DE19517969C2

DE19517969C2 - Inkjet head

Info

Publication number: DE19517969C2
Application number: DE1995117969
Authority: DE
Inventors: Shingo Abe; Kenji Ohta; Tetsuya Inui; Hirotsugu Matoba; Susumu Hirata; Yorishige Ishii; Shigeo Terashima
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-05-27
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 2001-01-25
Anticipated expiration: 2015-05-17
Also published as: JPH07314673A; DE19517969A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahlkopf, in dem mittels eines sich aus beulenden Körpers Druck auf einen Behälter füllende Tinte ausgeübt wird, wodurch Tintentröpfchen aus dem Behälter ausgestoßen werden.The invention relates to an ink jet head in which by means of a bulging body pressure is applied to a container filling ink causing ink droplets to be ejected from the container.

Aus JP 2-30543 A ist ein Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen von Tinte aus einer Tintenausstoßöffnung einer Tintenkammer bekannt, bei dem der Ausstoß druck mittels eines sich ausbeulenden Körpers auf die Tinte ausgeübt wird. Ein in der Tintenkammer angebrachter Beulkörper beult infolge einer in Längsrichtung wirkenden Druckkraft aus, wodurch ein Druck innerhalb der Tintenkammer erzeugt wird, der zum Ausstoß von Tinte durch die Tintenaus stoßöffnung führt. Der Beulkörper ist gegenüber der Tintenausstoßöffnung angeordnet.From JP 2-30543 A is an ink jet head for ejecting ink from a Ink ejection opening of an ink chamber, in which the ejection is known pressure is exerted on the ink by means of a bulging body. A dent in the ink chamber bulges as a result of an in Longitudinal acting pressure force, creating a pressure within the Ink chamber is created, which for ejecting ink through the inks butt opening leads. The dent is opposite the ink ejection opening arranged.

In DE 24 44 517 C3 wird ein Tintenspritz-Schreibwerk für einen Bildtelegra phen beschrieben. Ein Piezokristall ist über einen elektrischen Impuls beauf schlagbar, worauf er sich ausdehnt und eine Durchbiegung einer schwin gungsfähigen Fläche erzeugt. Bei jeder Durchbiegung der schwingungsfähigen Fläche wird ein Tintentröpfchen aus einer Auslaßdüse gestoßen. Zur Beein flussung der Tröpfchengröße sind zwei Piezokristalle vorgesehen, die unab hängig voneinander beaufschlagbar sind.DE 24 44 517 C3 describes an ink-jet writing mechanism for an image telegra phen. A piezo crystal is actuated by an electrical pulse beatable, on which it expands and a deflection of a swin capable area. With every deflection of the vibrating A droplet of ink is ejected from the surface of an outlet nozzle. For legs flow of the droplet size, two piezocrystals are provided dependent on each other.

In der US 5,105,209 ist ein Tintenstrahlkopf beschrieben, bei dem ein Piezo element in der Nähe und gegenüber einer Tintenausstoßöffnung im Inneren ei ner Tintenkammer angeordet ist.In US 5,105,209 an ink jet head is described in which a piezo element near and opposite an ink ejection port inside ner ink chamber is arranged.

Obwohl der auf die Tinte ausgeübte Ausstoßdruck bei Tintenstrahlköpfen die ser Art relativ hoch ist, sind weitere Verbesserungen hinsichtlich des Aus stoßdrucks und einer Verringerung der Größe des Tintenstrahlkopfes erfor derlich.Although the ejection pressure exerted on the ink in the ink jet heads is the ser type is relatively high, are further improvements in terms of out impact pressure and a reduction in the size of the ink jet head such.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahlkopf anzugeben, der trotz kleiner Größe mittels einer Beuleinrichtung als Tintenausstoßdruck- Erzeuger einen hohen Tintenausstoßdruck erzeugen kann.The invention has for its object to provide an ink jet head, which despite the small size by means of a buckling device as ink ejection printing Producer can produce high ink ejection pressure.

Die Aufgabe ist durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The problem is solved by the teaching of claim 1. Beneficial Refinements can be found in the subclaims.

Der erfindungsgemäße Tintenstrahlkopf weist im Inneren einer Tintenkammer mehrere sich ausbeulende Beulkörper auf. Der Beulkörper ist ein Bauelement, das durch Anwenden einer vorgegebenen Kompressionsbelastung ausgebeult wird. Dadurch, daß einer der Beulkörper in der Tintenkammer so befestigt ist, daß er sich über eine Tintenzufuhröffnung erstreckt, durch die frische Tinte aus einem Vorratstank zuführbar ist, kann sich der beim Ausbeulen des Beu lelements in der Tintenkammer entstehende Druck nicht über die Tintenzu führöffnung entspannen, wodurch der Druckverlust minimierbar ist.The ink jet head according to the invention has an ink chamber inside several bulging bulges. The dent is a component that bulged out by applying a given compression load becomes. The fact that one of the bulges in the ink chamber is attached so that it extends over an ink supply port, through the fresh ink can be fed from a storage tank, the bulge of the Beu Element in the ink chamber does not exert pressure over the inks Relax the guide opening, which minimizes pressure loss.

Bei diesem Tintenstrahlkopf sind mehrere sich ausbeulende Körper im Innen raum zwischen einem Satz aus einer Tintenausstoßöffnung und einer Tinten zuführöffnung vorhanden. An jedem der sich ausbeulenden Körper wird in dessen Längsrichtung durch eine Ausbeuleinheit eine Kompressionskraft an gelegt, woraufhin die Beulkörper in Richtung ihrer Dicke ausbeulen. Das heißt, daß dann, wenn mehrere Beulkörper ausgebeult werden, das Ausmaß der Auslenkung der mehreren Beulkörper in ihrer Längsrichtung in eine sol che in ihrer Dickenrichtung umgesetzt wird. Bei einem derartigen Ausbeulen der mehreren sich ausbeulenden Körper, wie vorste hend genannt, kann selbst dann, wenn das Ausmaß der Auslen kung in ihrer Längsrichtung klein ist, dieses kleine Ausmaß der Auslenkung in eine große Auslenkung in Richtung ihrer Dicke umgesetzt werden. Demgemäß kann das Ausüben hohen Drucks auf Tinte, die den Innenraum einer Kammer ausfüllt, dadurch erzielt werden, daß mehrere sich ausbeulende Körper angeordnet werden, wie vorstehend genannt. Im Ergebnis kann ein hoher Tintenausstoßdruck erzeugt werden. Es ist zu be achten, daß eine Verringerung der Größe eines sich ausbeu lenden Körpers erzielt werden kann, da selbst dann, wenn dessen Größe klein ist, eine große, vom Ausbeulvorgang her rührende Auslenkung erzielt werden kann. Ferner können meh rere sich ausbeulende Körper dadurch ausgebeult werden, daß lediglich beide Enden der mehreren sich ausbeulenden Körper fixiert werden. So wird der sich ausbeulende Körper relativ einfach. Demgemäß kann die Größe dieses sich ausbeulenden Körpers leicht verringert werden. Im Ergebnis kann ein Tin tenstrahlkopf geschaffen werden, der hohen Tintenausstoß druck erzeugen kann, während seine Größe klein ist.This ink jet head has several bulging bodies inside space between a set of an ink ejection port and an ink feed opening available. On each of the bulging bodies is in its longitudinal direction by a bulge unit to a compression force placed, whereupon the bulges bulge in the direction of their thickness. The means that if several bulges are bulged, the extent the deflection of the plurality of bulges in their longitudinal direction in a sol che is implemented in their thickness direction. With such a Bulging the multiple bulging bodies as before called hend, even if the extent of the Auslen kung in its longitudinal direction is small, this small extent the deflection into a large deflection towards their Thickness can be implemented. Accordingly, the exercise can be high Printing on ink that fills the interior of a chamber, can be achieved in that several bulging bodies can be arranged as mentioned above. As a result, can high ink ejection pressure can be generated. It is to be make sure that a reduction in the size of one ling body can be achieved even if the size of which is small, a large one, from the bulging process touching deflection can be achieved. Furthermore, meh bulging bodies are bulged out by the fact that only both ends of the multiple bulging bodies be fixed. So the bulging body becomes relative simple. Accordingly, the size of this can bulge Body can be reduced slightly. As a result, a tin inkjet head can be created, the high ink output can generate pressure while its size is small.

Die Merkmale der Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wer den aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den bei gefügten Zeichnungen deutlicher.The features of the invention and other advantageous embodiments who from the following detailed description in conjunction with the at added drawings more clearly.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht durch einen Tintenstrahlkopf gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung. Fig. 1 is a sectional view through an ink jet head according to an exemplary embodiment from the invention.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die einen Betriebszustand des in Fig. 1 darge stellten Tintenstrahlkopfs veranschaulicht. Fig. 2 is a sectional view illustrating an operating state of the ink jet head shown in Fig. 1 Darge.

Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen integrierten Tintenstrahlkopfs zeigt. Fig. 3 is an exploded perspective view showing an embodiment of an integrated ink jet head according to the present invention.

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine Anordnung eines Ab standshalters und sich ausbeulender Körper in Fig. 3. Fig. 4 is a plan view of an arrangement of a spacer and bulging body in Fig. 3rd

Fig. 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in Fig. 4. FIG. 5 is a sectional view taken along line XX in FIG. 4.

Fig. 6 bis 10 sind Schnittansichten, die Schritt für Schritt ein Herstellverfahren für eine Kammer gemäß der Erfindung veranschaulichen. FIGS. 6 to 10 are sectional views according to illustrate the step by step a method of manufacturing a chamber of the invention.

Fig. 11A ist eine Seitenansicht, die einen Tintenstrahlkopf gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. FIG. 11A is a side view showing an ink jet head according to an embodiment of the invention.

Fig. 11B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 11A. FIG. 11B is a sectional view along line BB in FIG. 11A.

Fig. 12 ist eine Schnittansicht, die einen Tintenstrahlkopf gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung zeigt. Fig. 12 is a sectional view showing an ink jet head according to an exemplary embodiment of the invention.

Zu den Ausführungsbeispielen der Erfindung gehören zwei Typen von Tinten strahlköpfen, das heißt einerseits ein Typ mit einer einzelnen Tintenausstoß öffnung und mehreren sich ausbeulenden Körpern, und andererseits ein Typ mit mehreren Tintenausstoßöffnungen und mehreren sich ausbeulenden Kör pern. Hierzu werden Beispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnun gen beschrieben.The embodiments of the invention include two types of inks jet heads, that is, on the one hand, a type with a single ink output opening and several bulging bodies, and on the other hand a type with multiple ink ejection orifices and multiple bulging bodies pern. Here are examples in connection with the attached drawings gene described.

Der in Fig. 1 dargestellte Tintenstrahlkopf 10 ist wie folgt aufgebaut. Zwei sich ausbeulende Körper 1 und 1 sind an der Innenseite einer Kammer 5 mit tels dazwischenliegenden Befestigungsteilen 3 und 3 befestigt. Eine Tinten ausstoßöfnung 5a und eine Tintenzuführöffnung 5b sind an der Kammer 5 ausgebildet. Die zwei sich ausbeulenden Körper 1 und 1 sind über einen Schalter an einem Ende mit einer Spannungsversorgung 9 verbunden, und sie sind am anderen Ende geerdet. Die Tintenausstoßöffnung 5a ist in einer Wand der Kammer 5 ausgebildet, die in der Richtung rechtwinklig zur Ausbeulrich tung der sich ausbeulenden Körper 1 und 1 liegt (Richtung, in der sich die sich ausbeulenden Körper ausbeulen). Genauer gesagt, beinhaltet die Kammer 5 einen ersten und einen zweiten Innenflächenabschnitt, die einander zuge wandt sind und an denen die zwei sich ausbeulenden Körper 1 und 1 einander gegenüberstehend befestigt sind. Außerdem verfügt die Kammer 5 über einen dritten Innenseitenabschnitt, der sich von den Umfangskantenabschnitten des ersten und des zweiten Innenflächenabschnitts in derjenigen Richtung er streckt, in der die sich ausbeulenden Körper 1 und 1 ausbeulen, und er ver bindet den ersten und den zweiten Innenflächenabschnitt, die einander gegen überstehen, miteinander. In diesem dritten Innenflächenabschnitt ist die Tintenausstoßöffnung 5a ausgebildet. Eine Tintenzuführöffnung 5b ist entgegengesetzt zu derjenigen Richtung angeordnet, in der sich der sich ausbeulende Körper 1 verformt (entgegengesetzt zur Richtung, in der sich der sich ausbeulende Körper 1 ausbeult; das heißt hinter dem sich aus beulenden Körper 1). Der sich ausbeulende Körper 1 ist mittels eines Befe stigungsteils 3 an derselben Innenfläche befestigt, in der die Tintenzu führöffnung 5b vorhanden ist, und die Befestigungsteile 3 liegen so, daß sie die Tintenzuführöffnung 5b zwischen sich einbetten. Dadurch er streckt sich der sich ausbeulende Körper 1 über die Tintenzuführöffnung 5b. Der sich ausbeulende Körper 1, der mittels der Befestigungsteile 3 wie vorstehend beschrieben befestigt ist, beult sich in derjenigen Richtung aus, die von der Innenwand wegzeigt, an der er befestigt ist, das heißt in der Richtung von der Tintenzuführöffnung 5b weg. So kann verhindert werden, daß der durch die Verformung des sich ausbeulenden Körpers 1 auf die Tinte 100 ausgeübte Druck zu einem Auslecken von Tinte aus der Tintenzuführöffnung 5b führt. Demgemäß können Energieverluste beim Tintenausstoß verringert werden, was bedeutet, daß Tinte wirkungsvoller ausgestoßen werden kann. The ink jet head 10 shown in Fig. 1 is constructed as follows. Two bulging bodies 1 and 1 are fastened to the inside of a chamber 5 by means of fastening parts 3 and 3 lying between them. An ink discharge opening 5 a and an ink supply opening 5 b are formed on the chamber 5 . The two bulging bodies 1 and 1 are connected to a power supply 9 via a switch at one end and are grounded at the other end. The ink discharge port 5 a is formed in a wall of the chamber 5 which is in the direction perpendicular to the bulge direction of the bulging bodies 1 and 1 (direction in which the bulging bodies bulge). More specifically, the chamber 5 includes first and second inner surface portions which face each other and to which the two bulging bodies 1 and 1 are fixed to face each other. In addition, the chamber 5 has a third inner side portion extending from the peripheral edge portions of the first and second inner surface portions in the direction in which the bulging bodies 1 and 1 bulge, and it connects the first and second inner surface portions face each other, with each other. In this third inner surface portion, the ink discharge opening 5 a is formed. An ink supply opening 5 b is arranged opposite to the direction in which the bulging body 1 deforms (opposite to the direction in which the bulging body 1 bulges; that is, behind the bulging body 1 ). Which bulging body 1 is fixed by means of a BEFE stigungsteils 3 on the same inner surface, in which the Tintenzu passage opening 5 is present b, and the fastening members 3 are located so as to be b the ink supply port 5 embed between them. As a result, he stretches the bulging body 1 over the ink supply opening 5 b. The bulging body 1 , which is fastened by means of the fastening parts 3 as described above, bulges in the direction that points away from the inner wall to which it is fastened, that is, in the direction away from the ink supply opening 5 b. Thus, it can be prevented that the pressure exerted by the deformation of the bulging body 1 to the ink 100 b leads to a leakage of ink from the ink supply port. 5 Accordingly, energy loss in ink ejection can be reduced, which means that ink can be ejected more effectively.

Vorzugsweise bestehen die zwei sich ausbeulenden Körper 1 und 1 aus leitendem Material, das elastisch verformt werden kann. Genauer gesagt, bestehen die sich ausbeulenden Körper 1 und 1 aus einem Material wie Metall oder dergleichen. Aus serdem haben die zwei sich ausbeulenden Körper 1 und 1 vor zugsweise die Form eines Bands. Ein Paar Elektroden 1a und 1b zum Zuführen von Strom sind an den beiden Enden der je weiligen sich ausbeulenden Körper 1 und 1 vorhanden. Eine Elektrode 1a kann über einen Schalter mit einer Spannungs versorgung 9 verbunden werden. Das heißt, daß durch Öffnen oder Schließen des Schalters bestimmt werden kann, ob die eine Elektrode 1a und die Spannungsversorgung 9 miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. Die andere Elek trode 1b ist geerdet.Preferably, the two bulging bodies 1 and 1 consist of conductive material that can be elastically deformed. More specifically, the bulging bodies 1 and 1 are made of a material such as metal or the like. In addition, the two bulging bodies 1 and 1 preferably have the shape of a band. A pair of electrodes 1 a and 1 b for supplying current are present at the two ends of the respective bulging bodies 1 and 1 . An electrode 1 a can be connected to a voltage supply 9 via a switch. This means that it can be determined by opening or closing the switch whether the one electrode 1 a and the voltage supply 9 are connected or disconnected from each other. The other electrode 1 b is grounded.

Im Betrieb des Tintenstrahlkopfs 10 des ersten Ausführungs beispiels wird zunächst Tinte 100 von der Tintenzuführöff nung 5b zugeführt. So wird ein Behälter mit Tinte 100 ge füllt und die zwei sich ausbeulenden Körper 1 und 1 werden in Tinte 100 eingetaucht.In operation of the ink jet head 10 of the first example of execution is first ink supplied b 100 from the Tintenzuführöff voltage. 5 Thus, a container is filled with ink 100 and the two bulging bodies 1 and 1 are immersed in ink 100 .

Wenn in diesem Zustand der Schalter geschlossen wird, fließt Strom durch die sich ausbeulenden Körper 1 und 1, und diese werden durch die mittels des Widerstands der Körper erzeug te Wärme erwärmt, wodurch sie sich thermisch ausdehnen.When the switch is closed in this state, current flows through the bulging bodies 1 and 1 , and these are heated by the heat generated by the resistance of the bodies, thereby thermally expanding.

Da jedoch, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, die jeweiligen beiden Enden der sich ausbeulenden Körper 1 und 1 mittels der Befestigungs teile 3 und 3 an der Kammer 5 befestigt sind, können sie durch die Expansion nicht verformt werden. Demgemäß wirkt auf beide sich ausbeulende Körper 1 und 1 von ihren beiden Längsenden her eine Kompressionskraft P₁ in der durch einen Pfeil F₁ veranschaulichten Richtung, wodurch elastische Energie eingespeichert wird. Wenn diese Kompressionskraft P₁ die Ausbeulbelastung der zwei sich ausbeulenden Körper 1 und 1 übersteigt, werden diese auf sol che Weise ausgebeult, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.However, since, as shown in Fig. 1, the respective two ends of the bulging body 1 and 1 by means of the fastening parts 3 and 3 are attached to the chamber 5 , they can not be deformed by the expansion. Accordingly, a compression force P ₁ acts on both bulging bodies 1 and 1 from their two longitudinal ends in the direction illustrated by an arrow F ₁ , as a result of which elastic energy is stored. If this compression force P ₁ exceeds the bulging load of the two bulging bodies 1 and 1 , they are bulged out in such a manner, as shown in FIG. 2.

Wenn die zwei sich ausbeulenden Körper 1 und 1 gemäß Fig. 2 ausgebeult sind, wirkt Druck auf die Tinte 100, die den Innenraum der Kammer 5 aus füllt. Da zwei sich ausbeulende Körper 1 und 1 einander gegenüberstehend vorhanden sind, kann Druck wirkungsvoll auf die Tinte 100 ausgeübt werden. Dieser auf die Tinte 100 ausgeübte Druck pflanzt sich durch diese fort, wo durch Tinte aus der Tintenausstoßöffnung 5a aus dem Tintenstrahlkopf 10 herausgedrückt wird. So wird ein Tintentröpfchen 100a vom Tintenstrahlkopf 10 nach außen ausgestoßen. Dabei kann das Tintentröpfchen 100a wirkungs voller ausgestoßen werden, wenn die Tintenausstoßöffnung 5a in derjenigen Wand (dem dritten Innenflächenabschnitt) vorhanden ist, die die Umfangskan tenabschnitte der zwei Innenflächenabschnitte miteinander verbindet, an de nen die sich ausbeulenden Körper 1 und 1 ausgebildet sind. Darüber hinaus kann sich auf die Tinte 100 ausgeübter Druck wirkungvoller zur Tintenaus stoßöffnung 5a ausbreiten, wenn zwei sich ausbeulende Körper 1 und 1 so vorhanden sind, daß sie gleich weit von der Tintenausstoßöffnung 5a entfernt sind. Demgemäß kann ein Tintentröpfchen 100a wirkungsvoller ausgestoßen werden. In dieser Hinsicht gilt dasselbe für die anderen Ausführungsbeispiele, die noch beschrieben werden. Mittels des wie vorstehend beschrieben ausge stoßenen Tintentröpfchens 100a wird ein Druckvorgang auf der Oberfläche ei nes Blatts ausgeführt.If the two bulging bodies 1 and 1 are bulged according to FIG. 2, pressure acts on the ink 100 , which fills the interior of the chamber 5 . Since there are two bulging bodies 1 and 1 facing each other, pressure can be effectively applied to the ink 100 . This pressure exerted on the ink 100 propagates through it, where ink is forced out of the ink jet head 10 from the ink ejection opening 5 a. An ink droplet 100 a is ejected outward from the ink jet head 10 . The ink droplet 100 a can be ejected more effectively if the ink ejection opening 5 a is present in that wall (the third inner surface section) which connects the peripheral edge sections of the two inner surface sections to one another, on which the bulging bodies 1 and 1 are formed. In addition, spread on the ink 100 applied pressure effective shock opening for Tintenaus 5 a, when two bulging body 1 and 1 are provided so that a distance they are equidistant from the ink ejection port. 5 Accordingly, an ink droplet 100 a can be ejected more effectively. In this regard, the same applies to the other embodiments that will be described. By means of the ejected ink droplet 100 a as described above, a printing operation is carried out on the surface of a sheet.

Wie in den Fig. 3 bis 5 dargestellt, verfügt ein erfindungsgemäßer inte grierter Tintenstrahlkopf 20 über einen Tintenkammerdeckel 12, einen Ab standshalter 14 sowie Kammern 15a und 15b.As shown in FIGS. 3 to 5, has an inventive inte grated ink jet head 20 via an ink chamber lid 12, a From spacers 14 and chambers 15 a and 15 b.

Der Abstandshalter 14 besteht z. B. aus einer Platte aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 10 bis 50 µm. In ihm sind mehrere durch ihn hindurchgehen de Öffnungen 14a enthalten, die eine Druckkammer und eine Tintenausstoß öffnung bilden. Diese Öffnungen 14a werden z. B. durch einen Stanzprozeß hergestellt.The spacer 14 is, for. B. from a stainless steel plate with a thickness of 10 to 50 microns. In it are several openings 14 a passing through it, which form a pressure chamber and an ink ejection opening. These openings 14 a z. B. produced by a stamping process.

Die Kammer 15a verfügt über ein Substrat 16, einen sich ausbeulenden Kör per 11 und Befestigungsteile 13. Das Substrat 16 besteht aus einkristallinem Silizium mit einer (100)-Fläche als Hauptebene. Im Substrat 16 ist eine dieses durchsetzende, sich verjüngende Aussparung 16a vorhanden. Darüber hinaus ist ein sich ausbeulender Körper 11 mittels eines eingefügten Befestigungs teils 13 an einer Fläche des Substrats 16 befestigt. Der sich ausbeulende Kör per 11 ist so geformt, daß er die Form eines Kammzahns aufweist, und eine Betriebselektrode 11a und eine Sammelelektrode 11b zum Anschließen einer externen Spannungsversorgung führen von jedem sich ausbeulenden Körper 11 weg. Die Betriebselektrode 11a und die Sammelelektrode 11b sind mittels des Befestigungsteils 13 am Substrat 16 befestigt. Jede Betriebselektrode 11a ist über einen Schalter mit einer Spannungsversorgung 19 verbunden, durch den die Spannungsversorgung 19 mit der Betriebselektrode 11a verbunden oder von dieser getrennt werden kann.The chamber 15 a has a substrate 16 , a bulging Kör by 11 and fasteners 13th The substrate 16 consists of single-crystal silicon with a ( 100 ) surface as the main plane. In the substrate 16 there is a penetrating, tapering recess 16 a. In addition, a bulging body 11 is fastened by means of an inserted fastening part 13 to a surface of the substrate 16 . Which bulging Kör via 11 is formed so that it has the shape of a comb tooth, and an operating electrode 11 a and a bus electrode 11 b for connecting an external power supply lead from each bulging body 11 away. The operating electrode 11 a and the collecting electrode 11 b are fastened to the substrate 16 by means of the fastening part 13 . Each operating electrode 11 a is connected via a switch to a voltage supply 19 , through which the voltage supply 19 can be connected to or separated from the operating electrode 11 a.

Die Kammer 15b ist ähnlich aufgebaut wie die Kammer 15a, mit der Ausnah me, daß im Substrat 16 keine sich verjüngende Aussparung 16a ausgebildet ist. Ein sich ausbeulender Körper 11 ist ebenfalls mittels eines eingefügten Befestigungsteils 13 an der Kammer 15b befestigt.The chamber 15 b is constructed similarly to the chamber 15 a, with the exception that no tapering recess 16 a is formed in the substrate 16 . A bulging body 11 is also attached to the chamber 15 b by means of an inserted fastening part 13 .

An der Oberfläche des Tintenkammerdeckels 12 ist eine Aussparung 12a mit vorgegebener Tiefe ausgebildet, die über einen Tintenzuführpfad 12b verfügt, der zu einem Seitenendabschnitt des Tintenkammerdeckels 12 führt.On the surface of the ink chamber cover 12 , a recess 12 a is formed with a predetermined depth, which has an ink supply path 12 b, which leads to a side end portion of the ink chamber cover 12 .

Die vorstehend genannten Kammern 15a und 15b sind z. B. mittels eines nichtleitenden Epoxidklebers mit dem zwischengefügten Abstandshalter 14 miteinander verbunden. So bildet jede Öffnung 14a einen Raum (eine Druck kammer), in der Druck mittels eines sich ausbeulenden Körpers 11 auf die in ihm enthaltene Tinte 100 ausgeübt wird, und es ist eine Tintenausstoßöff nung vorhanden.The above-mentioned chambers 15 a and 15 b are, for. B. connected to each other by means of a non-conductive epoxy adhesive with the spacer 14 interposed. So each opening 14 a forms a space (a pressure chamber) in which pressure is exerted by means of a bulging body 11 on the ink 100 contained therein, and there is an ink ejection opening.

Der Tintenkammerdeckel 12 ist z. B. mittels Epoxidklebers an der Kammer 15a befestigt. So bilden die in der Kammer 15a ausgebildete sich verjüngende Aussparung 16a und die im Tintenkammerdeckel 12 ausgebildete Aussparung 12a eine Tintenkammer 18. Der Tintenzuführpfad 12b ist so ausgebildet, daß er einen Anschluß zur Tintenkammer 18 hat und nach außen führt. Tinte 100 wird von einem extern vorhandenen Tintenvorratsbehälter durch den Tinten zuführpfad 12b zur Tintenkammer 18 geführt.The ink chamber cover 12 is e.g. B. attached to the chamber 15 a by means of epoxy adhesive. Thus, the tapered recess 16 a formed in the chamber 15 a and the recess 12 a formed in the ink chamber cover 12 form an ink chamber 18 . The ink supply path 12 b is formed so that it has a connection to the ink chamber 18 and leads to the outside. Ink 100 is fed from an external ink reservoir through the ink supply path 12 b to the ink chamber 18 .

Da jedes der vorstehend genannten Elemente so liegt, wie es vorstehend be schrieben wurde, ist durch die Tintenkammer 18 und die Öffnungen 14a eine Reihe von Räumen gebildet. Tinte 100 kann durch den Tintenzuführpfad 12b von außen in die Tintenkammer 18 geführt werden, und sie kann aus den Öff nungen 14a durch die Tintenausstoßöffnung nach außen ausgestoßen werden. Die Tinte 100 wird durch das Paar sich ausbeulender Körper 11 und 11, die vertikal angeordnet sind, unter Druck gesetzt. Obwohl die Darstellung in Fig. 5 dergestalt ist, daß der Raum zwischen den Kammern 15a und 15b offen ist, ist tatsächlich das meiste des Raums abgedichtet. Darüber hinaus ist in Fig. 5 eine Tintenausstoßöffnung an einem Ende jeder Öffnung 14a des Abstands halters 14 vorhanden.Since each of the above elements is as described above, be through the ink chamber 18 and the openings 14 a is a series of rooms. Ink 100 can be fed through the ink supply path 12 b from the outside into the ink chamber 18 , and it can be ejected out of the openings 14 a through the ink ejection opening to the outside. The ink 100 is pressurized by the pair of bulging bodies 11 and 11 arranged vertically. Although the illustration in Fig. 5 is such that the space between the chambers 15 a and 15 b is open, the space is actually the most sealed. In addition, in Fig. 5, an ink discharge port at one end of each opening 14 a of the spacer 14 is present.

Bei dem in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ein fachheit halber ein Kopf mit mehreren Düsen mit vier Paaren von sich aus beulenden Körpern 11, die vertikal angeordnet sind, beschrieben. Jedoch ist die Anzahl sich ausbeulender Körper 11 nicht hierauf beschränkt, sondern sie kann beliebig gewählt werden.In the embodiment shown in FIGS . 3 to 5, for the sake of simplicity, a head with a plurality of nozzles with four pairs of bulging bodies 11 , which are arranged vertically, is described. However, the number of bulging bodies 11 is not limited to this, but can be chosen as desired.

In Verbindung mit den Fig. 6 bis 10 wird nun ein Beispiel für ein Herstell verfahren für die Kammer 15a beschrieben. Es ist zu beachten, daß das fol gende eine Beschreibung für das Herstellverfahren einer Kammer 15a ist, wie sie in einem integrierten Tintenstrahlkopf verwendet wird.In connection with FIGS. 6 to 10, an example of a manufacturing method for the chamber 15 a will now be described. It should be noted that the fol constricting a description of the manufacturing process of a chamber 15 a is, as it is used in an integrated ink jet head.

Zunächst wird, wie es in Fig. 6 veranschaulicht ist, ein Substrat 16 bereitge stellt, das aus einkristallinem Silizium mit einer (100)-Fläche als Hauptebene besteht. An der Ober- und der Unterseite wird eine Siliziumoxid(SiO₂)-Schicht 17 mit 6 bis 8% Phosphor (P) (nachfolgend als PSG-Schicht be zeichnet) mittels einer LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)-Vorrichtung mit einer Dicke von z. B. 2 µm ab geschieden. Diese PSG-Schicht 17 dient bei einem späteren Schritt als Befestigungsteil 13.First, as illustrated in FIG. 6, there is provided a substrate 16 made of single crystal silicon with a ( 100 ) face as the main plane. A silicon oxide (SiO ₂ ) layer 17 with 6 to 8% phosphorus (P) (hereinafter referred to as PSG layer) is formed on the top and bottom by means of a LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) device with a thickness from Z. B. 2 µm from divorced. This PSG layer 17 serves as a fastening part 13 in a later step.

Danach wird, wie in Fig. 7 dargestellt, eine Nickel(Ni)- Schicht 18 mit einer Dicke von 6 µm durch z. B. ein elektro lytisches Plattierverfahren auf der Oberseite des Substrats 16 abgeschieden. Diese Nickelschicht 18 wird später ein sich ausbeulender Körper.Then, as shown in Fig. 7, a nickel (Ni) layer 18 with a thickness of 6 microns by z. B. an electro lytic plating process deposited on the top of the substrate 16 . This nickel layer 18 later becomes a bulging body.

Dann wird, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, die Ni-Schicht 18 geätzt und so gemustert, daß vorgegebene Form aufweist.Then, as shown in Fig. 8, the Ni layer 18 is etched and patterned to have a predetermined shape.

Dann wird, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, die PSG-Schicht 17 an der Unterseite des Substrats 16 gemustert. Das Sili ziumsubstrat 16 wird mit Kaliumhydroxid (KOH), das ein ani sotropes Ätzmittel ist, unter Verwendung dieser gemusterten PSG-Schicht 17 als Maske geätzt. Durch diesen Ätzvorgang wird die sich verjüngende Aussparung 16a, die das Silizium substrat 16 durchsetzt, hergestellt. Schließlich werden, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, die PSG-Schicht 17 an der Un terseite des Siliziumsubstrats 16, wie auch ein Teil der PSG-Schicht 17 an der Oberseite des Substrats 16 durch Ätzen entfernt. So wird das Befestigungsteil 13 ausgebildet, und es wird eine Kammer 15a mit gewünschter Struktur erhalten. Then, as shown in FIG. 9, the PSG layer 17 is patterned on the underside of the substrate 16 . The silicon substrate 16 is etched with potassium hydroxide (KOH), which is an anisotropic etchant, using this patterned PSG layer 17 as a mask. Through this etching process, the tapering recess 16 a, which passes through the silicon substrate 16 , is produced. Finally, as shown in FIG. 10, the PSG layer 17 on the underside of the silicon substrate 16 , as well as a part of the PSG layer 17 on the top of the substrate 16, are removed by etching. So the fastening part 13 is formed, and there is obtained a chamber 15 a with the desired structure.

Fig. 11A ist eine Seitenansicht, die eine andere Modifizie rung des in Fig. 1 dargestellten Tintenstrahlkopfs zeigt. Fig. 11B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 11A. Gemäß den Fig. 11A und 11B unterscheidet sich bei dieser Modifizierung die Position einer Tintenausstoßöffnung 5a von derjenigen beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungs beispiel. Das heißt, daß die Tintenausstoßöffnung 5a bei dieser Modifizierung an einer Position vorhanden ist, die in bezug auf die Mitte der Kammer 5 einer Rotation um 90° in bezug auf die Position in Fig. 1 entspricht. In diesem Fall wird beinahe dieselbe Wirkung wie im Fall von Fig. 1 er zielt. Wie vorstehend beschrieben, kann die Tintenausstoß öffnung 5a an verschiedenen Stellen in der Wand der Kammer 5 vorhanden sein. So ist der Freiheitsgrad bei der Konstruk tion erhöht. Jedoch ist es bevorzugt, wenn die Tintenaus stoßöffnung 5a durch eine Innenwand geht, die ein Paar ein ander gegenüberstehender Innenwände verbindet, an denen je weilige sich ausbeulende Körper 1 befestigt sind, wie in den Fig. 11A und 11B dargestellt. Es ist bevorzugter, wenn die Tintenausstoßöffnung 5a so liegt, daß sie gleich weit von den mehreren sich ausbeulenden Körpern 1 entfernt ist. So kann Tinte 100 wirkungsvoller ausgestoßen werden. Fig. 11A is a side view showing another modification of the ink jet head shown in Fig. 1. FIG. 11B is a sectional view along line BB in FIG. 11A. Referring to FIGS. 11A and 11B, the position is different in this modification of an ink discharge port 5a from that shown in in Fig. 1 for execution. That is, the ink discharge port 5a in this modification is provided at a position corresponding to a rotation of 90 ° in relation to the position in FIG. 1 corresponds with respect to the center of the chamber 5. In this case, almost the same effect as in the case of Fig. 1 is aimed. As described above, the ink discharge opening 5 a may be present at various locations in the wall of the chamber 5 . This increases the degree of freedom in the design. However, it is preferred if the Tintenaus shock opening 5 a by an inner wall is that connects a pair of one other opposing inner walls on which eg large to bulging body 1 are fixed, as shown in FIGS. 11A and 11B. It is more preferred if the ink discharge opening 5 a is such that it is equidistant from the plurality of bulging bodies 1 . In this way, ink 100 can be ejected more effectively.

Fig. 12 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Tin tenstrahlkopf gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Wie in Fig. 12 dargestellt, ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein relativ langer sich ausbeulender Körper 11 an einer Fläche eines Paars sich gegenüberstehen der Innenflächen einer Kammer 5 mittels eingefügter Befesti gungsteile 3 befestigt, und ein Paar relativ kurzer sich ausbeulender Körper 11-1 und 11-1 ist an der anderen Innen fläche mittels eingefügter Befestigungsteile 3 so befestigt, daß sie voneinander beabstandet sind. Eine Tintenausstoßöff nung 5a ist zwischen dem Paar relativ kurzer sich ausbeulen der Körper 11-1 und 11-1 vorhanden. Da die Tintenausstoßöff nung 5a zwischen dem Paar sich ausbeulender Körper 11-1 und 11-1 vorhanden ist, wie vorstehend genannt, kann Druck, wie er mittels des Paars sich ausbeulender Körper 11-1 und 11-1 wie auch durch den relativ langen sich ausbeulenden Körper 11 auf die Tinte 100 ausgeübt wird, wirkungsvoll aus der Tintenausstoßöffnung 5a ausgegeben werden. Es ist zu beach ten, daß jeder der sich ausbeulenden Körper 1, 11-1 und 11-1 über einen Schalter mit der Spannungsversorgung 9 verbunden ist. Fig. 12 is a schematic sectional view showing an ink jet head according to another embodiment of the invention. As shown in FIG. 12, in this embodiment, a relatively long bulging body 11 is attached to a surface of a pair facing the inner surfaces of a chamber 5 by means of inserted fastening parts 3 , and a pair of relatively short bulging bodies 11-1 and 11 -1 is attached to the other inner surface by means of inserted fasteners 3 so that they are spaced apart. An ink ejection opening 5 a is present between the pair of relatively short bulge bodies 11-1 and 11-1 . Since the voltage Tintenausstoßöff 5 is a ausbeulender body is present between the pair 11-1 and 11-1, as mentioned above, can pressure as means of the pair is ausbeulender body relatively long and by the 11-1 and 11-1 bulging body 11 is applied to the ink 100, can be effectively output from the ink discharge port 5 a. It should be noted that each of the bulging bodies 1 , 11-1 and 11-1 is connected to the power supply 9 via a switch.

Wie im Fall der oben genannten Modifizierung kann beim vor liegenden Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahlkopfs 10 die Tintenausstoßöffnung 5a an einer beliebigen Fläche der Kam mer vorhanden sein. Demgemäß kann der Tintenstrahlkopf auf flexible Weise konstruiert werden. As in the case of the above modification, an ink jet head, the ink discharge opening may be a 5 mer present on any surface of the Kam when lying before execution Example 10. Fig. Accordingly, the ink jet head can be constructed in a flexible manner.

Wie es beschrieben wurde, kann gemäß der Erfindung hoher Tintenausstoßdruck erzeugt werden, während die Größe eines Tintenstrahlkopfs klein bleibt, da mehrere sich ausbeulende Körper wirkungsvoll an einer beliebigen Fläche einer Kammer positioniert werden. Darüber hinaus ist eine Tintenzuführ öffnung hinter einem sich ausbeulenden Körper angeordnet (entgegengesetzt zur Richtung, in der sich ein sich ausbeu lender Körper ausbeult), wodurch wirkungsvoll verhindert werden kann, daß der auf die Tinte ausgeübte Druck sich da durch abbaut, daß Tinte aus einer Tintenzuführöffnung aus leckt. So können Energieverluste beim Tintenausstoß verrin gert werden und Tinte kann wirkungsvoll ausgestoßen werden. Ferner kann gemäß der Erfindung eine Tintenausstoßöffnung an einer beliebigen Fläche einer Kammer vorhanden sein. So ist der Freiheitsgrad bei der Konstruktion erhöht. Außerdem müssen, wenn mehrere Tintenausstoßöffnungen in einer einzel nen Kammer enthalten sind und sich ausbeulende Körper, die den jeweiligen Tintenausstoßöffnungen zugeordnet sind, unab hängig voneinander betrieben werden, die Tintenausstoßöff nungen nicht voneinander durch Trennwände getrennt sein. So kann der gegenseitige Abstand der Tintenausstoßöffnungen verringert werden, was zu einer Verbesserung der Auflösung führt.As has been described, according to the invention can be higher Ink ejection printing can be generated while the size of a Inkjet head remains small because of several bulging Body effectively on any surface of a chamber be positioned. There is also an ink supply opening arranged behind a bulging body (opposite to the direction in which one is bowing bulging body), which effectively prevents that the pressure on the ink is there by breaking down ink from an ink supply port licks. In this way, energy losses in ink ejection can be reduced and ink can be ejected effectively. Furthermore, according to the invention, an ink discharge port be present on any surface of a chamber. So the degree of freedom in construction is increased. Moreover if there are multiple ink ejection ports in a single NEN chamber are included and bulging bodies that are assigned to the respective ink discharge ports, independent operated independently of one another, the ink ejection opening not be separated from each other by partitions. So the mutual distance of the ink ejection orifices be reduced, resulting in an improvement in resolution leads.

Claims

1. ink jet head for ejecting ink ( 100 ) from at least one ink ejection opening ( 5 a) an ink chamber ( 5 ) with

- A first and a second inner surface section of the ink chamber ( 5 ) opposite this, which are connected at one end by a third inner surface section extending perpendicularly to their longitudinal extension, the first inner surface section having an ink supply opening ( 5 b),
- A Beuleinrich device attached in the ink chamber ( 5 ), due to the compressive force acting in the longitudinal direction,

characterized in that

- An ink ejection opening ( 5 a) associated with the first bulge ( 1 ) of the buckling device with a fastening part ( 3 ) on the first inner surface section at a distance un directly adjacent to the first inner surface section so that it extends over the ink supply opening ( 5 b) , and that
- At least one of the same ink discharge opening ( 5 a) assigned second bulge ( 1 ) of the buckling device with a fastening part ( 3 ) on the second inner surface section at a distance immediately adjacent to the second inner surface section is fastened.

2. Ink jet head according to claim 1, characterized in that the first and the second bulge ( 1 ) are facing each other and are connected on their sides facing away from one another with the fastening parts ( 3 ).

3. Ink jet head according to one of claims 1 or 2, characterized in that the ink ejection opening ( 5 a) is in the third inner surface portion.

4. Ink jet head according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ink discharge opening ( 5 a) is arranged equidistant from the first and second bulge ( 1 ).

5. An ink jet head according to claim 1, characterized in that apart from the second Beul body (1), a third Beulkörper is disposed (1) at a distance from the second Beulkörper (1) on the second inner surface portion, wherein the second and the third Beulkörper (1) the first bulge ( 1 ) facing and are each shorter than the first bulge ( 2 ), and wherein the ink ejection opening ( 5 a) in the second interior surface section between the second and the third bulge by ( 1 ).

6. Ink jet head according to one of claims 1 to 5, characterized in that

- Each bulge ( 1 ) has at its one end a first electrode ( 1 a) and at its other end a second electrode ( 1 b),
- A voltage supply ( 9 ) which can be connected to the first electrode ( 1 a) via a switch is provided,
- A device connected to the second electrode ( 1 b) is provided.

7. inkjet head according to claim 1, characterized in that between the bulges ( 1 ) of the ink chamber ( 5 ) partitions are missing.

8. ink jet head according to claim 1, characterized in that a plurality of ink ejection openings ( 5 a) are present and one or more bulges ( 1 ) of the ink chamber ( 5 ) in order to the respective ink ejection openings ( 5 a) work.