DE69735150T2

DE69735150T2 - Substrat für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einem solchen Substrat, Verfahren zum Ansteuern eines solchen Substrates, Tintenstrahlkopfkartusche und Flüssigkeitsausstossapparat

Info

Publication number: DE69735150T2
Application number: DE69735150T
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Ohta-ku Komuro
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: US6409315B2; JPH1044416A; US20010052916A1; EP1481805B1; EP0822079B1; DE69735150D1; EP0822079A3; EP0822079A2; EP1481805A3; EP1481805A2; DE69740046D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Substrat zur Verwendung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, welche Tröpfchen durch Ausstoßen von Flüssigkeit aus Öffnungen erzeugt. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen ein derartiges Substrat verwendenden Kopf.
Unter Bezugnahme auf einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf dieser Art besteht ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, wie beispielsweise in der Beschreibung der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 54-51837 offenbart, darin, zu bewirken, dass thermische Energie auf Flüssigkeit wirkt, um die Energiequelle zum Ausstoßen von Flüssigkeit zu erlangen. Dies ist der charakteristische Aspekt des Verfahrens, welches sich von den anderen Typen von Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren unterscheidet. Mit anderen Worten wird bei dem Aufzeichnungsverfahren, welches in der Beschreibung der zuvor beschriebenen offengelegten Anmeldung offenbart ist, eine Flüssigkeit durch die Aktivierung von thermischer Energie erwärmt bzw. erhitzt, um Blasen zu erzeugen, und durch die durch die Erzeugung derartiger Blasen ausgeübte Wirkkraft werden Tröpfchen mittels Öffnungen gebildet, die an dem führenden Ende bzw. der Spitze der Aufzeichnungskopfeinheit angeordnet sind. Es ist dann dadurch gekennzeichnet, dass die Tröpfchen an einem Aufzeichnungsteil für Aufzeichnungsinformationen anhaften.
Der auf das zuvor beschriebene Aufzeichnungsverfahren anwendbare Aufzeichnungskopf ist im Allgemeinen ausgestattet, mit zum Ausstoßen von Flüssigkeit angeordneten Öffnungen; einer Flüssigkeitsausstoßeinheit mit Wärmeaktivierungsabschnitten als einem Teil seiner Struktur bzw. seines Aufbaus, bei welchem thermische Energie auf Flüssigkeit zum Ausstoßen von Tröpfchen wirkt, und welche mit den Öffnungen leitend verbunden sind; einer Wärmeerzeugungswiderstandschicht, die elektrothermische Übertragungselemente bildet, um thermische Energie zu erzeugen; einer oberen Schicht, welche derartige Elemente vor Tinte schützt; und einer unteren Schicht, welche Wärme akkumuliert bzw. ansammelt.
Außerdem wurde es in der Beschreibung der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 57-72867 vorgeschlagen, ein Element zum Ansteuern von Wärmeerzeugungswiderständen auf dem Substrat dazu einzubauen, um die Anzahl von Pads bzw. Anschlüssen für externe Heranhol- bzw. Abgriffelektroden zu beschränken.
12 ist eine Planansicht eines herkömmlichen Beispiels des Aufbaus mit einer elektrischen Energieverdrahtung, die an einem Substrat zusammen mit Wärmeerzeugungswiderständen angeordnet ist.
Das in 12 gezeigte herkömmliche Beispiel ist ein Substrat, welches für den Tintenstrahlaufzeichnungskopf des sogenannten Randschießtyps Verwendung findet, bei dem Flüssigkeit in der Richtung ausgestoßen wird, die im Wesentlichen parallel zu der Wärmeerzeugungsoberfläche von Wärmeerzeugungswiderständen ist (die nach rechts gerichtete Richtung in 12).
An einem Siliziumsubstrat werden eine Wärmeerzeugungswiderstandsschicht und eine Elektrodenschicht hergestellt, und dann werden mittels einer Photolithografietechnik die Wärmeerzeugungselemente 71 und die Pads 73 zur Verwendung von externen Heranhol- bzw. Abgriffelektroden gebildet. Die Größe jedes Wärmeerzeugungswiderstands 71 beträgt 150 μm × 30 μm. Es werden acht Widerstände mit Anordnungsabständen von 200 μm hergestellt.
Nachfolgend wird eine Schutzschicht gebildet. Dann werden mittels einer Photolithographietechnik die Elektrodenpads 73 gebildet, und außerdem werden Durchgangslöcher 74 zur Verfügung gestellt, indem an der Abgriffeinheit einer gemeinsamen Elektrode Löcher hergestellt werden. Im Folgenden wird eine Schicht A1 gebildet, um als die gemeinsame Elektrode zu dienen. Dann werden unter Verwendung der Photolithographietechnik die gemeinsame Elektrode 72 und das Elektrodenpad 75 zur Verwendung eines externen Abgriffs für die gemeinsame Elektrode 72 gebildet.
Gemäß dem auf diese Weise aufgebauten herkömmlichen Beispiel ist jedes der Elektrodenpads 73 mit einem Ende jedes Wärmeerzeugungswiderstand 71 verbunden, während sein anderes Ende mit der gemeinsamen Elektrode 72 mittels jedem der Durchgangslöcher 74 für ihre gemeinsam verwendbare Benutzung verbunden ist. Folglich wird Wärme erzeugt, wenn über jede der Elektroden 73 und 75 eine Spannung angelegt ist.
Jedes der Wärmeerzeugungselemente 71 ist durch die (nicht gezeigten) Fließpfadwände getrennt und bedeckt, welche zwischen ihnen angeordnet sind. Tinte, die in den Raum zugeführt wird, der durch derartige Fließpfadwände gebildet wird, wird aus jeder der (nicht abgebildeten) Öffnungen durch die Erzeugung von Blasen ausgestoßen, die durch Wärme mit sich gebracht werden, die von jedem der Wärmeerzeugungselemente erzeugt wird.
Es sind eine Vielzahl von Elektrodenpads für die elektrische Energieverdrahtung angeordnet, und die elektrische Energie wird von außen durch jedes der Elektrodenpads zugeführt. Hier sollten, um die Druckgeschwindigkeit schneller zu machen, mehr Wärmeerzeugungswiderstände angeordnet sein. Gleichzeitig sollten viele von derart vielzähligen Anzahlen von Wärmeerzeugungswiderständen gleichzeitig angesteuert werden. Werden derart vielzählige Anzahlen von Wärmeerzeugungswiderständen gleichzeitig angesteuert, gibt es mehr augenblickliche Ströme, die den elektrischen Energieverdrahtungen zuzuführen sind.
Die Ansteuerung des Tintenstrahlkopfs, welcher Ausstöße mittels einer Blasenerzeugung unter Verwendung von thermischer Energie durchführt, unterscheidet sich von dem des thermischen Kopfes. Für die normale Blasenerzeugung sollte die Impulsbreite schmaler gemacht werden, um die Ansteuerenergie größer zu machen. Dementsprechend wird der Ansteuerstrom größer. Als ein Ergebnis begegnet man weiterhin einem Problem, sogar wenn die elektrische Energieverdrahtung mit einem geringeren Widerstand eingerichtet ist, dass die Qualität von gedruckten Bildern auf Grund von Hindernissen schlechter wird, wie beispielsweise der Unfähigkeit, eine normale Blasenerzeugung oder eine nicht ermöglichte Blasenerzeugung zu bewirken, da die Spannung auf das Maß des Produkts der Differenz, die bei den elektrischen Strömen auftritt, wenn ein Wärmeerzeugungswiderstand angesteuert wird, und wenn viele von ihnen gleichzeitig angesteuert werden, und dem Widerstandswert der elektrischen Energieverdrahtungen fällt, und außerdem, da dies unvermeidlich die Reduktion einer Spannung zur Folge hat, die an die Wärmeerzeugungswiderstände angelegt ist, wenn eine große Anzahl von ihnen gleichzeitig angesteuert wird.
Hier wird in Bezug auf die zuvor beschriebenen Probleme eine weitere Beschreibung vorgenommen, indem die spezifischen numerischen Werte zitiert werden. Wenn 32 gleichzeitig angesteuerte Wärmeerzeugungswiderstände mit den elektrischen Energieverdrahtungen bei einem Widerstandswert von 1 Ω und dem Ansteuerstrom von 0,2 A für jeden der Wärmeerzeugungswiderstände angeordnet sind, beträgt die Stromdifferenz jeweils 32 × 0,2 – 1 × 0,2 = 6,2 A und der Betrag des Spannungsfalls beträgt 6,2 × 1 = 6,2 V, wenn einer von ihnen angesteuert wird, und wenn alle von ihnen gleichzeitig angesteuert werden.
Wird die Ansteuerspannung auf 20 V gesetzt, welche das 1,3-fache der Blasenerzeugungsspannung 15,3 V ist, ist die Ansteuerspannung 13,8 V, die gleich 20 V – eine derartige reduzierte Spannung von 6,2 V ist, niedriger als die Blasenerzeugungsspannung von 15,3 V. Als Ergebnis wird eine Blasenerzeugung unmöglich. Um diesen Fall zu vermeiden, sollte die angelegte Spannung erhöht werden. Wird jedoch die angelegte Spannung erhöht, empfängt jeder der Wärmeerzeugungswiderstände eine größere Spannung, wenn jeder von ihnen individuell bzw. einzeln angesteuert wird. Daher wird die Lebensdauer der Wärmeerzeugungswiderstände unvermeidlich kürzer gemacht.
Außerdem ist es in der Praxis üblich, dass die Anzahl der gleichzeitig angesteuerten Wärmeerzeugungswiderstände kleiner gemacht wird, während eine Zeitteilung pro Ansteuerzyklus gesetzt ist. Unter den gegenwärtigen Umständen sollte eine Ansteuerung jedoch bei einer hohen Frequenz vorgenommen werden, um die Druckgeschwindigkeit zu verbessern. Folglich wird der Ansteuerzyklus dementsprechend extrem klein gemacht. Der den Ansteuerzyklus bestimmende Faktor unterliegt am meisten der Ansprechfähigkeit des Ansteuerelements. Hier ist es daher aufgrund der beschränkten Ansprechfähigkeit des Ansteuerelements schwierig, die Breite des Ansteuerimpulses noch kleiner zu machen. Als Folge davon kann die Anzahl von Zeitteilungen nicht mehr weiter erhöht werden.
Außerdem ist es vorstellbar, dass es möglich ist, das Anlegen von Energie in Bezug auf die Wärmeerzeugungswiderstände konstant zu machen, indem die Impulsbreite bis zu dem Ausmaß verbreitert wird, dass die Spannung fallen kann, wenn sie an die Wärmeerzeugungswiderstände abhängig von der Anzahl von gleichzeitig anzusteuernden Wärmeerzeugungswiderständen angelegt wird. In diesem Fall besteht jedoch ein Bedarf nach dem zur Verfügung Stellen einer Logikschaltung dieser Steuerenergie, so dass sie konstant angelegt werden kann. Dieses zusätzliche zur Verfügung Stellen der Logikschaltung führt zu der unvermeidbaren Zunahme von Kosten beim Herstellen von Ansteuerelementen.
Es könnte außerdem möglich sein, die Verdrahtung mittels Galvanisiertechniken oder dergleichen als ein Dickfilm zu gestalten, um den Widerstand der elektrischen Energieverdrahtung niedriger zu machen. In diesem Fall sollte jedoch eine Schutzschicht zur Verfügung gestellt werden, da die Möglichkeit besteht, dass die Drähte mit Tinte in Kontakt stehen. Daher macht dieses zur Verfügung Stellen der Schutzschicht an dem Dickfilm ihre obere Oberfläche höher als die Oberfläche der Wärmeerzeugungswiderstände. Dies macht es wiederum schwierig, an den Wärmeerzeugungswiderständen Düsenbauteile zu bilden, wodurch im Hinblick darauf eine weitere Beschränkung gegeben ist. Insbesondere liegt, wenn der Kopf fein produziert werden soll, um Tintentröpfchen mit hoher Präzision auszustoßen, das Düsenbauteil in der Größenordnung von 10 μm, wenn es gebildet wird, während die galvanisierte Dickfilmverdrahtung auch in der Größenordnung von 10 μm liegt. Hier ist daher das Problem noch deutlicher.
Um den Widerstand der elektrischen Energieverdrahtung zu reduzieren, ist es natürlich erforderlich, die elektrischen Energieverdrahtungen dicker zu machen. Dann sollte die Größe des Substrats dementsprechend größer gemacht werden. Die Kosten einer Herstellung des Substrats werden für das zur Verfügung Stellen von Wärmeerzeugungselementen höher, welche einen größeren Prozentsatz der Kosten bei einer Herstellung von Köpfen einnehmen. Um dies zu verhindern, wäre es denkbar, eine Erhöhung der Anzahl von Pads zur Verwendung von externen Abgriffelektroden für die elektrische Energieverdrahtung zu versuchen, um den Widerstand der externen Verdrahtungsplatte zu reduzieren. Jedoch lädt die erhöhte Anzahl von Pads nicht nur zur Reduktion der Zuverlässigkeit ein, sondern macht es auch erforderlich, die Größe eines Substrats zu vergrößern.
Dokument DE 3840412 offenbart einen unter Verwendung von Dünnfilmtechnologie konstruierten Tintenstrahlkopf, wobei in jedem Fall eine Anzahl m von Heizelementen bzw. Erwärmungselementen elektrisch kombiniert sind, um Rückleitungsgruppen zu bilden; wobei er in jedem Fall einen gemeinsamen Rückleiter pro Gruppe aufweist und wobei er individuelle Leiter gemäß der Anzahl von Heizelementen aufweist, wobei die Leiter zusammen zu einem Verbindungsfeld führen. Nach dem Einfügen von Dioden in die individuellen Leitungen, werden die letzteren kombiniert, um auf eine derartige Weise Punktleitungen zu bilden, dass eine Matrix von Punktleitungen und gemeinsamen Rückleitern hergestellt wird, wobei ein Kontakt mit den genannten Rückleitern mit einem Verbindungskabel hergestellt wird und die individuellen Heizelemente über eine Diodendecodiermatrix selektiv aktiviert werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Anzahl von Leitern an dem Dünnfilmsubstrat um einen Faktor von (m – 1)/2m zu reduzieren.
Um jedes der zuvor beschriebenen Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Substrat für einen Tintenstrahlkopf, ein Verfahren zum Ansteuern des Substrats für einen Tintenstrahlkopf, einen Tintenstrahlkopf, eine Tintenstrahlkartusche und eine Flüssigkeitsausstoßvorrichtung gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen zur Verfügung.
Vorteilhafte Modifikationen sind in den beigefügten abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Gemäß der wie zuvor dargelegt strukturierten vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Widerstandswerte einer Verdrahtung ungefähr gleich zu machen, wie die Elektrodenpads, die zusammen mit den Wärmeerzeugungswiderständen zur Verfügung gestellt sind, um die Zuführung von elektrischer Energie von außen bis zu jedem der Wärmeerzeugungswiderstände zu empfangen, wodurch folglich der Betrag eines Spannungsfalls für jeden der Wärmeerzeugungswiderstände geringer gemacht wird, wenn jeweils alle von ihnen angesteuert werden und wenn jeder von ihnen angesteuert wird. Dann ist es mit der Reduktion der Anzahlen von einer gleichzeitigen Ansteuerung durch die Anwendung der zeitgeteilten Ansteuerung möglich gemacht, die geteilten Anzahlen innerhalb des Substrats zu reduzieren, wodurch ein noch günstigerer Effekt erzielt wird. Insbesondere wird es bevorzugt, eine Ansteuerung pro Block der geteilten Verdrahtung durchzuführen.
Außerdem ist es mit dem auf dem Substrat eingebauten Ansteuerelement möglich gemacht, die elektrische Energieverdrahtung frei an dem Ansteuerelement anzuordnen, was sowohl die Teilung von Drähten und die Einstellung seines Widerstandswerts vereinfacht.
Hier können insbesondere die Anzahlen von Abgriffverbindungen reduziert werden, indem die elektrische Energieverdrahtung innerhalb des Substrats geteilt wird, und indem sie mit den Elektrodenpads für einen externen Abgriff verbunden werden.
Außerdem ist für den Tintenstrahlkopf, welcher Tinte vertikal aus den Wärmeerzeugungswiderständen ausstößt, ein Vorteil erlangbar, indem die Pads zum externen Abgriff an den Randabschnitten senkrecht zu der Anordnungsrichtung der Wärmeerzeugungswiderstände angeordnet werden. Auf diese Weise kann der Padbereich kleiner gemacht werden. Außerdem wird es einfacher, jedes der Düsenarrays anzuordnen.
Bei den zuvor beschriebenen Fällen kann die elektrische Energieverdrahtung für ihre effektive Anordnung geteilt werden, um die Größe des Substrats kleiner zu machen, was zu der signifikanten Reduktion von Kosten einer Herstellung führt.
1 ist eine Planansicht eines Substrats gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Planansicht eines Substrats gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Planansicht eines Substrats gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4 ist eine Planansicht eines Substrats gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Planansicht eines Substrats gemäß einem fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Planansicht eines Substrats gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Aufbau bzw. die Struktur eines Tintenstrahlkopfs des Randschießtyps zeigt, der das Substrat gemäß jedem Ausführungsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel bis zu dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet.
8 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Aufbau bzw. die Struktur eines Tintenstrahlkopfs des Randschießtyps zeigt, der das Substrat gemäß jedem Ausführungsbeispiel von dem vierten Ausführungsbeispiel bis zu dem sechsten Ausführungsbeispiel verwendet.
9 ist eine strukturelle Ansicht, welche schematisch eine Flüssigkeitsausstoßvorrichtung zeigt.
10 ist ein Blockschaltbild, welches die in 9 repräsentierte Vorrichtung zeigt.
11 ist eine Ansicht, welche ein Flüssigkeitsausstoßaufzeichnungssystem zeigt.
12 ist eine Planansicht, welche das herkömmliche Substrat zeigt.
Nun wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung vorgenommen.
1 ist eine Planansicht eines Substrats zur Verwendung bei einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das vorliegende Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Substrat zur Verwendung bei dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf des sogenannten Randschießtyps, welcher Flüssigkeit in der Richtung ausstößt, die im Wesentlichen parallel zu der Wärmeerzeugungsoberfläche der Wärmeerzeugungswiderstände ist (die nach rechts gerichtete Richtung in 1), wie bei dem in 12 gezeigten herkömmlichen Beispiel.
Ein Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Wärmeerzeugungswiderstand; 12, eine gemeinsame Elektrode (positive Elektrode); 13, ein Pad zur Verwendung einer externen Heranholelektrode bzw. Abgriffelektrode für das Wärmeerzeugungselement 11; 14, ein Durchgangsloch, welches die Elektrode des Wärmeerzeugungswiderstands und die gemeinsame Elektrode verbindet; und 15, ein Pad zur Verwendung der externen Abgriffelektrode für die gemeinsame Elektrode 12.
Nachfolgend wird die spezifische Beschreibung von dem Verfahren einer Herstellung im Bezug auf das vorliegende Ausführungsbeispiel vorgenommen.
Das Substrat der vorliegenden Erfindung ist ein Substrat zur Verwendung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs, dessen Ausstoßrichtung sich parallel zu den Wärmeerzeuqungswiderständen befindet.
An einem Siliziumsubstrat werden eine Wärmeerzeugungswiderstandsschicht und eine Elektrodenschicht hergestellt, und dann werden die Wärmeerzeugungselemente 11 und die Pads 13 zur Verwendung von externen Abgriffselektroden mittels einer Photolithographietechnik gebildet. Die Größe von jedem Wärmeerzeugungswiderstand 11 beträgt 150 μm × 30 μm. Es werden acht Widerstände mit Anordnungsabständen von 200 μm hergestellt.
Nachfolgend wird eine Schutzschicht gebildet. Dann werden mittels einer Photolithographietechnik die Elektrodenpads 13 gebildet, und außerdem werden Durchgangslöcher 14 zur Verfügung gestellt, indem an der Abgriffseinheit einer gemeinsamen Elektrode Löcher hergestellt werden. Im Folgenden wird eine Schicht A1 gebildet, um als die gemeinsame Elektrode zu dienen. Dann werden unter Verwendung einer Photolithografietechnik die gemeinsame Elektrode 12 und das Elektrodenpad 15 zur Verwendung eines externen Abgriffs in Bezug auf die gemeinsame Elektrode 12 gebildet.
Gemäß dem auf diese Weise aufgebauten herkömmlichen Beispiel ist jedes der Elektrodenpads 13 mit einem Ende von jedem Wärmeerzeugungswiderstand 11 verbunden, während sein anderes Ende mit der gemeinsamen Elektrode 12 mittels jedem der Durchgangslöcher 14 für ihre gemeinsam nutzbare Verwendung verbunden ist. Die Elektrodenpads 13 sind geerdet. Folglich wird Wärme erzeugt, wenn über jede der Elektroden 13 und 15 eine Spannung angelegt ist.
Jedes der Wärmeerzeugungselemente 11 ist durch die (nicht abgebildeten) Fließpfadwände getrennt und bedeckt, welche zwischen ihnen angeordnet sind. Flüssigkeit, die in den Raum zugeführt wird, welcher von derartigen Fließpfadwänden gebildet ist, wird aus jeder der (nicht abgebildeten) Öffnungen durch die Erzeugung von Blasen ausgestoßen, die durch Wärme mit sich gebracht werden, die von jedem der Wärmeerzeugungselemente erzeugt wird.
Die Struktur und die Schritte einer Herstellung des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind dieselben, wie diejenigen, die in Verbindung mit dem in 12 gezeigten herkömmlichen Beispiel beschrieben sind. Jedoch unterscheidet sich das vorliegende Ausführungsbeispiel von dem herkömmlichen Ausführungsbeispiel dahingehend, dass die gemeinsamen Elektroden 12₁ und 12₂ durch Unterteilen der gemeinsamen Elektrode 12 in zwei zur Verfügung gestellt wird, wobei jede jeweils vier Wärmeerzeugungswiderstände 11 aufweist, und dass zwei Pads 15₁ und 15₂ zur Verwendung von jeder von externen Abgriffelektroden in Bezug auf jeweils die gemeinsamen Elektroden 12₁ und 12₂ angeordnet sind.
Nun werden nachfolgend im Vergleich zu dem in 12 gezeigten herkömmlichen Beispiel die Merkmale des vorliegenden Ausführungsbeispiels, bei dem die gemeinsamen Elektroden geteilt sind, spezifisch beschrieben, indem seine numerischen Werte zitiert werden.
Zuerst wird das in 12 gezeigte herkömmliche Beispiel spezifisch beschrieben, welches nun als das vergleichende Beispiel dient.
(Vergleichendes Beispiel 1)
Die in 12 gezeigte gemeinsame Elektrode 72 weist eine Größenordnung von 100 μm × 3.200 μm auf, wobei der Blattwiderstandswert 50 mΩ beträgt, und der Widerstandswert 0,05 × 3.200/100 = 1,6 Ω beträgt.
Die Blasenerzeugungsspannung des Wärmeerzeugungswiderstands 71 beträgt 8 V. Die Ansteuerspannung ist auf 10 V gesetzt, welches das 1,25-fache der Blasenerzeugungsspannung ist. Die Ansteuerspannung beträgt 0,2 A.
Der Unterschied zwischen den Ansteuerströmen, wenn alle Wärmeerzeugungswiderstände 71 angesteuert werden, und wenn nur ein Wärmeerzeugungswiderstand 71 angesteuert wird, beträgt 0,2 A × 8 – 0,2 A = 1,4 A.
Die Differenz zwischen den Spannungswerten (der Betrag eines Spannungsfalls) weist, wenn alle Wärmeerzeugungswiderstände 71 angesteuert werden, und wenn nur ein Wärmeerzeugungswiderstand 71 angesteuert wird, einen Wert von 1,4 A × 1,6 Ω = 2,2 V auf. Daher wird der Spannungswert 7,8 V, wenn alle Wärmeerzeugungswiderstände angesteuert werden, was es folglich unmöglich macht, Blasen zu erzeugen.
(Ausführungsbeispiel 1)
Jede der in 1 gezeigten gemeinsamen Elektroden 12₁ und 12₂ weist eine Größenordnung von 100 μm × 1.600 μm auf, wobei der Blattwiderstandswert 50 mΩ beträgt, und der Widerstandswert 0,05 × 1.600/100 = 0,8 Ω beträgt.
Die Differenz zwischen den Ansteuerströmen weist, wenn alle Wärmeerzeugungswiderstände 11 angesteuert werden und wenn nur ein Wärmeerzeugungswiderstand 11 angesteuert wird, einen Wert von 0,2 A × 8 – 0,2 A = 1,4 A auf. Jedoch ist, da die gemeinsamen Elektroden des vorliegenden Ausführungsbeispiels in zwei geteilt sind, das heißt die gemeinsamen Elektroden 12₁ und 12₂ , der tatsächliche Wert eines Stroms geteilt, welcher bei jeder der gemeinsamen Elektroden 12₁ und 12₂ fließt, und der Unterschied des tatsächlichen Ansteuerstroms beträgt 0,2 A × 4 – 0,2 A = 0,6 A.
Daher weist der Unterschied bzw. die Differenz zwischen den Spannungswerten (der Betrag eines Spannungsfalls), wenn alle Wärmeerzeugungswiderstände 11 angesteuert werden, und wenn nur ein Wärmeerzeugungswiderstand 11 angesteuert wird, einen Wert von 0,6 A × 0,8 Ω = 0,48 V auf, und der Spannungswert wird 9,52 V, wenn alle Wärmeerzeugungswiderstände angesteuert werden, wodurch folglich kein Problem bei der Blasenerzeugungsoperation angetroffen wird.
Wie zuvor beschrieben, werden die gemeinsamen Elektroden des Substrats zur Verwendung einer Tintenstrahloperation bzw. eines Tintenstrahlbetriebs des vorliegenden Ausführungsbeispiels geteilt, um den Widerstandswert der gemeinsamen Elektroden selbst niedriger zu machen, und gleichzeitig, um die Differenz zwischen den tatsächlichen Ansteuerströmen geringer zu machen. Als ein Ergebnis wird eine Blasenerzeugung ohne irgendein Problem bewirkt, sogar wenn alle Wärmeerzeugungselemente gleichzeitig angesteuert werden. Daher kann sogar ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf, welcher ein Substrat mit einer höheren Anforderungsklasse verwendet, seine stabilisierte Aufzeichnung durchführen, ohne dass die Größe des Substrats größer gemacht wird. Ein derartiger Tintenstrahlaufzeichnungskopf kann mit niedrigeren Kosten hergestellt werden.
(Ausführungsbeispiel 2)
Nun wird die Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung vorgenommen.
2 ist eine Ansicht, welche den Aufbau bzw. die Struktur eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Wärmeerzeugungswiderstände 21, die Elektrodenpads 23, und die Durchgangslöcher 24 sind dieselben, wie die Wärmeerzeugungswiderstände 11, Elektrodenpads 13 und Durchgangslöcher 14, die in 1 gezeigt sind. Jedoch sind die gemeinsamen Elektroden gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in vier gemeinsame Elektroden 22₁ bis 22₄ geteilt, wobei jede zwei Wärmeerzeugungswiderständen 21 entspricht. Dann sind dementsprechend Pads 25₁ bis 25₄ zur Verwendung von externen Abgriffelektroden angeordnet.
Wie in 2 gezeigt, ist jede der gemeinsamen Elektroden 22₁ bis 22₄ symmetrisch zu dem Zentrum der Anordnungsrichtung der Wärmeerzeugungswiderstände 21 angeordnet (symmetrisch zu der Linie, welche 2 in zwei, in der oberen zur unteren Richtung, teilt). Die Widerstandswerte sind durch die Längen a und c für die gemeinsamen Elektroden 22₁ und 22₃ und durch die Längen b und d für die gemeinsamen Elektroden 22₂ und 22₄ bestimmt. Die Größenordnungen der Längen a bis d sind: a = 100 μm; b = 25 μm; c = 400 μm; und d = 100 μm. Der Blattwiderstandswert beträgt 50 mΩ. Der Widerstandswert der gemeinsamen Elektroden 22₁ und 22₃ , welche durch die Längen a und c bestimmt sind, beträgt 0,05 × 400/100 = 0,2 Ω. Der Widerstandswert der gemeinsamen Elektroden 22₂ und 22₄ , welche durch die Längen b und d bestimmt sind, beträgt 0,05 × 100/25 = 0,2 Ω.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die gemeinsamen Elektroden noch mehr geteilt. Im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die weitere Reduktion eines Widerstandswerts der gemeinsamen Elektroden zu versuchen. Der Betrag eines Spannungsfalls weist, wenn alle die Wärmeerzeugungswiderstände 21 angesteuert werden, einen Wert von (0,2 A × 8/4 – 0,2 A × 1) × 0,2 = 0,04 V auf. Als ein Ergebnis gibt es in dieser Hinsicht fast kein Problem.
Außerdem ist es durch Auswählen der Größenordnungen, welche die Widerstandswerte wie zuvor beschrieben bestimmen, möglich, den Widerstandswert von jeder der Zuführelektroden 22 zu vereinheitlichen, auch wenn die Randoberflächen für die Bildung von Elektrodenpads 23 und Elektrodenpads 25 verschieden sind. Als ein Ergebnis werden Ausstoßcharakteristika besser.
(Ausführungsbeispiel 3)
Nun wird die Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung vorgenommen.
3 ist eine Ansicht der Struktur eines dritten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Anordnung und die Konfigurationsgrößenordnungen der Wärmeerzeugungswiderstände des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind dieselben, wie diejenigen der in 1 gezeigten Wärmeerzeugungswiderstände.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Ansteuerelement 36 mittels der NMOS-Verarbeitung an dem Substrat der Wärmeerzeugungswiderstände 31 eingebaut, um sie anzusteuern.
Das Ansteuerelement 36 ist eingerichtet, um die Wärmeerzeugungswiderstände 31 ansprechend auf von außen in die (nicht abgebildeten) Eingabeanschlüsse eingegebene Datensignale, und auch auf Taktsignale, sowie auf die Impulsbreite angebende Signale, unter einigen anderen, anzusteuern. Für das Ansteuerelement 36 sind die positive Spannung und die Massespannung der Ansteuerspannung durch die gemeinsamen Elektroden zur Verfügung gestellt, um die Wärmeerzeugungswiderstände 31 anzusteuern. Mit der auf diese Weise angeordneten Struktur werden die Elektrodenpads, welche für jeden der Wärmewiderstände zur Verwendung eines externen Abgriffs individuell angeordnet wurden, eliminiert, wodurch folglich die Anzahl von Elektrodenpads reduziert ist.
Für das Ansteuerelement 36 wird die Massespannung durch die Elektrodenpads 35₁ bis 35₄ , die gemeinsamen Elektroden 31₁ bis 37₄ , und die Durchgangslöcher 34 zugeführt. Die positive Spannung wird in ähnlicher Weise durch die Elektrodenpads 38₁ bis 38₄ , die gemeinsamen Elektroden 32₁ bis 32₄ , und die Durchgangslöcher 34 zugeführt. Die Konfigurationsgrößenordnungen der gemeinsamen Elektroden 37₁ bis 37₄ , und 32₁ bis 32₄ sind derart eingerichtet, dass ihre Widerstandswerte gleich denjenigen Widerstandswerten der gemeinsamen Elektroden 25₁ bis 25₄ gemacht werden, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 2 beschrieben sind. Außerdem sind die Elektrodenpads 35₁ bis 35₄ und 38₁ bis 38₄ , welche zusammen mit jeder der gemeinsamen Elektroden 37₁ bis 37₄ , und 32₁ bis 32₄ angeordnet sind, an der Randoberfläche im Wesentlichen senkrecht zu der Anordnungsrichtung der Wärmeerzeugungswiderstände 31 angeordnet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das wie zuvor beschrieben aufgebaut ist, sollte der Betrag eines Spannungsfalls unter zwei Aspekten berücksichtigt werden, wenn zu der Zeit einer Ansteuerung an alle Wärmeerzeugungswiderstände 31 eine Spannung angelegt wird, da die gemeinsamen Elektroden die positive Spannung und die Massespannung empfangen. Daher werden im Vergleich zu dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel die Ursachen einer Reduktion zweimal so groß, und wiegen schwerer. Jedoch weist der Wert eines tatsächlichen Spannungsfalls, da die gemeinsamen Elektroden in vier geteilt sind, einen Betrag von (0,2 A × 8/4 – 0,2 A) × 0,2 × 2 = 0,08 V auf. Daher ist kein Problem vorhanden, und eine Blasenerzeugung und ein Flüssigkeitsausstoß ist in gutem Zustand ausführbar.
(Ausführungsbeispiel 4)
Nun wird die Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung vorgenommen.
4 ist eine Ansicht der Struktur eines vierten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
Während sich jedes der in 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiele auf das Substrat zur Verwendung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes des Randschießtyps bezieht, bei dem Flüssigkeit in der Richtung ausgestoßen wird, die im Wesentlichen parallel zu der Wärmeerzeugungsoberfläche der Wärmeerzeugungswiderstände ist, bezieht sich das vorliegende Ausführungsbeispiel auf ein Substrat zur Verwendung bei dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf des Seitenschießtyps, bei welchem Flüssigkeit in der Richtung ausgestoßen wird, die im Wesentlichen senkrecht zu der Wärmeerzeugungsoberfläche der Wärmeerzeugungswiderstände ist.
Jeder der Wärmeerzeugungswiderstände 41 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist zwei Wärmeerzeugungswiderstände auf, die jeweils dieselbe Anordnung und Konfigurationsgrößenordnungen aufweisen, wie diejenigen des Wärmeerzeugungswiderstands 11 des Ausführungsbeispiels 1. Jede einer Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen 41 aufweisende Gruppe ist auf eine gestapelte Weise angeordnet, so dass sie einander zugewandt sind. Zwischen jeder der Gruppen ist mittels einer Druckluftverarbeitung ein Tintenzuführanschluss 48 geöffnet.
Für die auf der linken Seite in 4 positionierte Gruppe der Wärmeerzeugungswiderstände 41 wird die Massespannung durch die Elektrodenpads 45₁ bis 45₄ , die gemeinsamen Elektroden 42₁ bis 42₄ , und die Durchgangslöcher 44 zur Verfügung gestellt. Für die auf der rechten Seite in 4 positionierte Gruppe der Wärmeerzeugungswiderstände 41 wird die positive Spannung durch die Elektrodenpads 45₅ bis 45₈ , die gemeinsamen Elektroden 42₅ bis 42₈ , und die Durchgangslöcher 44 zur Verfügung gestellt. Außerdem wird die individuelle Ansteuerung von jedem Wärmeerzeugungswiderstand 41 mittels der angeordneten Elektrodenpads 43 oder jedem der Wärmeerzeugungswiderstände 41 durchgeführt, wie bei dem Fall des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels.
Die Konfigurationsgrößenordungen der gemeinsamen Elektroden 42₁ bis 42₄ , und 42₅ bis 42₈ sind so eingerichtet bzw. angeordnet, dass ihre Widerstandswerte jeweils gleich denjenigen der gemeinsamen Elektroden 25₁ bis 25₄ sind, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 2 beschrieben sind. Außerdem sind die Elektrodenpads 42₁ bis 42₄ , und 42₅ bis 42₈ , welche zusammen mit jeder der gemeinsamen Elektroden 42₁ bis 42₄ , und 42₅ bis 42₈ angeordnet sind, an der Randoberfläche im Wesentlichen senkrecht zu der Anordnungsrichtung der Wärmeerzeugungswiderstände 41 angeordnet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie zuvor beschrieben, Tinte, welche für den Tintenzuführanschluss 48 von dem Aufbau oder dergleichen bereitgestellt wird, der durch die jeden der Wärmeerzeugungswiderstände und Ausstoßanschlüsse umgebende Fließpfadwand konfiguriert ist, durch jeden der Fließpfade auf jeden der Wärmeerzeugungswiderstände 41 zugeführt, und dann wird die Tinte mittels einer Blasenerzeugung vertikal über die Oberfläche von 4 ausgestoßen.
Der Aufbau der gemeinsamen Elektroden des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der selbe wie bei dem Ausführungsbeispiel 2, wie zuvor beschrieben. Außerdem ist der Spannungsfall der selbe. Eine Blasenerzeugung wird ohne irgendein Problem für ein Ausstoßen von Flüssigkeit in gutem Zustand durchgeführt.
(Ausführungsbeispiel 5)
Nun wird die Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung vorgenommen.
5 ist eine Ansicht der Struktur bzw. des Aufbaus eines fünften Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Substrat zur Verwendung bei dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf des Seitenschießtyps, bei welchem Flüssigkeit in der Richtung ausgestoßen wird, die im Wesentlichen senkrecht zu der Wärmeerzeugungsoberfläche der Wärmeerzeugungswiderstände ist, wie bei dem in 4 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel.
Jeder der Wärmeerzeugungswiderstände 51 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist zwei Wärmeerzeugungswiderstände auf, die jeweils die selbe Anordnung und Konfigurationsgrößenordnungen aufweisen, wie diejenigen des Wärmeerzeugungswiderstands 11 des Ausführungsbeispiels 1. Jede eine Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen 51 aufweisende Gruppe ist auf eine gestapelte Weise angeordnet, so dass sie einander zugewandt sind. Zwischen jedem der Sätze ist ein Tintenzuführanschluß 58 mittels einer Druckluftverarbeitung geöffnet.
Für das vorliegende Ausführungsbeispiel sind Ansteuerelemente 56₁ und 56₂ zur Ansteuerung der Wärmeerzeugungswiderstände 51 an dem Substrat mittels einer NMOS-Verarbeitung eingebaut, wie bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel 3. Wie zuvor beschrieben, ist jeder der Wärmeerzeugungswiderstände 51 auf die gestapelte Weise gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angeordnet, und für die auf der linken Seite in 5 positionierte Gruppe von Wärmeerzeugungswiderständen 51 wird die Massespannung durch die Elektrodenpads 55₁ bis 55₄ , die gemeinsamen Elektroden 52₁ bis 52₄ , und die Durchgangslöcher 54 zur Verfügung gestellt, und die positive Spannung wird durch die Elektrodenpads 55₅ bis 55₈ , die gemeinsamen Elektroden 52₅ bis 52₈ , und die Durchgangslöcher 54 zur Verfügung gestellt. Für die auf der rechten Seite in 5 positionierte Gruppe der Wärmeerzeugungswiderstände 51 wird die positive Spannung durch die Elektrodenpads 55₉ bis 55₁₂ , die gemeinsamen Elektroden 52₉ bis 52₁₂ zur Verfügung gestellt, und die Massespannung wird durch die Elektrodenpads 55₁₃ bis 55₁₆ , und die gemeinsamen Elektroden 52₁₃ bis 52₁₆ zur Verfügung gestellt.
Die Konfigurationsgrößenordnungen der gemeinsamen Elektroden 52₁ bis 52₁₆ sind derart eingerichtet, dass ihre Widerstandswerte jeweils gleich denjenigen der gemeinsamen Elektroden 25₁ bis 25₄ gemacht sind, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 2 beschrieben sind. Außerdem sind die Elektrodenpads 55₁ bis 55₁₆ , welche zusammen mit jeder der gemeinsamen Elektroden 52₁ bis 52₁₆ angeordnet sind, an der Randoberfläche im Wesentlichen senkrecht zu der Anordnungsrichtung der Wärmeerzeugungswiderstände 51 angeordnet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, eine Blasenerzeugung in gutem Zustand vorzunehmen, wenn die Wärmeerzeugungswiderstände gleichzeitig angesteuert werden, wie bei jedem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele.
(Ausführungsbeispiel 6)
Nun wird die Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung vorgenommen.
6 ist eine Ansicht der Struktur eines sechsten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Das vorliegende Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die Betriebsart, bei welcher die Elektrodenpads zur Verwendung des externen Abgriffs für die gemeinsamen Elektroden des in 5 gezeigten fünften Ausführungsbeispiels eingeschränkt bzw. vermindert sind. Die gemeinsamen Elektroden 62₁ bis 62₈ sind derart konfiguriert, dass sie jeweils die in 5 gezeigten gemeinsamen Elektroden 52₁ und 52₂ , 52₃ und 52₄ , 52₅ und 52₆ , 52₇ und 52₈ , 52₉ und 52₁₀ , 52₁₁ und 52₁₂ , 52₁₃ und 52₁₄ , 52₁₅ und 52₁₆ koppeln. Dann sind Elektrodenpads 65₁ bis 65₈ mit jeder der gemeinsamen Elektroden 62₁ bis 62₈ angeordnet. Alle die anderen Strukturen des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind dieselben, wie diejenigen des fünften Ausführungsbeispiels. Daher wird, während die selben Bezugszeichen für derartige Strukturen angewendet werden, wie die in 5 gezeigten, ihre Beschreibung ausgelassen.
Jede der gemeinsamen Elektroden 62₁ bis 62₈ ist derart konfiguriert, dass sie in der Form vorliegt, dass jede der in 5 gezeigten Elektroden in der Nähe von jeder der Elektrodenpads 65₁ bis 65₈ gekoppelt ist. Auf diese Weise wird der Betrag eines Spannungsfalls ungefähr gleich dem des fünften Ausführungsbeispiels gemacht, während die Anzahl der Elektrodenpads zur Verwendung eines externen Abgriffs für die gemeinsamen Elektroden um 50% eingeschränkt wird.
Außerdem sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Elektrodenpads 65₁ bis 65₈ zur Verwendung einer Ansteuerung des Ansteuerelements an der Randoberfläche senkrecht zu der Anordnungsrichtung der Wärmeerzeugungswiderstände 61 angeordnet. Als ein Ergebnis wird der Bereich, bei dem die Elektrodenpads gebildet sind, relative Seiten. Dann sind, senkrecht zu diesen Seiten, die (nicht abgebildeten) Anschlüsse angeordnet, durch welche Datensignale, Taktsignale, und die Impulsbreite anzeigenden Signale, unter einigen anderen, eingegeben. Auf diese Weise werden die an dem Substrat gebildeten Pads bidirektional, um es möglich zu machen, die Größe des Substrats zu reduzieren.
Außerdem kann jedes der in 6 gezeigten Substrate Seite an Seite gekoppelt werden. Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, ein Substrat zur Verwendung bei einer Farbaufzeichnung herzustellen, bei dem ein Paar von Zuführanschlüssen für Tinte von verschiedenen Farben, wie beispielsweise Magenta, Zyan, Gelb, und Schwarz, zur Verfügung gestellt ist. Auch in diesem Fall kann der Betrag eines Spannungsfalls minimiert werden.
Zudem kann es für das Ansteuerverfahren möglich sein, ein Verfahren zu zitieren, wodurch während des Ansteuerzyklus die beiden Wärmeerzeugungswiderstände, die mit jeder der gemeinsamen Elektroden verbunden sind, in zwei geteilt werden. Mit der derart eingerichteten Ansteuerung ist der in jede der gemeinsamen Elektroden fließende Ansteuerstrom gleich gemacht, wenn alle der Wärmeerzeugungswiderstände angesteuert werden, und wenn nur einer von ihnen angesteuert wird. Dann wird der Spannungsfall der gemeinsamen Elektroden zu der Zeit eines Ansteuerns aller Wärmeerzeugungswiderstände und nur eines von ihnen der selbe.
Als ein Ergebnis ist eine Gestaltung möglich, ohne dass dem Fall irgendeine Beachtung geschenkt wird, der durch die Differenz in dem Spannungsfall mit sich gebracht werden kann. Die Blasenerzeugungsfähigkeit wird ungeachtet der Anzahl von anzusteuernden Wärmeerzeugungswiderständen konstant. Mit anderen Worten wird die Ausstoßleistungsfähigkeit konstant, wodurch es möglich gemacht wird, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einer stabilisierten Druckleistungsfähigkeit bzw. einem stabilisierten Druckverhalten zur Verfügung zu stellen.
(Tintenstrahlkopf)
Nun wird die Beschreibung des Ausführungsbeispiels eines Tintenstrahlkopfs vorgenommen, welcher das Tintenstrahlsubstrat verwendet, das für jedes der Ausführungsbeispiele gezeigt ist, die wie zuvor beschrieben aufgebaut sind.
7 ist eine perspektivische Ansicht der Struktur eines Tintenstrahlkopfs des Randschießtyps, welcher irgendeines der Substrate gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel verwendet, die in 1 bis 3 gezeigt sind.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist an dem Substrat 181 ein lichtempfindliches Harz beschichtet bzw. laminiert, welches gemäß einem des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels aufgebaut ist, und dann werden die Fliespfadwände mittels einer Photolithografietechnik gebildet. Im Folgenden wird die mit einem Tintenzuführanschluss 183 zur Verfügung gestellte Abdeckung 182 auf sie gesteckt und geschnitten, um gleichzeitig Ausstoßanschlüsse, Ausstoßdüsen, und eine Flüssigkeitskammer zu bilden.
8 ist eine perspektivische Ansicht der Struktur eines Tintenstrahlkopfs des Seitenschießtyps, welcher irgendeines der Substrate gemäß dem vierten bis sechsten Ausführungsbeispiels verwendet, die in 4 bis 6 gezeigt sind.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist an dem Substrat 191 ein lichtempfindliches Harz laminiert, welches gemäß irgendeinem Ausführungsbeispiel des vierten bis sechsten Ausführungsbeispiels aufgebaut ist, und dann werden die Fliespfadwände 195 mittels einer Photolithographietechnik gebildet. Im Folgenden wird die mit einem Tintenzuführanschluss 194 ausgestatte Öffnungsplatte 192 mittels Elektroguss hergestellt, und an den Fließpfadwänden 195 anhaftend angebracht, wodurch gleichzeitig Ausstoßanschlüsse, Ausstoßdüsen, und eine Flüssigkeitskammer gebildet werden. Zuletzt wird an dem Tintenzuführanschluss des Substrats 191 ein Tintenzuführrohr 193 anhaftend angebracht.
9 ist eine Ansicht, die schematisch die Flüssigkeitsausstoßvorrichtung zeigt, an welcher der zuvor beschriebene Tintenstrahlkopf montiert ist. Hier ist insbesondere an dem Schlitten HC der Flüssigkeitsausstoßvorrichtung, welche unter Verwendung der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung beschrieben ist, welche Tinte als Ausstoßflüssigkeit verwendet, die Kopfkartusche montiert, welche entfernbar mit einer Flüssigkeitsbehältereinheit 90 zum Aufbewahren von Tinte und einer Flüssigkeitsausstoßkopfeinheit 200 zur Verfügung gestellt ist, und er bewegt sich in der Breitenrichtung eines Aufzeichnungsmediums, wie beispielsweise einem Aufzeichnungsblatt, hin und her, welches von einer Aufzeichnungsmediumtrageeinrichtung getragen wird.
Wenn der Flüssigkeitsausstoßkopfeinheit an dem Schlitten HC von einer (nicht abgebildeten) Ansteuersignalzuführeinrichtung Ansteuersignale zugeführt werden, wird aus dem Flüssigkeitsausstoßkopf ansprechend auf diese Signale eine Aufzeichnungsflüssigkeit auf das Aufzeichnungsmedium ausgestoßen.
Außerdem ist die Aufzeichnungsvorrichtung mit einem Motor 111 als der Ansteuerquelle, Lagern 112 und 113, und einer Schlittenwelle 115 oder dergleichen zur Übertragung der Ansteuerenergie von der Ansteuerquelle zu dem Schlitten ausgestattet. Es ist möglich, aufgezeichnete Objekte mit guten Bildern zu erlangen, indem Flüssigkeit auf verschiedenste Arten von Aufzeichnungsmedien unter Verwendung dieser Aufzeichnungsvorrichtung und eines für diese Aufzeichnungsvorrichtung ausgelegten Flüssigkeitsausstoßverfahrens ausgestoßen wird.
10 ist ein Blockschaltbild, welches die Aufzeichnungsvorrichtung als Ganzes zeigt, welche Tinte zum Aufzeichnen unter der Anwendung des Flüssigkeitsausstoßverfahrens und unter Verwendung des Flüssigkeitsausstoßkopfes der vorliegenden Erfindung ausstößt.
Diese Aufzeichnungsvorrichtung empfängt Druckinformationen von einem Hostcomputer 300 als Steuersignale. Die Druckinformationen werden provisorisch in der Eingabeschnittstelle 301 der Aufzeichnungsvorrichtung gespeichert. Zu der gleichen Zeit werden die Druckinformationen in die Daten umgewandelt bzw. konvertiert, die in der Aufzeichnungsvorrichtung verarbeitet werden können, wodurch sie in die CPU 302 eingegeben werden, die dual bzw. gleichzeitig als eine Einrichtung zur Zuführung von Kopfansteuersignalen dient bzw. funktioniert. Die CPU 302 verarbeitet die eingegebenen Daten unter Verwendung von Peripherieeinheiten, wie beispielsweise einem RAM 304 und anderen, gemäß dem in dem ROM 303 gespeicherten Steuerprogramm, und wandelt sie in Druckdaten (Bilddaten) um.
Darüber hinaus erzeugt die CPU 302 Ansteuerdaten, um den das Aufzeichnungsblatt tragenden Ansteuermotor und den Aufzeichnungskopf in Synchronisation miteinander zur Aufzeichnung der Bilddaten bei passenden bzw. richtigen bzw. geeigneten Positionen an dem Aufzeichnungsblatt anzusteuern. Die Bilddaten und die Ansteuerdaten werden an den Kopf 200 und den Ansteuermotor 306 jeweils durch den Kopftreiber 307 und den Motortreiber 305 übertragen, welche gemäß der gesteuerten Zeitgebung angesteuert werden, um Bilder zu erzeugen.
Für das für die zuvor beschriebene Aufzeichnungsvorrichtung verwendbare Aufzeichnungsmedium, um Tinte oder dergleichen für es zur Verfügung zu stellen, kann verschiedenstes Papier und OHP-Blätter, für Compactdiscs verwendetes Plastikmaterial, eine Zierplatte, oder dergleichen, Textilien, matallische Materialien, wie beispielsweise Aluminium und Kupfer, Kuhhaut bzw. -fell, Schweinehaut, künstliche Leder oder andere Ledermaterialien, Holz, Sperrholz, Bambus, Fliesen bzw. Dachziegel und andere keramische Materialien, Schwamm oder andere dreidimensionale Strukturen genannt werden.
Ferner kann für die zuvor beschriebene Aufzeichnungsvorrichtung eine Druckvorrichtung zum Aufzeichnen von verschiedenstem Papier und OHP-Blättern, eine Aufzeichnungsvorrichtung zur Verwendung von Plastikmedien zum Aufzeichnen auf einer Compactdisc und anderen Plastikmaterialien, eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen auf metallischen Platten, eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen auf Leder, eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen auf Holz, eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen auf Keramik, eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen auf einer dreidimensionalen Netzstruktur, wie beispielsweise Schwamm genannt werden. Außerdem ist eine Textildruckvorrichtung oder dergleichen umfasst, welche auf Textilien aufzeichnet.
Für eine für diese Flüssigkeitsausstoßvorrichtungen verwendete Ausstoßflüssigkeit ist es möglich, eine beliebige Flüssigkeit der Flüssigkeiten abhängig von den Arten von Aufzeichnungsmedien und der Aufzeichnungsbedingung zu verwenden.
(Aufzeichnungssystem)
Nur wird die Beschreibung eines Beispiels eines Tintenstrahlaufzeichnungssystems vorgenommen, welches den Flüssigkeitsausstoßkopf der vorliegenden Erfindung als seinen Aufzeichnungskopf verwendet, um ein Aufzeichnen auf einem Aufzeichnungsmedium durchzuführen.
11 ist eine Ansicht, welche schematisch die Struktur des Tintenstrahlaufzeichnungssystems veranschaulicht, welches den zuvor beschriebenen Flüssigkeitsausstoßkopf 201 der vorliegenden Erfindung verwendet. Der Flüssigkeitsausstoßkopf des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Vollzeilenkopf, bei dem eine Vielzahl von Ausstoßanschlüssen auf der Länge angeordnet sind, die der aufzeichenbaren Breite eines Aufzeichnungsmediums 150 bei den Intervallen (Dichte) von 360 dpi entspricht. Durch den Halter 202 sind vier Flüssigkeitsausstoßköpfe 201a, 201b, 201c, und 201d parallel zueinander bei gegebenen Intervallen in der Richtung X entsprechend jeweils zu vier Farben Gelb (Y), Magenta (M), Zyan (C), und Schwarz (Bk) fest gestützt.
Von dem die Ansteuersignalzuführeinrichtung bildenden Kopftreiber 307 werden jedem der Flüssigkeitsausstoßköpfe Signale zugeführt.
Jedem der Köpfe werden vier verschiedene Farbtinten, Y, M, C, Bk, jeweils von den Tintenbehältern 204a bis 204d als Ausstoßflüssigkeit zugeführt. Hier bezeichnet ein Bezugszeichen 204e den Behälter mit sprudelnder bzw. Blasen aufwerfender Flüssigkeit und die Struktur ist eingerichtet, um jedem der Flüssigkeitsausstoßköpfe sprudelnde bzw. Blasen aufwerfende Flüssigkeit zuzuführen.
Zudem sind unter jedem der Flüssigkeitsausstoßköpfe Kopfkappen 203a bis 203d mit Schwamm oder einem anderen in ihm enthaltenen tintenabsorbierenden Material angeordnet, welche die Ausstoßanschlüsse der Flüssigkeitsausstoßköpfe abdecken, um jeden der Köpfe in Stand zu halten, wenn die Aufzeichnungsoperation ruht.
Hier bezeichnet ein Bezugszeichen 206 ein Förderband bzw. Trageband, welches eingerichtet ist, um eine Trageeinrichtung zum Tragen jeder Art eines Aufzeichnungsmediums zu bilden, wie zuvor für jedes der Ausführungsbeispiele beschrieben. Dieses Trageband 206 wird auf einem gegebenen Weg um verschiedenste Walzen gezogen und wird von mit dem Motortreiber 305 verbundenen Ansteuerwalzen gesteuert.
Außerdem sind für das Tintenstrahlaufzeichnungssystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Vorverarbeitungsvorrichtung 251, eine Nachverarbeitungsvorrichtung 252 in der Stromaufwärtsrichtung und der Stromabwärtsrichtung des Aufzeichnungsmediumstragewegs installiert, um verschiedenste Prozesse in Hinblick auf das Aufzeichnungsmedium vor und nach einer Aufzeichnung durchzuführen.
Die Vorverarbeitung und die Nachverarbeitung sind in den Inhalten des entsprechenden Vorgangs abhängig von den Arten der Aufzeichnungsmedien und der Arten von Tinte verschieden. Beispielsweise werden in Bezug auf eine Aufzeichnung auf einem Medium, wie beispielsweise Metall, Plastik, oder Keramik, Ultraviolettstrahlen und Ozon abgestrahlt, um die Oberfläche des verwendeten Mediums zu aktivieren, wodurch die Anhaftung von Tinte daran verbessert wird. Ferner werden, wenn auf einem Medium, wie beispielsweise Plastik, das leicht statische Elektrizität erzeugt, aufgezeichnet wird, leicht Staubpartikel an dessen Oberfläche angezogen, wodurch in einigen Fällen eine gute Aufzeichnung gehindert wird. Daher wird für die Vorverarbeitungsvorrichtung ein Ionisierer verwendet, um statische Elektrizität zu entfernen. Auf diese Weise sollten Staubpartikel von dem Aufzeichnungsmedium entfernt werden. Darüber hinaus kann, wenn Textilien als ein Aufzeichnungsmedium Verwendung finden, eine Vorverarbeitung durchgeführt werden, um eine Substanz zur Verfügung zu stellen, die aus einer Alkalisubstanz, einer wasserlöslichen Substanz, einem synthetischen Polymer, einem wasserlöslichen metallischen Salz, Harnstoff, und Thioharnstoff zum Aufzeichnen auf Textilien ausgewählt wird, um auf ihnen Flecken zu verhindern, während ihre Färberate verbessert wird. Jedoch ist die Vorverarbeitung nicht notwendigerweise auf die zuvor beschriebenen Vorverarbeitungen beschränkt. Sie kann ein Vorgang zum richtigen Einstellen der Temperatur eines Aufzeichnungsmediums auf eine Temperatur sein, welche zum Aufzeichnen auf einem derartigen Medium geeignet ist.
Andererseits wird der Fixiervorgang als die Nachverarbeitung durchgeführt, um die Fixierung von Tinte durch Ausführen von einem Erwärmungsvorgang oder einer Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen, unter einigen anderen, für das Aufzeichnungsmedium zu unterstützen, für welches Tinte zur Verfügung gestellt wurde. Als eine Nachverarbeitung wird auch ein Reinigungsvorgang durchgeführt, um das Verarbeitungsmittel herunter zu spülen, das für das Aufzeichnungsmedium bei der Vorverarbeitung zur Verfügung gestellt wurde, jedoch weiterhin inaktiv geblieben ist.
Die Beschreibung wurde hier unter der Annahme vorgenommen, dass ein Vollzeilenkopf als der Flüssigkeitsausstoßkopf Verwendung findet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf den Vollzeilenkopf beschränkt. Es kann auch möglich sein, die vorliegende Erfindung auf eine derartige Weise anzuwenden, dass der zuvor beschriebene kleinere bzw. schmalere Flüssigkeitsausstoßkopf in der Breitenrichtung eines Aufzeichnungsmediums zum Aufzeichnen getragen wird.
Wie zuvor beschrieben, ist die elektrische Energieverdrahtung gemäß der vorliegenden Erfindung in vielzähligen Anzahlen an und innerhalb des Substrats zur Verwendung bei einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf geteilt, wobei sie derart angeordnet sind, dass die Widerstandswerte einer Verdrahtung bis zu den Pads zum externen Abgriff ungefähr dieselben sind. Auf diese Weise ist es möglich, den Unterschied in dem Spannungsfall für die gemeinsamen Elektroden kleiner zu machen, wenn jeweils alle Wärmeerzeugungswiderstände angesteuert werden, und wenn nur einer von ihnen angesteuert wird.
Die Anzahlen von Wärmeerzeugungswiderständen, welche mit jedem der Drähte verbunden sind und gleichzeitig angesteuert werden, sind derart angeordnet bzw. eingerichtet, dass sie ein Wärmeerzeugungswiderstand sind, wodurch es möglich gemacht wird, den Spannungsfall zu der Zeit einer Ansteuerung aller Wärmeerzeugungswiderstände und nur einem von ihnen zu ermöglichen. Dann wird es mit der Reduktion der Anzahlen von gleichzeitiger Ansteuerung durch die Anwendung des zeitgeteilten Ansteuerns möglich gemacht, die geteilten Anzahlen innerhalb des Substrats zu reduzieren, wodurch in dieser Hinsicht ein günstigerer Effekt erzeugt wird.
Außerdem wird es mit dem an dem Substrat eingebauten Ansteuerelement möglich, die elektrische Energieverdrahtung frei an dem Ansteuerelement anzuordnen, welches sowohl die Teilung von Drähten als auch die Einrichtung ihres Widerstandswerts vereinfacht.
Insbesondere ist es möglich, die Anzahlen von Abgriffverbindungen durch Teilen der elektrischen Energieverdrahtung innerhalb des Substrats und durch Verbindung derselben mit den Elektrodenpads zum externen Abgriff zu reduzieren.
Darüber hinaus ist für den Tintenstrahlkopf, welcher Tinte vertikal von den Wärmeerzeugungswiderständen ausstößt, ein Vorteil erlangbar, indem die Pads zum externen Abgriff an den Randabschnitten senkrecht zu der Anordnungsrichtung der Wärmeerzeugungswiderstände angeordnet werden. Auf diese Weise kann der Padbereich kleiner gemacht werden. Außerdem wird es einfacher, jedes der Düsenarrays anzuordnen.
Bei den zuvor beschriebenen Fällen kann die elektrische Energieverdrahtung für ihre effektive Anordnung bzw. Einrichtung geteilt werden, um die Größe eines Substrats kleiner zu machen, was zu einer signifikanten Reduktion von Kosten einer Herstellung führt.

Claims

Substrat für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, mit einer Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen (11; 21; 31; 41; 51) zum Ausstoßen von Tinte; einer Gruppe von Elektrodenanschlüssen (13, 15; 23, 25; 35, 38; 43, 45; 55; 65) zum Empfangen von elektrischer Energie für die Wärmeerzeugungswiderstände (11; 21; 31; 41; 51), und einer Gruppe von Verdrahtungen (12; 22; 32, 36, 37; 42; 52, 56; 56, 62), wobei jede Verdrahtung zwischen einem ausgewählten Elektrodenanschluss (13, 15; 23, 25; 35, 38; 43, 45; 55; 65) und einem Satz von dazugehörigen Wärmeerzeugungswiderständen (11; 21; 31; 41; 51) angeschlossen ist, wobei sich die Elektrodenanschlüsse (13, 15; 23, 25; 35, 38; 43, 45; 55; 65) bei verschiedenen Abständen von ihren jeweiligen Wärmeerzeugungswiderständen (11; 21; 31; 41; 51) befinden, und wobei die Verdrahtungen (12; 22; 32, 36, 37; 42; 52, 56; 56, 62) im Wesentlichen den selben elektrischen Widerstand von jedem der Elektrodenanschlüsse (13, 15; 23, 25; 35, 38; 43, 45; 55; 65) zu jedem der Wärmeerzeugungswiderstände (11; 21; 31; 41; 51) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrahtungen (12; 22; 32, 36, 37; 42; 52, 56; 56, 62) durch sie Unterteilen in zumindest zwei zur Verfügung gestellt sind, wobei jede jeweils zumindest zwei der Wärmeerzeugungswiderstände (11; 21; 31; 41; 51) aufweist, und dass einer der Elektrodenanschlüsse (13, 15; 23, 25; 35, 38; 43, 45; 55; 65) jeweils zur Verwendung von externen Heranholelektroden unter Bezugnahme auf die Verdrahtungen (12; 22; 32, 36, 37; 42; 52, 56; 56, 62) angeordnet ist.
Substrat nach Anspruch 1, wobei ein Ansteuerelement zum Ansteuern der Wärmeerzeugungswiderstände innerhalb des Substrats eingebaut ist.
Substrat nach einem der beiden Ansprüche 1 oder 2, wobei die Elektroden an ihren jeweiligen Elektrodenanschlüsse angeschlossen sind, die benachbart zu den jeweiligen Elektrodenanschlüssen sind.
Substrat nach Anspruch 1, wobei die Elektrodenanschlüsse an einem Randbereich des Substrats angeordnet sind, welcher sich in einer Anordnungsrichtung erstreckt, die von der Anordnungsrichtung der entsprechenden Vielzahl von Wärmeerzeugungswiderständen verschieden ist.
Verfahren des Ansteuerns des Substrats nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit dem Schritt des Durchführens eines zeitgeteilten Ansteuerns für die Wärmeerzeugungswiderstände.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das zeitgeteilte Ansteuern durchgeführt wird, indem verschiedene Gruppen der Gruppen zu verschiedenen Zeiten angesteuert werden.
Tintenstrahlkopf mit dem Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4. Ansprüche 1 bis 4.
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 7, mit einer Schaltung zum Durchführen eines zeitgeteilten Ansteuerns für die Wärmeerzeugungswiderstände.
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 7, wobei an dem Substrat eine Einrichtung montiert ist, die an die Elektrode zum Zuführen von Ansteuersignalen zu den Wärmeerzeugungswiderständen zum Ausstoßen von Flüssigkeit von dem Tintenstrahlkopf angeschlossen ist.
Tintenstrahlkopf nach Anspruch 7, wobei der Tintenstrahlkopf Flüssigkeitsfließpassagen, die mit jedem der Wärmeerzeugungswiderstände in Zusammenhang stehen, und einen Behälter aufweist, in dem Tinte aufbewahrt ist, wobei der Behälter angeschlossen ist, so dass den Flüssigkeitsfließpassagen Tinte zugeführt wird.
Tintenstrahlkartusche in Kombination mit einem Tintenstrahlkopf, welcher das Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfasst, wobei der Tintenstrahlkopf zudem umfasst Flüssigkeitsfließpassagen, die sich entlang den Wärmeerzeugungswiderständen erstrecken, und einen Behälter, in dem Tinte aufbewahrt ist, und in einer Fließverbindung mit den Flüssigkeitsfließpassagen steht.