen Elektrode 4 befestigt.
Einzelne Elektroden 6 und 6' sind an den Oberflächen der piezoelektrischen Vibratoren 5 bzw. 5' ausgebildet. Leitende Strukturen 7 und 7' als Leitungspfade, die aus leitendem Material hergestellt sind, sind durch Aufdampfungsprozesse gebildet, so dass sie der gemeinsamen Elektrode 4 entsprechen. Die leitenden Strukturen 7 und 7' erstrecken sich zu den Seitenenden des ersten Abdeckelements 2.
Ein Abstandsstück 8 ist aus einer Keramikplatte mit darin ausgebildeten Löchern geformt. Die Keramikplatte ist aus Zirkondioxid (ZrO₂) hergestellt und hat eine Dicke von z. B. 150 μm, die für die Bildung der Druckerzeugungskammern 3 und 3' geeignet ist. Das erste Abdeckelement 2 und ein zweites Abdeckelement 9, die später beschrieben werden, sind an der Oberseite und Unterseite des Abstandsstückes 8 angebracht und dichten das Abstandsstück ab. Die derart abgedichteten Löcher des Abstandsstücks 8 dienen als Druckerzeugungskammern 3 und 3'.
Das zweite Abdeckelement 9 ist eine dünne Keramikplatte mit darin ausgebildeten Löchern, die zum Beispiel aus Zirkondioxid hergestellt ist. Diese Löcher sind Durchgangslöcher 10 und 10' und Durchgangslöcher 11 und 11'. Das Durchgangsloch 10, 10' verbindet eine Tintenzuleitungsöffnung 13, 13', die später beschrieben wird, mit der Druckerzeugungskammer 3 bzw. 3'. Das Durchgangsloch 11, 11' verbindet, eine Düsenöffnung 18, 18' mit der Druckerzeugungskammer 3 bzw. 3'. Das derart gebildete zweite Abdeckelement 9 ist am Boden des Abstandsstückes 8 befestigt.
Zur Bildung der Stellgliedeinheit werden Schichten aus keramischem Ton, sogenannte Grünschichten, der Abdeckelemente 2 und 9 und des Abstandsstücks 8 jeweils mit einer vorbestimmten Dicke gebildet und die erhaltenen Grünschichten werden an vorbestimmten Positionen mit Löchern versehen. Die gelochten Grünschichten werden schichtenförmig angeordnet und zu einer Stellgliedeinheit gesintert. In diesem Fall wird kein Klebstoff zur Bildung der Stellgliedeinheit 1 verwendet.
Ein Tintenzufuhröffnungsbildungssubstrat 12 dient auch als ein Substrat, an dem die Stellgliedeinheit 1 befestigt ist. Das Tintenzufuhröffnungsbildungssubstrat 12 enthält Tintenzufuhröffnungen 13, 13' und Durchgangslöcher 14 und 14'. Die Tintenzufuhröffnungen 13 und 13' sind näher einem Ende der Druckerzeugungskammern 3 bzw. 3' angeordnet. Die Durchgangslöcher 14 und 14' befinden sich näher dem anderen Ende der Druckerzeugungskammern 3 bzw. 3'. Die Tintenzufuhröffnung 13, 13' verbindet die Druckerzeugungskammer 3, 3' mit der gemeinsamen Tintenkammer 15, 15', die später beschrieben wird. Das Durchgangsloch 14, 14' verbindet die Druckefzeugungskammer 3, 3' mit der Düsenöffnung 18, 18'.
Ein gemeinsames Tintenkammerbildungssubstrat 19 enthält die gemeinsamen Tintenkammern 15 und 15', die Tinte von einem Tintentank, nicht dargestellt, erhalten und Durchgangslöcher 16 und 16', die mit den Düsenöffnungen 18 und 18' verbunden sind. Eine Düsenplatte 17 ist an der Unterseite des gemeinsamen Tintenkammerbildungssubstrates 19 angebracht, um die gemeinsamen Tintenkammern 15 und 15' abzudichten.
Die Düsenplatte 17 enthält die Düsenöffnungen 18 und 18', welche durch die Durchgangslöcher 11, 14 und 16 und 11', 14' und 16' mit der Druckerzeugungskammer 3 bzw. 3' verbunden sind.
Das Tintenzufuhröffnungsbildungssubstrat 12, das gemeinsame Tintenkammerbildungssubstrat 19 und die Düsenplatte 17 sind zu einer Flusspfadeinheit 20 durch Thermoschweißfilme, Klebstoff oder dergleichen gekoppelt. Die Flusspfadeinheit 20 und die Stellgliedeinheit 1 werden dann durch Thermoschweißfilme, Klebstoff oder dergleichen aneinander befestigt und dienen als Aufzeichnungskopf.
Wie am besten in 2 dargestellt ist, sind Anschlüsse 22 und 22' jeweils Silber- oder Kupferelektroden, die durch Aufbringen eines leitenden Materials mit Bindefähigkeit, z. B. Lötchips oder leitender Klebstoff, an den Oberflächen der Enden der leitenden Strukturen 7 und 7' gebildet sind, die verlängerte Teile der einzelnen Elektroden 6 und 6' sind.
Eine integrierte Halbleiterschaltung 30, als Trägerchip in dieser Ausführungsform, leitet Antriebssignale zu den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5', wenn sie ein Signal von einer externen Vorrichtung empfängt. Wie in 3 dargestellt, sind die Antriebssignalausgabeanschlüsse 31 und 31' an beiden Seiten der Bindungsoberfläche der integrierten Halbleiterschaltung 30 in denselben Abständen wie die Anschlüsse 22 und 22' der Stellgliedeinheit 1 angeordnet.
Die integrierte Halbleiterschaltung 30 ist an der Stellgliedeinheit 1 in einem Zustand befestigt, dass die Unterseite der integrierten Halbleiterschaltung 30 von den Oberflächen der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' mit einem Abstand H beabstandet ist (4). Wenn in diesem Fall die Anschlüsse 22 und 22' und 31 und 31' aus leitendem Klebstoff hergestellt sind, wird der Klebstoff gehärtet, und wenn die Anschlüsse aus Lötmittel hergestellt sind, wird das Lötmittel thermogeschweißt.
Ein flexibles Kabel, das ein Drucksignal von einer externen Vorrichtung empfängt und dieses zu der integrierten Halbleiterschaltung 30 des Druckkopfes leitet, kann direkt an die integrierte Halbleiterschaltung 30 angeschlossen sein. In einer anderen Verbindung oder Struktur des flexiblen Kabels, die in 1(b) dargestellt ist, sind leitende Strukturen 33 an der Oberfläche der integrierten Halbleiterschaltung 30 ausgebildet und ein flexibles Kabel 44 ist an die leitenden Strukturen 33 angeschlossen.
Die integrierte Halbleiterschaltung 30 empfängt ein serielles Drucksignal von einer externen Vorrichtung und wandelt das serielle Drucksignal in parallele Drucksignale um und gibt sie an die einzelnen Elektroden 6 und 6' der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' durch die Anschlüsse 31, 22 und 31', 22' aus. Die piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' werden gleichzeitig durch die parallelen Drucksignale angetrieben.
Wenn die piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' angetrieben werden, finden in den Vibratoren Biegevibrationen statt. Mit der Vibration ziehen sich die Druckerzeugungskammern 3 und 3' zusammen, um Tintentröpfchen durch die Düsenöffnungen 18 und 18' auszustoßen. Wenn die Zuleitung der Antriebssignale gestoppt wird, verschwinden die Vibrationen der Vibratoren. In diesem Zustand fließt Tinte von den gemeinsamen Tintenkammern 15 und 15' in die Druckerzeugungskammern 3 und 3' durch die Tintenzufuhröffnungen 13 und 13'.
Es wird festgestellt, dass der Abstand zwischen den Anschlüssen 31 und 31' der integrierten Halbleiterschaltung 30 und den einzelnen Elektroden 6 und 6' im Vergleich zu dem flexiblen Kabel C, das in 32(a) dargestellt ist, deutlich kürzer ist. Daher ist der elektrische Widerstand zwischen der integrierten Halbleiterschaltung 30 und den einzelnen Elektroden 6 und 6' extrem gering. Und die Antriebssignale werden von der integrierten Halbleiterschaltung 30 zu den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' mit geringer Dämpfung geleitet.
Die integrierte Halbleiterschaltung 30 ist über den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' angeordnet und dient als Wand. Daher dämpft sie deutlich Geräusche von mehreren kHz, die erzeugt werden, wenn die piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' angetrieben werden. Die integrierte Halbleiterschaltung 30 ist an beide Seiten der Stellgliedeinheit 1 durch Klebstoff oder Lötmittel gebunden. Daher dient sie auch als Verstärkungsplatte, die verhindert, dass ein anderes Element mit den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' in Kontakt gelangt.
5 zeigt eine andere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes. Ein Befestigungssubstrat für die integrierte Halbleiterschaltung (als IC-Befestigungssubstrat bezeichnet) 40 enthält Anschlüsse 41 und 41', die in denselben Abständen wie die Anschlüsse 22 und 22' der Stellgliedeinheit 1 angeordnet sind. Das IC-Befestigungssubstrat 40 trägt eine integrierte Halbleiterschaltung 30, die als Trägerchip konstruiert ist. Die Ausgangsanschlüsse der integrierten Halbleiterschaltung 30 sind mit den Anschlüssen 41 und 41' durch Drähte 42 bzw. 42' verbunden. Die integrierte Halbleiterschaltung 30 ist an der Oberfläche des IC-Befestigungssubstrates 40 befestigt und durch Harz 43 abgedichtet.
In dieser Ausführungsform kann die integrierte Halbleiterschaltung 30 unabhängig von der Größe der Stellgliedeinheit 1 konstruiert werden. Die integrierte Halbleiterschaltung 30 kann an jede Art der Stellgliedeinheit angepasst werden, zum Beispiel eine große Stellgliedeinheit, indem einfach das LC-Befestigungssubstrat 40 verwendet wird, das entsprechend der Größe der Stellgliedeinheit gewählt wird. Dies führt zu einer Kostensenkung der integrierten Halbleiterschaltung 30.
Ein flexibles Kabel 44 für den Anschluss des Druckkopfes an eine externe Vorrichtung kann an das TC-Befestigungssubstrat 40 angeschlossen sein. Daher wird bei der Lötarbeit ein wenig Wärme zu der Stellgliedeinheit 1 übertragen.
6 zeigt noch eine andere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes. In dieser Ausführungsform ist wenigstens eine Stütze 59, die aus elektrisch isolierendem Material hergestellt ist, in dem mittleren Teil der Stellgliedeinheit 1 angeordnet, wo sich keiner der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' befindet. Die Stütze 59 ist hoch genug, um einen solchen Spalt zu bilden, dass verhindert wird, dass das IC-Befestigungssubstrat 40 mit den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' in Kontakt gebracht wird, und in einem solche Ausmaß, dass die Oberseite der Stütze 59 die Rückseite oder -fläche des IC-Befestigungssubstrates 40 erreicht.
Da die Stütze 59 das IC-Befestigungssubstrat 40 stützt, ist der Druckkopf der Ausführungsform frei von einer Verformung des Druckkopfes, die durch das Gewicht verursacht wird, das an beiden Seiten des Druckkopfes konzentriert ist.
7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes. In dieser Ausführungsform ist eine integrierte Halbleiterschaltung 30 in ein Bauelement 45 eingefügt. Anschlüsse 46 und 46!, die in denselben Abständen wie die Anschlüsse 22 und 22' der Stellgliedeinheit 1 angeordnet sind, sind an der Bodenfläche des Bauelements 45 ausgebildet. Die Ausgangsanschlüsse der integrierten Halbleiterschaltung 30 sind an die Anschlüsse 46 und 46' durch Drähte 47 und 47' angeschlossen.
In dieser Ausführungsform stimmen die Abstände der Anordnungen der Anschlüsse 46 und 46' des Bauelements 45 mit jenen der Anordnungen der Anschlüsse 22 und 22' überein. Daher kann eine geeignete integrierte Halbleiterschaltung 30, die gegenwärtig vertrieben wird, bei verschiedenen Arten von Stellgliedeinheiten angewendet werden. Mit der flexiblen Anwendung der integrierten Halbleiterschaltung 30 wird eine Verringerung der Herstellungskosten erreicht. Bei der Lötarbeit des flexiblen Kabels wird die Stellgliedeinheit 1 nicht übermäßig erwärmt.
8 zeigt eine zusätzliche Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes. Wie dargestellt, ist zumindest eine Stütze 59, die aus elektrisch isolierendem Material hergestellt ist, in dem mittleren Teil der Stellgliedeinheit 1 angeordnet, wo keiner der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' vorhanden ist. Die Stütze 59 ist hoch genug, um einen solchen Spalt zu bilden, dass verhindert wird, dass das IC-Befestigungssubstrat 40 mit den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' in Kontakt gebracht wird, und in einem solchen Ausmaß, dass die Oberseite der Stütze 59 die Rückseite des Bauelements 45 erreicht.
Da die Stütze 59 den mittleren Teil des Bauelements 45 stützt, ist der Druckkopf der Ausführungsform frei von einer Verformung des Druckkopfes, die durch das Gewicht verursacht wird, das konzentrisch auf beide Seiten des Druckkopfes wirkt.
9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes. Der Druckkopf der Erfindung verwendet ein flexibles Kabel 50, wie in Fig. 10 dargestellt. Wie dargestellt, hat das flexible Kabel 50 eine schichtenförmige Struktur, die einen wärmebeständigen Isolierfilm 51 aus zum Beispiel Polyimid enthält, und eine Metallfolie 52 aus zum Beispiel Kupfer, die an den wärmebeständigen Isolierfilm 51 gelötet werden kann.
Die Breite des flexiblen Kabels 50 ist so gewählt, dass es die Anordnungen der Anschlüsse 22 und 22' vollständig bedeckt.
Ein Fenster 53 ist in einer Region des flexiblen Kabels 50 gebildet, wo es über dem mittleren Abschnitt der Stellgliedeinheit 1 positioniert ist, wenn das flexible Kabel an der Stellgliedeinheit befestigt ist. Die Größe des Fensters 53 ist so positioniert, dass die Signalausgangsanschlüsse 55 und 55' der integrierten Halbleiterschaltung 30 den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' zugewandt sind und von außen durch das Fenster sichtbar sind.
Laschen 54 und 54' erstrecken sich von der Metallfolie 52 in das Fenster 53, wobei sie in übereinstimmender Position mit den Signalausgangsanschlüssen 55 und 55' der integrierten Halbleiterschaltung 30 angeordnet sind. Nachdem die Laschen 54 und 54' an die Signalausgangsanschlüsse 55 und 55' gelötet wurden, wird zumindest der Rand der integrierten Halbleiterschaltung 30 mit Harz 56 abgedichtet, um die Befestigung des flexiblen Kabels 50 an der integrierten Halbleiterschaltung 30 zu vollenden. Sphärische Anschlüsse 57 und 57' sind an der Rückseite des flexiblen Kabels 50 ausgebildet, wobei sie in übereinstimmender Position mit den Anordnungen der Anschlüsse 22 und 22' der Stellgliedeinheit 1 angeordnet sind. Diese Anschlüsse sind mit der integrierten Halbleiterschaltung 30 durch leitende Strukturen 58 und 5S' verbunden, die sich von den Laschen 54 und 54' erstrecken.
In dieser Ausführungsform sind die sphärischen Anschlüsse 57 und 57' des flexiblen Kabels 50 oder die Anschlüsse 22 und 22' der Stellgliedeinheit 1 so konstruiert, dass sie vorzugsweise eine derartige Dicke haben, dass die Rückseite des flexibeln Kabels 50 über den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' liegt. Bei einer derartigen Wahl werden die folgenden Vorteile erhalten. Das flexible Kabel 50 wird daran gehindert, mit den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' in Kontakt zu gelangen. Ferner werden die sphärischen Anschlüsse 57 und 57' des flexiblen Kabels 50 relativ leicht an die Anschlüsse 22 und 22' der Stellgliedeinheit 1 gelötet, indem diese Anschlüsse durch den wärmebeständigen Isolierfilm 51 erwärmt werden.
11 zeigt eine weitere Ausführungsform des Tintenstrahldruckkopfes. Wie dargestellt, ist zumindest eine Stütze 59, die aus elektrisch isolierendem Material hergestellt ist, in dem mittleren Teil der Stellgliedeinheit 1 angeordnet, wo keiner der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' vorhanden ist. Die Stütze 59 ist hoch genug, um einen solchen Spalt zu bilden, dass verhindert wird, dass das flexible Kabel 50 mit den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' in Kontakt gebracht wird, und in einem solchen Ausmaß, dass die Oberseite der Stütze 59 die Rückseite des Bauelements 45 erreicht.
In dieser Ausführungsform stützt die Stütze 59 die integrierte Halbleiterschaltung 30 und bildet einen unveränderlichen Spalt zwischen der Rückseite des flexiblen Kabels 50 und den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5'. Daher besteht keine Notwendigkeit einer Verwendung der sphärischen Anschlüsse 57 und 57' zum Anheben des flexiblen Kabels 50. Ferner können die leitenden Strukturen 58 und 58' direkt mit den Anschlüssen 22 und 22' durch Löten verbunden werden.
Die Stütze 59 nimmt das Gewicht der integrierten Halbleiterschaltung 30 auf. Daher wird die integrierte Halbleiterschaltung 30 nicht verformt und nicht mit den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' in Kontakt gebracht. Es besteht keine Gefahr, dass das Gewicht der integrierten Halbleiterschaltung 30 und des flexiblen Kabels 50 konzentrisch auf beide Seiten des Druckkopfes wirkt, um dadurch den Druckkopf zu verformen. Ferner nehmen die Fortsätze die Kraft auf, die zufällig von oben ausgeübt wird. Der erhaltene. Druckkopf weist keinen schädlichen Kontakt und keine Verformung auf.
12 zeigt eine weitere Ausführungsform des Tintenstrahldruckkopfes. In den oben genannten Ausführungsformen ist die integrierte Halbleiterschaltung 30 mit dem flexiblen Kabel 50 durch die Laschen 54 und 54' verbunden. Zur Verbindung der integrierten Halbleiterschaltung 30 mit dem flexiblen Kabel 50 verwendet die vorliegende Ausführungsform eine Verbindungsstruktur, wie in 12 dargestellt. Wie dargestellt, enthält die integrierte Halbleiterschaltung 30 Anschlüsse 60 und 60', die von ihrer Rückseite abstehen. Bei der Befestigung des flexiblen Kabels 50 ist dessen Metallfolie 52 nach oben gerichtet. Die vorstehenden Anschlüsse 60 und 60' werden an die Metallfolie 52 des flexiblen Kabels 50 gelötet.
Zur Verbindung des flexiblen Kabels 50 mit der Stellgliedeinheit 1 hat das flexible Kabel 50 die Anschlüsse 61 und 61'. Die Anschlüsse 61 und 61' sind an den Positionen an der Rückseite des flexiblen Kabels 50 gebildet, die jeweils den Anschlüssen 22 und 22' der Stellgliedeinheit 1 zugewandt sind. An den Positionen des flexiblen Kabels 50 ist der wärmebeständige Isolierfilm 51 ausgeschnitten und daher ist die Metallfolie 52 nicht mit dem Film bedeckt. Die Anschlüsse 61 und 61' sind auf dieser unbedeckten Metallfolie 52 mit einer solchen Höhe gebildet, dass ein Spalt zwischen der Unterseite des flexiblen Kabels 50 und den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' entsteht. In diesem Fall werden Lötchips oder leitender Klebstoff für die Bildung der Anschlusse 61 und 61' verwendet. Das flexible Kabel 50 ist bei den Anschlüssen 61 und 61' an die Anschlüsse 22 und 22' der Stellgliedeinheit 1 angeschlossen.
13 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes. Wie dargestellt, ist zumindest eine Stütze 59 in dem mittleren Teil der Stellgliedeinheit 1 angeordnet, wo keiner der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' vorhanden ist. Die Stütze 59 ist hoch genug, um einen solchen Spalt zu bilden, dass verhindert wird, dass das flexible Kabel 50 mit den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' in Kontakt gebracht wird, und in einem solchen Ausmaß, dass die Oberseite der Stütze 59 die Rückseite des flexiblen Kabels 45 erreicht. Durch die Bereitstellung der Stütze 59 besteht keine Gefahr, dass das flexible Kabel 50 mit den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' in Kontakt gelangt.
In den oben genannten Ausführungsformen sind die einzelnen Elektroden 6 und 6' an den Oberflächen der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' ausgebildet.
Auch in einem Tintenstrahldruckkopf der Art, in welcher die einzelnen Elektroden an der Oberfläche des ersten Abdeckelements 2 gebildet sind und die gemeinsame Elektrode an den Oberflächen der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' gebildet ist, ist das oben genannte Verfahren verfügbar, wenn die einzelnen Elektroden durch die Leitungsabschnitte bzw. Leiterabschnitte zu den Seitenenden des ersten Abdeckelements geführt werden können.
14 zeigt eine Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Ausführungsform sind einzelnen Elektroden 70 und 70' der Stellgliedeinheit 1 als untere Elektroden an der Oberfläche des ersten Abdeckelements 2 gebildet. Eine gemeinsame Elektrode, nicht dargestellt, ist an den Oberflächen der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' gebildet.
Das Bezugszeichen 71 bezeichnet ein flexibles Kabel zur Verbindung der einzelnen Elektroden 70 und 70' mit einer externen Antriebsschaltung. Leitende Strukturen 72 und 72' sind jeweils an den Enden der Strukturen des flexiblen Kabels 71 zur Verbindung von Signalen von der externen Antriebsschaltung zu den einzelnen Elektroden 70 und 70' ausgebildet. Die leitenden Strukturen 72 und 72' sind in denselben Abständen wie die Anschlüsse 73 und 73' angeordnet, welche an die einzelnen Elektroden 7 0 und 70' angeschlossen sind.
15 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die eine Verbindungsstruktur an einer Seite des Druckkopfes zeigt, die zur Verbindung der einzelnen Elektroden 70 und 70' mit dem flexiblen Kabel 71 dient. Wie dargestellt, sind die Anschlüsse 73, 73' an der Oberfläche des ersten Abdeckelements 2 gebildet. In dieser Ausführungsform ist es aus elektrisch isolierendem Material hergestellt, und die Dicke der Anschlüsse 73, 73' ist so gewählt, dass die oberen Oberflächen der Anschlüsse 73, 73' höher sind als die Oberflächen der piezoelektrischen Vibratoren 5.
Die Anschlüsse 73, 73' können derart gebildet werden, dass, wie in 16 dargestellt, eine Platte, die aus elektrisch isolierendem Material hergestellt ist und die oben genannte Dicke aufweist, zum Beispiel eine Dünnplatte 74 aus Keramik, zum Beispiel an eine Fläche der Oberfläche des ersten Abdeckelements 2 gebunden wird, die nahe und entlang der Seitenkante der Abdeckelementoberfläche liegt, oder dass eine Grünschicht aus Keramik an diese Oberflächenbereich des ersten Abdeckelements 2 geklebt wird und in dem Sinterverfahren der piezoelektrischen Vibratoren 5 gesintert wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 14 erstrecken sich Leitungsabschnitte bzw. Leiterabschnitte 75 und 75' von den einzelnen Elektroden 70 und 70' zu den Oberflächen der Anschlüsse 73 bzw. 73'. Die Leitungsabschnitte bzw. Leiterabschnitte 75 und 75' können durch ein Aufdampfungsverfahren gebildet werden. Die Leitungsabschnitte bzw. Leiterabschnitte 75 und 75' stellen Verbindungsteile 76 und 76' an den Oberflächen der Anschlüsse 73 bzw. 73' bereit.
In dieser Ausführungsform werden die leitenden Strukturen 72 und 72' des flexiblen Kabels 71 an die Verbindungsteile 76 und 76' in den folgenden Schritten gelötet:

a) Aufragen einer Lötpaste an den Stellen auf den Oberflächen der Verbindungsteile 76 und 76', deren Breite den einzelnen Elektroden 70 und 70' entspricht und die in denselben Abständen wie die einzelnen Elektroden 70 und 70' angeordnet sind,
b) Führen des flexiblen Kabels 71 über zwei Anordnungen der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5',
c) Positionieren der leitenden Strukturen 72 und 72' in Bezug auf die Verbindungsteile 76 und 76' der Anschlüsse 73 (73'), und
d) Erwärmen der Oberfläche des flexiblen Kabels 71. Wärme wird durch den wärmbeständigen Isolierfilm des flexiblen Kabels 71 zu der Lötpaste zum Schmelzen der Lötpaste übertragen.

Nach Beendigung der Lötarbeit wird das flexible Kabel 71 an beiden Enden an den Anschlüssen 73, 73' befestigt und in einem Zustand gehalten, dass ein Spalt g, der durch die Höhe der Anschlüsse 73, 73' bestimmt wird, zwischen der unteren Oberfläche des flexiblen Kabels 71 und den oberen Oberflächen der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' gebildet wird.
Daher befindet sich das flexible Kabel 71 nicht mit den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' in Kontakt und die Dünnplatten der Anschlüsse 73, 73' dienen auch als Verstärkungselemente.
In der oben genannten Ausführungsform sind die leitenden Strukturen 72 und 72' des flexiblen Kabels 71 direkt an die Verbindungsteile 76 und 76' als verlängerte Teile der Leitungsabschnitte 75 und 75' gelötet. Eine andere Verbindungsstruktur der Leitungsabschnitte zu den leitenden Strukturen ist in 17 dargestellt. Wie dargestellt, erstrecken sich die äußersten Teile 75a und 75a' der Leitungsabschnitte 75 und 75' zu den Anschlüssen 73 (73'). Verbindungsschichten 77 und 77', die aus Metall hergestellt sind, das zur Lötverbindung geeignet ist, und deren Breite den einzelnen Elektroden entspricht, sind an den Oberflächen der Anschlüsse 73 (73') angeordnet, während sie elektrisch zu den äußersten Teilen 75a und 75' fortgesetzt sind. Die leitenden Strukturen 72 und 72' des flexiblen Kabels 71 sind an die Verbindungsschichten 77 bzw. 77' gelötet.
In dieser Ausführungsform erhöht die Bereitstellung der Verbindungsschicht 77 die Dicke der gesamten Struktur, die durch den Verbindungsteil 76 an den Anschlüssen 73 (73') definiert ist. Wenn daher die Grünschichten aus piezoelektrischem Material für die piezoelektrischen Vibratoren 5 für die Dünnplatte 74 so wie sie sind verwendet werden (16), bildet die Dicke der Verbindungsschicht 77 sicher den Spalte g.
In der oben genannten Ausführungsform sind die Anschlüsse 73, 73' unter Verwendung der langen rechteckigen Dünnplatte 74 gebildet. Als Alternative können Streifen 78, 78', die in entsprechenden Positionen zu den Anordnungen der einzelnen Elektroden 70, 70' angeordnet sind, wie in Fig. 18 dargestellt, anstelle der Dünnplatte 74 verwendet werden.
Fig. 19 zeigt eine Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes, dessen Anschlüsse 73, 73' aus der Streifenanordnung 78, 78' gebildet sind. Wie dargestellt, umfasst ein kammartiges Element, das zum Beispiel aus Keramik hergestellt ist, Zähne 80 und eine Basis 81, von welcher sich die Zähne 80 erstrecken. Diese Zähne 80 sind in denselben Abständen wie die einzelnen Elektroden 70, 70' angeordnet. Das kammförmige Element wird an dem ersten Abdeckelement 2 befestigt und dann wird die Basis 81 entlang einer Linie M-M ausgeschnitten.
20 zeigt eine andere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß der Erfindung. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 181 einen Anschluss, der aus leitendem Material hergestellt ist. Wie in 21 dargestellt verlaufen die Leitungsabschnitte 75, 75', welche mit den einzelnen Elektroden 70, 70' verbunden sind, nach oben zu den Seitenenden des ersten Abdeckelements 2. Streifenartige leitenden Substrate 82 sind an deren Oberflächen durch leitenden Klebstoff befestigt. Dann werden die Verbindungsteile 83 an den Oberflächen der streifenförmigen leitenden Substrate 82 gebildet. Die Verbindungsteile 83 sind aus Metall hergestellt, zum Beispiel Silber, das für das Anlöten der leitenden Strukturen 72, 72' des flexiblen Kabels 71 geeignet ist.
Auch in dieser Ausführungsform können die Anschlüsse 73, 73' aus dem kammförmigen Element gebildet sein. Dadurch wird das Herstellungsverfahren des Druckkopfes vereinfacht. Ein kammförmiges Element wird durch Pressarbeit gebildet. Das kammförmige Element, wie in Fig. 22 dargestellt, umfasst Abschnitte 84, die an dem ersten Abdeckelement 2 als streifenförmige leitende Substrate 82 befestigt werden, die dünne leitende Streifen aus Metall sind, die in denselben Abständen wie die einzelnen Elektroden 70, 70! angeordnet sind, und eine Basis 85, von welcher die Abschnitte 84 abstehen. Die Abschnitte 84, die als die streifenförmigen leitenden Substrate 82 dienen, sind an dem ersten Abdeckelement 2 befestigt. Die Basis 85 wird entlang einer Linie N–N ausgeschnitten, die unmittelbar außerhalb der Seitenkante des ersten Abdeckelements 2 positioniert ist. Das flexible Kabel 71 ist an die Teile der Abschnitte 84 angeschlossen, die sich von der Seitenkante des ersten Abdeckelements 2 nach außen erstrecken. Daher kann das flexible Kabel 71 an die streifenförmigen leitenden Substrate 82 gelötet werden, ohne die Stellgliedeinheit 1 übermäßig zu erwärmen.
23 zeigt eine andere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß der Erfindung. Ein Substrat 86, das aus Metall hergestellt ist und auch als Verstarkungssubstrat dient, ist an dem ersten Abdeckelement 2 durch Klebstoff befestigt. Eine Isolierschicht 87 ist an der Oberfläche des Substrates 86 gebildet. In dem Verfahren zur Bildung der einzelnen Elektroden 70 und 70' werden Leitungsabschnitte 75, 75' gebildet, welche die obere Oberfläche der Isolierschicht 87 erreichen. Ferner werden Verbindungsteile 88, 88', die für die Lötverbindung geeignet sind, gebildet, welche die äußersten Teile 75a, 75a' der Leitungsabschnitte 75, 75' bedecken.
24 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß der Erfindung.
In der Ausführungsform erstrecken sich die äußersten Teile 75b, 75b' der Leitungsabschnitte 75, 75', welche an die einzelnen Elektroden 70, 70' angeschlossen sind, zu den Anschlüssen 89', 89'. Die Anschlüsse 89, 89' werden durch ein Dickfilm-Druckverfahren auf den einzelnen Verbindungsflächen auf dem ersten Abdeckelement 2 gebildet, welche die äußersten Teile 75b, 75b' enthalten, und sind in denselben Abständen wie die einzelnen Elektroden und entlang der Seitenkante der Stellgliedeinheit angeordnet. Die erhaltenen Anschlüsse 89, 89' sind höher als die piezoelektrischen Vibratoren 5, 5'. Nach dem Trocknen der erhaltenen Struktur werden die Anschlüsse 89, 89' mit dem flexiblen Kabel 71 verbunden.
Somit sind in dieser Ausführungsform die oberen Oberflächen der Anschlüsse 89, 89' höher als die piezoelektrischen Vibratoren 5, 5'. Eine andere Verbindungsstruktur ist in Fig. 25 dargestellt. Wie dargestellt, sind sphärische Teile 90, 90', die zu dem ersten Abdeckelement 2 vorstehen, in den Verbindungsflächen des flexiblen Kabels 71 ausgebildet. Die Tiefe d der sphärischen Teile 90, 90' ist größer als die Dicke der piezoelektrischen Vibratoren 5, 5'. Mit der Verbindungsstruktur kann die Dicke der Anschlüsse 91, 91' verringert werden. Die Verwendung der dünnen Anschlüsse 91, 91' ist vorteilhaft, wenn die Anschlüsse 91, 91' aus leitendem Klebstoff hergestellt sind, da die Zeit zum Trocknen der Anschlüsse 91, 91' verringert ist.
Fig. 26 und 27 zeigen zusätzliche Ausführungsformen eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß der Erfindung. Stützen 92 und 93, die höher sind als die piezoelektrischen Vibratoren 5, 5' sind in den Abschnitten der Stellgliedeinheit vorgesehen, wo keiner der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' vorhanden ist, zum Beispiel in den Abschnitten nahe den Seitenkanten der Stellgliedeinheit, wie in 23 dargestellt ist, oder an beiden Enden der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5', bei Betrachtung ihrer Anordnungen. Diese Stützen 92 und 93 sind an den äußeren Seiten der Anordnungen der piezoelektrischen Vibratoren 5 bzw. 5' vorgesehen. Das flexible Kabel 71 wird von den Stützen 92 und 93 gestützt.
In den vorliegenden Ausführungsformen werden die Stützen 92 und 93 einfach der Struktur der vorangehenden Ausführungsform hinzugefügt. Daher kann ein herkömmliches Herstellungsverfahren bei der Herstellung des Druckkopfes der vorliegenden Ausführungsformen angewendet werden.
28 zeigt eine zusätzliche Ausführungsform eines Tintenstrahldruckkopfes gemäß der Erfindung. Wie dargestellt, sind beide Enden des flexiblen Kabels 71 nicht geknickt sondern mit einem entsprechenden Krümmungsradius R gekrümmt, wobei eine Elastizität des wärmebeständigen Isolierfilms des flexiblen Kabels 71 aktiv genützt wird.
In dieser Ausführungsform wird der Abschnitt des flexiblen Kabels 71, der sich im Inneren seiner Verbindungsteile erstreckt, durch die Elastizität des Kabels selbst angehoben. Daher ist das flexible Kabel 71 niemals mit den piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' in Kontakt, wenn nicht eine große Kraft auf das Kabel ausgeübt wird.
In der oben genannten Ausführungsform sind die einzelnen Elektroden 70 und 70' an der Oberfläche des ersten Abdeckelements 2 ausgebildet. Ebenso ist in einem Tintenstrahldruckkopf der Art, in welcher die einzelnen Elektroden an den Oberflächen der piezoelektrischen Vibratoren 5 und 5' ausgebildet sind, und die gemeinsame Elektrode 4 an der Oberfläche des ersten Abdeckelements ausgebildet ist, das oben genannte Verfahren verfügbar, wenn die einzelnen Elektroden durch die Leitungsabschnitte zu den Seitenenden des ersten Abdeckelements geführt werden können.
Druckerzeugungsmittel, die dünn oder von geringer Höhe sind, werden durch Kleben der Dünnplatten, die aus piezoelektrischem Material, z. B. PZT, hergestellt sind, an die Elektrode gebildet.
Eine andere Art von Druckerzeugungsmittel, bei dem das erste Abdeckelement verdünnt ist, oder das in der Druckerzeugungskammer gebildet werden kann, kann anstelle der oben genannten verwendet werden.
In einer Struktur des Druckerzeugungsmittels, die in 29 dargestellt ist, umfasst das erste Abdeckelement 2, welches die Druckerzeugungskammern 3, 3' abdichtet, eine einzige piezoelektrische Vibrationsschicht 96 mit einer gemeinsamen Elektrode 95, die an deren unteren Oberfläche gebildet ist. Einzelne Elektroden 97 sind in einem regionalen Bereich der oberen Oberfläche gebildet, welcher der Druckerzeugungskammer 4 zugewandt ist. Nur der Bereich der piezoelektrischen Vibrationsschicht 96, welcher der Druckerzeugungskammer 3 zugewandt ist, ist selektiv flexibel.
Die piezoelektrische Vibrationsschicht 96 kann auf verschiedene Weisen gebildet werden. Zum Beispiel kann eine Dünnplatte eine piezoelektrische Vibrationsplatte sein. Eine Schicht aus piezoelektrischem Material wird auf der gemeinsamen Elektrode 95 durch ein Sputterverfahren, ein Wasser-Wärmebildungsverfahren oder ein hydrothermales Verfahren gebildet.
In einer Struktur des Druckerzeugungsmittels, die in 30 dargestellt ist, umfasst ein erstes Abdeckelement 2 eine gemeinsame Elektrode 95. Piezoelektrische Vibratoren 98 und einzelne Elektroden 99 sind an der unteren Oberfläche der gemeinsamen Elektrode 95 ausgebildet, die der Druckerzeugungskammer 3 zugewandt ist. Falls erforderlich kann zum Beispiel eine elastische Schicht, zum Beispiel eine Dünnplatte aus Zirkondioxid, an der oberen Oberfläche der gemeinsamen Elektrode 95 ausgebildet sein.
In einer Struktur des Druckerzeugungsmittels, die in 31 dargestellt ist, ist ein Joule-Wärmeerzeugungselement 100 an der Unterseite des Abdeckelements 2 zum Abdichten des Abstandsstücks 8 vorgesehen, die der Druckerzeugungskammer 3 zugewandt ist, oder der Oberfläche eines anderen Elements zum Definieren der Druckerzeugungskammer, die der Druckerzeugungskammer zugewandt ist. In diesem Beispiel erzeugt das Joule-Wärmerzeugungselement 100 Wärme in Übereinstimmung mit angelegten elektrischen Steuersignalen. Mit der erzeugten wärme wird Tinte in der Druckerzeugungskammer verdampft, um darin Druck zu erzeugen.
Wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich ist, hat ein Tintenstrahldruckkopf der vorliegenden Erfindung ein erstes Abdeckelement, ein Abstandsstück, das an einer Seite durch das erste Abdeckelement abgedichtet ist um teilweise Druckerzeugungskammern zu definieren, die gemeinsam mit Düsenöffnungen verbunden sind, ein Element mit Düsenöffnungen zum Abdichten der anderen Seite des Abstandsstückes und Druckerzeugungsmittel zum Anlegen von Druck auf die Druckerzeugungskammer. Der Druckkopf ist verbessert durch erste Anschlüsse, die an den Seitenenden des ersten Abdeckelements ausgebildet und an einzelne Elektroden angeschlossen sind, um selektiv Signale an die Druckerzeugungsmittel anzulegen, und Antriebssignalerzeugungsmittel zum Erzeugen eines Antriebssignals, um die Druckerzeugungsmittel als Reaktion auf ein empfangenes externes Signal anzutreiben, wobei das Antriebssignalerzeμgungsmittel zweite Anschlüsse aufweist, die in denselben Abständen wie die ersten Anschlüsse angeordnet sind, und ferner die ersten Anschlüsse direkt an die zweiten Anschlusse der Druckerzeugungsmittel in einem Zustand angeschlossen sind, dass ein Spalt zwischen dem Antriebssignalerzeugungsmittel und den Druckerzeugungsmitteln vorhanden ist.
In dem derart angeordneten Druckkopf sind das erste Abdeckelement und das Antriebssignalerzeugungsmittel vertikal angeordnet.
Daher ist keine zusätzliche Fläche zu Bereitstellung des Antriebssignalerzeugungsmittels notwendig. Ferner sind die Anschlüsse direkt an die Anschlüsse des Antriebssignalerzeugungsmittels angeschlossen. Daher entfällt die Anschluss- und Lötarbeit bei Verwendung von Drähten.
Ferner sind in der vorliegenden Erfindung die Oberflächen der Anschlüsse, die sich an den Seitenenden des Abdeckelements befinden und an die einzelnen Elektroden angeschlossen sind, um selektiv Signale zu den piezoelektrischen Vibratoren zu leiten, höher als die Druckerzeugungsmittel. Daher kann ein Spalt zwischen den Druckerzeugungsmitteln und dem flexiblen Kabel gebildet werden. Daher kommt das flexible Kabel nicht mit den piezoelektrischen Vibratoren in Kontakt. Der erhaltene Druckkopf weist weder die unerwünschte Vibration des Abdeckelements noch eine Beschädigung der Druckerzeugungsmittel auf.

Claims

Tintenstrahldruckkopf, umfassend: ein erstes Abdeckelement (2); ein Abstandsstück (8), das an dem ersten Abdeckelement (2) zum Abdichten einer seiner Seiten befestigt ist; um teilweise Druckerzeugungskammern (3, 3') zu definieren; ein Element mit Düsenöffnungen (18, 18') zum Abdichten der anderen Seite des Abstandsstückes (8), wobei die Düsenöffnungen (18, 18') mit den entsprechenden Druckerzeugungskammern (3, 3') in Verbindung stehen; Druckerzeugungsmittel (5, 5') zum Ausüben von Druck auf die Druckerzeugungskammer (3, 3'); Anschlüsse (73, 73'), die an dem ersten Abdeckelement (2) ausgebildet und an einzelne Elektroden (70, 70') angeschlossen sind, um selektiv Signale an die Druckerzeugungsmittel (5, 5') anzulegen; ein flexibles Kabel (71) zur Übertragung elektrischer Signale, wobei sich das flexible Kabel (71) über die Druckerzeugungsmittel (5, 5') erstreckt und an den Anschlüssen (73, 73') befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Kabel (71) in einem Zustand gehalten wird, dass ein Spalt (g), der durch die Höhe der Anschlüsse bestimmt ist, zwischen der unteren Oberfläche des flexiblen Kabels (71) und den oberen Oberflächen der Druckerzeugungsmittel (5, 5') gebildet ist, so dass die Druckerzeugungsmittel (5, 5') unterhalb des flexiblen Kabels bereitgestellt sind.
Tintenstrahldruckkopf, insbesondere gemäß Anspruch 1, wobei die Oberflächen der Anschlüsse (73, 73') sich in einer höheren Position befinden als die Oberfläche der Druckerzeugungsmittel und das flexible Kabel (71) an seinen beiden Enden an den Anschlüssen (73, 73') befestigt ist.
Tintenstrahldruckkopf gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Anschlüsse (73, 73') jeweils aus elektrisch isolierenden Elementen, die mit leitenden Filmen überzogen sind, gebildet sind.
Tintenstrahldruckkopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anschlüsse (73, 73') einzelne leitende Filme (72, 72') umfassen, die in denselben Abständen wie die Mehrzahl einzelner Elektroden auf einer länglichen Platte aus elektrisch isolierendem Material angeordnet sind, das sich über die Leiterabschnitte (75, 75') erstreckt, die von den einzelnen Elektroden (70, 70') ausgehen.
Tintenstrahldruckkopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anschlüsse (73, 73') einzelne leitende Filme umfassen, die auf Streifen (78) aus elektrisch isolierendem Material geschichtet sind, die im Wesentlichen gleich breit wie die einzelnen Elektroden (70, 70') sind.
Tintenstrahldruckkopf gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das isolierende Material der Anschlüsse (73, 73') dasselbe wie jenes der Druckerzeugungsmittel ist.
Tintenstrahldruckkopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anschlüsse (73, 73') einzelne leitende Streifen umfassen, die im Wesentlichen gleich breit wie die einzelnen Elektroden (70, 70') sind.
Tintenstrahldruckkopf gemäß Anspruch 7, wobei das leitende Material leitenden Klebstoff enthält.
Tintenstrahldruckkopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anschlüsse (73, 73') eine Metallschicht haben, die zur Bildung einer Lötverbindung an ihren Oberflächen geeignet ist.
Tintenstrahldruckkopf gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anschlüsse (73, 73') umfassen: längliche leitende Platten; elektrisch isolierende Schichten, die auf den länglichen leitenden Platten gebildet sind; und leitende Verbindungsteile (76, 76'), die darauf an den Positionen der einzelnen Elektroden (70, 70') gebildet sind.
Tintenstrahldruckkopf gemäß Anspruch 1, wobei sphärische Teile (90) an den Verbindungsflächen eines flexiblen Kabels (71) gebildet sind, um ein externes Signal zu dem Druckkopf zu dem Druckerzeugungsmittel zu leiten, wobei die Tiefe jedes der sphärischen Teile (90) in einem solchen Maße gewählt ist, dass sich die Unterseite des flexiblen Kabels (71) in eine Position zurückziehen kann, wo sie die Vibration des Abdeckelementes (2) nicht unterbricht.
Tintenstrahldruckkopf gemäß Anspruch 1, wobei ein Stützelement zum Stützen des flexiblen Kabels (44; 50; 71) zum Leiten eines externen Signals zu dem Druckkopf bereitgestellt ist, so dass das flexible Kabel (44; 50; 71) an einer Stelle an der Oberfläche des Abdeckelementes (2) angeordnet ist, wo die Vibration des Abdeckelementes (2) nicht unterbrochen ist.
Tintenstrahldruckkopf gemäß Anspruch 1, wobei Bereiche des flexiblen Kabels (44; 50; 71) in der Nähe von Verbindungsflächen (76; 83; 88) des flexiblen Kabels (44; 50; 71) in einem angemessenen Krümmungsradius gebogen sind, so dass ein mittlerer Abschnitt des flexiblen Kabels (44; 50; 71) durch die Elastizität des flexiblen Kabels (44; 50; 71) angehoben wird.