DE69430110T2

DE69430110T2 - Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Tintenstrahlaufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE69430110T2
Application number: DE69430110T
Authority: DE
Inventors: Shin Ichi Hirasawa; Yasuyuki Tamura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2014-12-22
Also published as: US6183066B1; JPH07178910A; EP0659563A2; DE69430110D1; EP0659563A3; EP0659563B1; JP3229472B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß Anspruch 1, eine Tintenkartusche gemäß Anspruch 9 oder 10 und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 11 oder 12.
Aus dem Dokument US-A-4 847 639 ist ein gattungsgemäßer Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf bekannt, in welchem jedes der Wärmeenergie-Erzeugungselemente jeweils über einen Verdrahtungsabschnitt mit dem gemeinsamen Verbindungsabschnitt verbunden ist.
Aus den Dokumenten US-A-4 631 555 und EP-A-549 211 können andere Verdrahtungsstrukturen erfaßt werden, in welchen - wie in der US-A-4 847 639 - jedes der Wärmeenergie-Erzeugungselemente über jeweils einen einzelnen Verdrahtungsabschnitt mit dem gemeinsamen Verbindungsabschnitt verbunden ist.
Hier sollte ein Wort "Aufzeichnen" dahingehend aufgefaßt werden, daß es ein technisches Konzept zum Auftragen von Tinte auf alle Arten von Aufzeichnungsmedien umfaßt, die jeweils angepaßt sind, Tinte von dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf aufzunehmen, z. B. Gewebe, Faden, Papier und verschiedene Arten von blattförmigem Material, oder zum Ausführen des Tintenauftrags unabhängig von der Aussage eines, aufzuzeichnenden Bilds. Ferner sollte das Wort "Aufzeichnungsgerät" aufgefaßt werden, daß es ein technisches Konzept einschließt, das durch verschiedene Arten von Datenverarbeitungsgeräten und einen Drucker definiert ist, der als eine Ausgabeeinheit für das Datenverarbeitungsgerät dient. Die vorliegende Erfindung ist auf jedes der vorstehend erwähnten Geräte zu dessen praktischen Verwendung anwendbar.
Ein Aufzeichnungsgerät mit einer Funktion als ein Drucker, ein Kopiergerät, ein Faksimilegerät usw. zu dienen, oder ein Aufzeichnungsgerät, das als eine Ausgabeeinheit für eine komplexe elektronische Ausrüstung und einen Arbeitsplatzrechner dient, wie z. B. ein Computer, ein Textverarbeitungssystem usw., ist so aufgebaut, daß ein Bild auf einem Aufzeichnungsmedium in Übereinstimmung mit den Bilddaten aufgezeichnet wird. Z. B. ist bisher ein Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem als eines der Aufzeichnungssysteme bekannt, das für die vorstehend erwähnten Geräte verwendbar ist. Das Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem ermöglicht die Aufzeichnung eines Bilds auf einem Aufzeichnungsmedium mit besonders hervorragender Feinkörnigkeit als jede andere Art des Aufzeichnungssystems. Aus diesem Grund wurde bisher die Aufmerksamkeit auf das Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem gerichtet unter zusätzlicher Berücksichtigung einer Möglichkeit, daß jede Aufzeichnungsoperation mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit ausführbar ist, während Geräusche mit einer geringen Schallstärke erzeugt werden.
Wie auf diesem Fachgebiet bekannt, ist ein Tintenstrahl- Aufzeichnungskopf, der zur Anwendung des Tintenstrahl-Aufzeichnungssystems (nachstehend einfach als ein Aufzeichnungskopf bezeichnet) einsetzbar ist, so aufgebaut, daß eine Vielzahl von quadratischen oder rechteckigen Heizvorrichtungen (jede dient als ein Wärmeenergie-Erzeugungselement) auf einem Substrat (Vorrichtungssubstrat), das aus Silizium hergestellt ist, angeordnet ist, Verdrahtungen mit jeder Heizvorrichtung elektrisch verbunden sind und weiterhin ein Tintenströmungskanal für jede der Heizvorrichtungen auf einer Grundplatte erzeugt ist. In diesem Fall kann der Aufzeichnungskopf so aufgebaut sein, daß eine Vielzahl von Heizvorrichtungen in der Nähe einer Endkante der Grundplatte angeordnet sind, die einen Teil einer Vorderfläche des Ausstoßabschnitts ausbildet. Jede Verdrahtung ist mit der einzelnen Heizvorrichtung elektrisch verbunden. Die Heizvorrichtung wird durch Zuführen eines Ansteuersignals über die Verdrahtung angesteuert.
Da jedoch bei einem solchen Aufbau die Anzahl der Heizvorrichtungen größer wird, steigt die Anzahl der Verdrahtungen ebenfalls um das zweifache gegenüber den Heizvorrichtungen an. Daher muß eine Breite jeder Verdrahtung unvermeidbar vermindert werden, wenn die Anzahl der Heizvorrichtungen größer wird. Es besteht die Gefahr, daß dies zu Unannehmlichkeiten führt, daß ein Widerstandswert in dem Verdrahtungsbereich steigt, was zu einem Stromstärkeverlust führt, der dementsprechend zunimmt, und weiterhin die Temperatur des Aufzeichnungskopfs unerwünscht ansteigt, wodurch die Eigenschaften des Aufzeichnungskopfs nachteilig verändert werden.
Um solche Probleme zu lösen, besteht ein Verfahren, um die Anzahl der Verdrahtungen auf etwa die Hälfte zu verringern, wobei das Verfahren eine gemeinsame Verdrahtung zum gemeinsamen Verbinden der Heizvorrichtungen miteinander aufweist.
In dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf wird impulsförmiger elektrischer Strom an eine Vielzahl von Heizvorrichtungen für eine Zeitdauer von mehreren Mikrosekunden angelegt, wobei durch die Heizvorrichtungen in der Tinte Blasen erzeugt werden, welche den Ausstoß der Tinte aus dem Aufzeichnungskopf bewirken. Da eine elektrische Stromstärke, welche augenblicklich in der Heizvorrichtung fließt, sehr hoch ist, besteht die Gefahr, daß sich die elektrische Ansteuerstromstärke, die an jede Heizvorrichtung angelegt ist, entsprechend dem aufzuzeichnenden Bild infolge des Widerstands der Verdrahtung mit der elektrischen Stromdichte verändert, wenn eine gemeinsame Verdrahtung für die Heizvorrichtungen verwendet wird.
Um mit den vorstehend erwähnten Schwierigkeiten zurechtzukommen, offenbart die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 208251/1985 (1985) ein Verfahren, das so ausgeführt wird, daß eine Vielzahl von Düsen und Tintenströmungskanälen in eine Vielzahl von Blöcken unterteilt sind, wobei angrenzende Düsen unterschiedlichen Blöcken zugeordnet sind, jeder Block mit einer unterschiedlichen Zeitsteuerung so angesteuert wird, um nicht zu gestatten, daß angrenzende Düsen gleichzeitig angesteuert werden, und gemeinsame Elektroden von zwei oder drei Heizvorrichtungen über eine einzelne Verdrahtung miteinander elektrisch verbunden sind.
Mit dem Aufbau, der in der vorstehend erwähnten Veröffentlichung beschrieben ist, kann die Anzahl der Verdrahtungen auf drei-vier verringert werden, und es besteht keine Gefahr, daß das vorstehend beschriebene Problem bezüglich der Konzentration des elektrischen Stroms verursacht wird, weil die Anzahl der Verdrahtungen hoch ist.
Wenn jedoch bei einem solchen Aufbau eine Mittelachse der Heizvorrichtung im wesentlichen mit jener der Düse übereinstimmt, wie bei einem gewöhnlichen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, ist ein Abstand, der zwischen einer Düse und der daran angrenzenden Düse definiert ist, nicht gleich. Dies verursacht das komplexe Problem des Kopfaufbaus, daß eine Vielzahl von Düsen matrixförmig angeordnet werden muß, um die Ausbildung eines Weitabstandabschnitts zu kompensieren.
Wenn ferner bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Heizvorrichtungen nur der Düsenabstand gleich ist, ist die Übereinstimmung zwischen der Mittelachse der Düse und jener der Heizvorrichtung im wesentlichen nicht gewährleistet. Es besteht die Gefahr, daß ein Aufzeichnungsbild hervorragender Qualität nicht erhalten werden kann, weil der Tintenausstoß in jeder Düse ungleichmäßig ist.
Andererseits wird in dem herkömmlichen Aufzeichnungskopf ein Wert der kinetischen Energie, die jedes Tintentröpfchen aufweist, das aus dem Aufzeichnungskopf ausgestoßen ist, lediglich auf einem Wert von etwa 1/10000 der an jeder Heizvorrichtung anliegenden elektrischen Energie ist, woraus sich ergibt, daß ein energetischer Wirkungsgrad nicht sehr hoch ist. Dies kann der Tatsache zugeschrieben werden, daß eine große Tintenmenge veranlaßt wird, sich in jeder Düse zu bewegen, ohne einen Beitrag zum Tintenausstoß zu leisten.
Um einen Wärmeenergie-Umwandlungswirkungsgrad zu erhöhen, ist es unbedingt notwendig, daß der Düsenaufbau in einer optimalen Weise ausgelegt wird. Z. B. in dem Fall eines Aufzeichnungskopfs der Art, die angepaßt ist, Tinte in die Richtung auszustoßen, die im wesentlichen entlang einer Vorderfläche des Vorrichtungssubstrats ist, in welcher die Heizvorrichtung angeordnet ist, ist es möglich, eine Tintenmenge zu vermindern, welche nicht zu dem Tintenausstoß beiträgt, d. h., eine Tintenmenge zu verringern, welche bei Aufnahme von Wärmeenergie praktisch nicht aus dem Aufzeichnungskopf ausgestoßen wird, indem der Abstand verkürzt wird, wenn von einer Heizvorrichtung zu einer Tintenausstoßdüse gemessen, um zu gestatten, daß eine Tintenmenge, die in einen Tintenströmungskanal gefüllt ist, der sich dazwischen erstreckt, minimiert wird. Auch in diesem Fall kann der Aufzeichnungskopf so aufgebaut sein, daß Gasblasen, die durch die Heizvorrichtungen in der Tinte erzeugt sind, über die Tintenausstoßdüse nach außerhalb ausgestoßen werden.
Wenn jedoch der Abstand zwischen einer Heizvorrichtung und einer Tintenausstoßdüse auf diese Weise absichtlich verkürzt wird, ist es vom Standpunkt eines einzunehmenden Raums schwierig, einen Verbindungsverdrahtungsabschnitt zur elektrischen Verbindung von Elektroden für eine Vielzahl von Heizvorrichtungen untereinander auf dem gemeinsamen Grundkörper zwischen der Heizvorrichtung und der Tintenausstoßdüse anzuordnen. Wenn in diesem Fall eine Verdrahtung zwischen der Heizvorrichtung und dem Ausstoßabschnitt verkürzt ist, wird ein Widerstand in dem Verdrahtungsbereich größer. Wenn ein Hochpräzisions-Fertigungsgerät verwendet wird, wie z. B. eine Maskenjustier- und Belichtungsanlage oder ein ähnliches Gerät, auf Grund der Notwendigkeit der Ausbildung einer feinen Verdrahtungsstruktur, besteht der Nachteil, daß der Aufzeichnungskopf mit erhöhten Kosten hergestellt wird.
Die herkömmliche Verdrahtungsstruktur ist vorzugsweise in dem Fall anwendbar, daß elektrischer Strom veranlaßt wird, parallel zu der Richtung des Tintenausstoßes zu fließen, und ist in dem Fall in geeigneter Weise anwendbar, daß Heizvorrichtungen, die jeweils eine lange Kontur aufweisen, wenn in der Richtung des Tintenausstoßes gesehen, im Aufzeichnungskopf angesteuert werden. Der herkömmliche Kopf ist jedoch in dem Fall ungeeignet, daß Heizvorrichtungen, die jeweils eine lange Kontur in der Richtung rechtwinklig zu der Richtung des Tintenausstoßes aufweisen, im Aufzeichnungskopf angesteuert werden. Wenn in dem letztgenannten Fall der elektrische Strom veranlaßt wird, parallel zu der Richtung des Tintenausstoßes zu fließen, wird der Widerstand jeder Heizvorrichtung im Vergleich zu dem vorher erwähnten Fall verringert. Somit besteht eine Notwendigkeit, eine große elektrische Stromstärke zuzulassen, um den Aufzeichnungskopf mit derselben elektrischen Leistung wie den herkömmlichen Aufzeichnungskopf anzusteuern. Dies führt jedoch dazu, daß der durch den Verdrahtungswiderstand hervorgerufene elektrische Energieverlust in unerwünschter Weise zunimmt.
Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf den vorstehend erwähnten Hintergrund. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zu schaffen, der eine verbesserte Verdrahtungsstruktur aufweist, welche gewährleistet, daß durch den Verdrahtungswiderstand nur ein geringer Energieverlust bewirkt wird.
Weiterhin ist der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung in eine Tintenkartusche einzubeziehen, während diese Tintenkartusche in das Tintenstrahl- Aufzeichnungsgerät zu integrieren ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs mit einer Verdrahtungsstruktur, in welcher ein Düsenabstand im wesentlichen konstant ist.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zu schaffen, in welchem ein energetischer Wirkungsgrad für den Tintenausstoß hoch ist.
Die vorstehend erwähnte Aufgabe und die Ziele werden mittels der Merkmale erreicht, die in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert sind. Bevorzugte Ausführungsformen des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs gemäß Anspruch 1 sind jeweils in den Unteransprüchen 2 bis 8 und 13 weiterentwickelt. Weiterhin kann der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß Anspruch 1 in eine Tintenkartusche gemäß Anspruch 9 oder Anspruch 10 einbezogen werden. Ferner ist die Tintenkartusche gemäß Anspruch 9 in ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 11 oder Anspruch 12 integrierbar.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf aufgezeigt, der ein Vorrichtungssubstrat und eine Vielzahl von Wärmeenergie- Erzeugungselementen aufweist, die in einer Matrix auf dem Substrat angeordnet sind, die Elemente zur Zustandsänderung der Tinte, um dadurch Wärmeenergie zu erzeugen, die ausreichend ist, um die Tinte auszustoßen, wobei die Elemente in einem im wesentlichen gleichen Abstand angeordnet sind und jedes der Elemente einen gemeinsamen Verdrahtungsabschnitt aufweist, welcher zu einem der zwei Elemente gehört, die dem Element benachbart sind, und einen einzelnen Verdrahtungsabschnitt in Gegenüberlage des gemeinsamen Verdrahtungsabschnitts.
Die zwei Elemente, die zu dem gemeinsamen Verdrahtungsabschnitt gehören, können paarweise sein.
Da gemäß dem erstem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung die Anzahl der Verdrahtungsleitungen auf Grund des Vorsehens einer Vielzahl von gemeinsamen Verdrahtungsabschnitten verringert werden kann, ist es möglich, den durch den Verdrahtungswiderstand bewirkten elektrischen Energieverlust zu vermindern.
Eine Endkante des Vorrichtungssubstrats kann einen Teil einer Vorderfläche eines Ausstoßabschnitts ausbilden, und die Vielzahl der Wärmeenergie-Erzeugungselemente kann in der Nähe einer Endkante des Vorrichtungssubstrats angeordnet sein.
Da bei einem solchen Aufbau ein Verhältnis einer praktisch ausgestoßenen Tintenmenge zu einer Gesamttintenmenge, die Wärmeenergie aufgenommen hat, vergrößert werden kann, ist es möglich, einen Wirkungsgrad der Umwandlung von Wärmeenergie wesentlich zu erhöhen.
Außerdem ist gemäß dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Wärmeenergie-Erzeugungselementen im wesentlichen parallel zu einer Endkante des Vorrichtungssubstrats angeordnet.
Es kann ferner einen Verbindungsverdrahtungsabschnitt zum elektrischen Verbinden der gemeinsamen Verdrahtungsabschnitte aufweisen, wobei der Verbindungsverdrahtungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungssubstrats zwischen einer Zeile der Elemente und der Endkante des Vorrichtungssubstrats angeordnet ist. Da bei einem solchen Aufbau der elektrische Strom veranlaßt wird, ebenfalls durch den Verbindungsverdrahtungsabschnitt außer dem gemeinsamen Verdrahtungsabschnitt und die getrennten Verdrahtungsabschnitte zu fließen, kann ein Wert des elektrischen Widerstands aller Verdrahtungsabschnitte verringert werden.
Der Verbindungsverdrahtungsabschnitt kann in einem Abschnitt des Vorrichtungssubstrats angeordnet sein, welcher an die Zeile der Elemente angrenzt. Bei einem solchen Aufbau ist der Verbindungsverdrahtungsabschnitt geringfügig von einer Endkante des Vorrichtungssubstrats beabstandet. Daher tritt kein Defekt auf, bei dem das Vorrichtungssubstrat während einer Trennoperation aufreißt, die entlang einer Endkante des Vorrichtungssubstrats auszuführen ist, wenn der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf tatsächlich in ein Tintenstrahl- Aufzeichnungsgerät integriert wird.
Die Richtung des Tintenausstoßes kann rechtwinklig zu einer oberen Oberfläche des Vorrichtungssubstrats sein. Da bei einem solchen Aufbau die Anzahl der Verdrahtungsleitungen auf Grund des Vorsehens einer Vielzahl von gemeinsamen Verdrahtungen verkleinert werden kann, ist es möglich, einen durch den Verdrahtungswiderstand bewirkten Verlust elektrischer Energie zu vermindern.
Das Element kann ein Elektrizität-Wärme-Umwandlungselement sein, das Wärmeenergie erzeugt, die ausreichend ist, um das Filmsieden der Tinte zu bewirken. Bei einem solchen Aufbau kann jeder Tintenausstoß mit hervorragendem Ansprechvermögen erreicht werden.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenkartusche aufgezeigt, die aufweist: einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf mit einem Vorrichtungssubstrat, das eine Endkante aufweist, welche einen Teil einer Vorderfläche des Ausstoßabschnitts ausbildet, und eine Vielzahl von Wärmeenergie-Erzeugungselementen, die in einer Matrix auf dem Vorrichtungssubstrat angeordnet sind, die Elemente zur Zustandsänderung der Tinte, um dadurch Wärmeenergie zu erzeugen, die ausreichend ist, um die Tinte auszustoßen, wobei die Elemente in einem im wesentlichen gleichen Abstand angeordnet sind und jedes der Elemente einen gemeinsamen Verdrahtungsabschnitt aufweist, welcher zu einem der zwei Elemente gehört, die an das Element angrenzen, und einen einzelnen Verdrahtungsabschnitt, der in Gegenüberlage des gemeinsamen Verdrahtungsabschnitts ist, und einen Tintenbehälter zum Aufnehmen der vorzuhaltenden Tinte, die dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zuzuführen ist, wobei der - Tintenbehälter an dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf abnehmbar angeordnet ist.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine Tintenkartusche vorgesehen, die aufweist: einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf mit einem Vorrichtungssubstrat und einer Vielzahl von Wärmeenergie-Erzeugungselementen, die in einer Matrix auf dem Vorrichtungssubstrat angeordnet sind, die Elemente zur Zustandsänderung der Tinte, um dadurch Wärmeenergie zu erzeugen, die ausreichend ist, um die Tinte in die Richtung rechtwinklig zu der einen oberen Oberfläche des Vorrichtungssubstrats auszustoßen, wobei die Elemente in einem im wesentlichen gleichen Abstand angeordnet sind und jedes der Elemente einen gemeinsamen Verdrahtungsabschnitt aufweist, welcher zu einem der zwei Elemente gehört, die dem Element benachbart sind, und einen einzelnen Verdrahtungsabschnitt in Gegenüberlage des gemeinsamen Verdrahtungsabschnitts sowie einen Tintenbehälter zum Aufnehmen der vorzuhaltenden Tinte, die dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zuzuführen ist, wobei der Tintenbehälter an dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf abnehmbar angeordnet ist.
Bei der Tintenkartusche, die gemäß jeweils dem zweiten und dem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, kann die Ergänzung der dem Tintenstrahl- Aufzeichnungskopf zuzuführenden Tinte auf einfache Weise erreicht werden, indem lediglich die Tintenkartusche durch eine neue Tintenkartusche ersetzt wird.
Gemäß einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät aufgezeigt, das aufweist: eine Tintenkartusche mit einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, einem Vorrichtungssubstrat mit einer Endkante, welche einen Teil einer Vorderfläche des Ausstoßabschnitts aufweist, und einer Vielzahl von Wärmeenergie- Erzeugungselementen, die in einer Matrix auf dem Vorrichtungssubstrat angeordnet sind, den Elementen für die Zustandsänderung der Tinte, um dadurch Wärmeenergie zu erzeugen, die ausreichend ist, um die Tinte auszustoßen, wobei die Elemente in einem im wesentlichen gleichen Abstand angeordnet sind und jedes der Elemente einen gemeinsamen Verdrahtungsabschnitt aufweist, welcher zu einem der zwei Elemente gehört, die an das Element angrenzen, und einem einzelnen Verdrahtungsabschnitt in Gegenüberlage des gemeinsamen Verdrahtungsabschnitts und einem Tintenbehälter zum Aufnehmen der vorzuhaltenden Tinte, die dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zuzuführen ist, wobei der Tintenbehälter an dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf abnehmbar angeordnet ist, einen Schlitten, auf dem die Tintenkartusche abnehmbar angeordnet ist, und eine Antriebsvorrichtung zum wechselseitigen Antrieb des Schlittens in der Hauptabtastrichtung, rechtwinklig zu der Transportrichtung eines Aufzeichnungsmediums.
Außerdem wird gemäß einem fünften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät aufgezeigt, das aufweist: eine Tintenkartusche mit einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf mit einem Vorrichtungssubstrat und einer Vielzahl von Wärmeenergie-Erzeugungselementen, die in einer Matrix auf dem Vorrichtungssubstrat angeordnet sind, den Elementen zur Zustandsänderung der Tinte, um dadurch Wärmeenergie zu erzeugen, die ausreichend ist, um die Tinte in die Richtung rechtwinklig zu einer oberen Oberfläche des Vorrichtungssubstrats auszustoßen, wobei die Elemente in einem im wesentlichen gleichen Abstand angeordnet sind und jedes der Elemente einen gemeinsamen Verdrahtungsabschnitt aufweist, welcher zu einem der zwei Elemente gehört, die an das Element angrenzen, und einem einzelnen Verdrahtungsabschnitt in Gegenüberlage des gemeinsamen Verdrahtungsabschnitts und einem Tintenbehälter zum Aufnehmen der vorzuhaltenden Tinte, die dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zuzuführen ist, wobei der Tintenbehälter an dem Tintenstrahl- Aufzeichnungskopf abnehmbar angeordnet ist, einen Schlitten, auf dem die Tintenkartusche abnehmbar angeordnet ist, und eine Antriebsvorrichtung zum wechselseitigen Antrieb des Schlittens in der Hauptabtastrichtung, rechtwinklig zu der Transportrichtung eines Aufzeichnungsmediums.
Da bei dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, das gemäß jeweils dem vierten und fünften Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, die Tintenkartusche auf dem Schlitten abnehmbar angeordnet ist, der eingerichtet ist, in der Hauptabtastrichtung wechselseitig verschoben zu werden, können die Tintenkartusche und der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf auf leichte Weise gegen neue ersetzt werden. Da ferner die verringerte Anzahl von Verdrahtungsleitungen auf dem Vorrichtungssubstrat für den Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf erzeugt ist, ist es möglich, eine für den Ausstoß von Tinte aus dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf verbrauchte elektrische Energiemenge wesentlich zu vermindern.
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert.
Fig. 1 zeigt eine fragmentarische, vergrößerte Draufsicht eines Vorrichtungssubstrats für einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, zur Darstellung einer Verdrahtungsstruktur des Vorrichtungssubstrats,
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des in Fig. 1 gezeigten Vorrichtungssubstrats zur Darstellung der gesamten Verdrahtungsstruktur des Vorrichtungssubstrats,
Fig. 3 zeigt eine Schnittseitenansicht eines Tintenstrahl- Aufzeichnungskopfs, der gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, zur Darstellung eines geschichteten Aufbaus eines Vorrichtungssubstrats für den Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf,
Fig. 4 zeigt eine fragmentarische, vergrößerte Draufsicht eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs, der gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, zur Darstellung eines wesentlichen Teils der Verdrahtungsstruktur auf einem Vorrichtungssubstrat,
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Tintenstrahlkartusche, an welcher der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf angeordnet wird, der gemäß jeder der vorhergehenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist,
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der in Fig. 5 gezeigten Tintenstrahlkartusche zur Darstellung des Innenaufbaus der Tintenstrahlkartusche in dem demontierten Zustand, und
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts, das gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei die Tintenstrahlkartusche daran angeordnet ist, die gemäß jeder der vorhergehenden Ausführungsformen aufgebaut ist, zur Darstellung des äußeren Aufbaus des Tintenstrahl- Aufzeichnungsgeräts.

(Ausführungsform 1)

Fig. 1 zeigt eine fragmentarische, vergrößerte Ansicht eines Vorrichtungssubstrats für einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, der gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, zur Darstellung eines wesentlichen Teils der Verdrahtungsstruktur des Vorrichtungssubstrats, das in der Nähe einer Tintenausstoßebene angeordnet ist, und Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des in Fig. 1 gezeigten Vorrichtungssubstrats zur Darstellung der gesamten Verdrahtungsstruktur des Vorrichtungssubstrats.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Vorrichtungssubstrat, das aus einem Halbleiter hergestellt ist, wie z. B. Silizium, und das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Vielzahl von Heizvorrichtungen, die jeweils aus einem Material wie Hafniumborid (HfB&sub2;) hergestellt sind, um als ein Wärmeenergie-Erzeugungselement oder als ein Elektrizität-Wärme- Umwandlungselement zu dienen. In dieser Ausführungsform ist eine Vielzahl von im wesentlichen rechteckigen Heizvorrichtungen 2 in einem gleichbleibenden Abstand auf dem Vorrichtungssubstrat 1 in einer solchen Weise erzeugt, daß sie in der Nähe einer Kante 1a des Vorrichtungssubstrats 1 angeordnet sind, während sie in einer Matrix angeordnet sind, um einen geradlinigen Rand in der Richtung parallel mit einer Endkante 1a des Vorrichtungssubstrats 1 auszubilden. Wie Fig. 1 zeigt, sind zwei Heizvorrichtungen 2a und 2b paarig und in einem Krümmungsabschnitt der Verdrahtungsstruktur angeordnet, welcher der Kante 1a des Vorrichtungssubstrats 1 am nächsten ist. Ein gemeinsamer Verdrahtungsabschnitt 3, hergestellt aus einem Metallmaterial, wie z. B. Aluminium, ist zwischen benachbarten zwei Heizvorrichtungen 2 erzeugt, während dieser mit der einen der Elektroden 2 der Heizvorrichtungen 2 auf einer gemeinsamen Unterlage elektrisch verbunden ist. Außerdem sind zwei getrennte Verdrahtungsabschnitte 4, die jeweils aus Metallmaterial hergestellt sind, wie z. B. Aluminium, auf den entgegengesetzten Elektroden der beiden Heizvorrichtungen 2 ausgebildet. Wie Fig. 2 zeigt, erstreckt sich jeder getrennte Verdrahtungsabschnitt 4 in die Position in der Nähe der anderen Endkante 1b, entgegengesetzt zu der einen Endkante 1a des Vorrichtungssubstrats 1, während eine Breite dieses stufenweise verringert wird, und ist mit einer entsprechenden Kontaktfläche 5 verbunden.
Jedes Paar von Heizvorrichtungen ist von dem anderen Paar von Heizvorrichtungen getrennt, und ein Abstand zwischen angrenzenden zwei Heizvorrichtungen auf der Seite der oberen Kante 1a unterscheidet sich von dem Abstand zwischen einem Paar von Heizvorrichtungen auf der Seite der einen Endkante 1b.
Wie Fig. 2 zeigt, sind alle gemeinsamen Verdrahtungsabschnitte 3 mit einem gemeinsamen Verbindungsabschnitt 6 des Vorrichtungssubstrats 1 verbunden, der hinter den Kontaktflächen 5 angeordnet ist. Da es möglich ist, eine Größe des Widerstands jedes Verdrahtungsabschnitts, der außerhalb des Vorrichtungssubstrats 1 angeordnet ist, ausreichend zu verringern, ist es annehmbar, daß jeder Verdrahtungsabschnitt auf einem gemeinsamen Grundkörper erzeugt wird.
Nachstehend wird ein Beispiel des Verfahrens zum Erzeugen der jeweiligen Heizvorrichtungen und Verdrahtungsabschnitte auf der Grundplatte beschrieben.
Zuerst wird eine Widerstandsmetallschicht aus HfB&sub2; mit einer Dicke von etwa 0,1 um auf einem Siliziumwafer aufgetragen, einschließlich einer Siliziumoxidschicht aus SiO&sub2; mit einer Dicke von etwa 2 um unter Anwendung eines Zerstäubungsprozesses. Anschließend wird eine metallische Verdrahtungsschicht aus Aluminium mit einer Dicke von etwa 0,5 um auf der Widerstandsmetallschicht aufgetragen, die jede Heizvorrichtung ausbildet, durch Anwendung eines Zerstäubungsprozesses. Daraufhin wird jede der Schichten, die Widerstandsmetallschicht und die Verdrahtungsschicht aus Metall der Strukturierung unter Anwendung eines photolithographischen Prozesses unterzogen, um eine vorbestimmte Kontur auszubilden, wodurch eine in Fig. 1 gezeigte Verdrahtungsstruktur erhalten werden kann. Um die jeweiligen Metallschichten zu schützen, werden eine Schutzschicht aus SiO&sub2; (nicht gezeigt) mit einer Dicke von etwa 1 um und eine Schutzschicht aus Ta (nicht gezeigt) mit einer Dicke von etwa 0,5 um auf den gemeinsamen Verdrahtungsabschnitten 3 und den getrennten Verdrahtungsabschnitten 4 nacheinander abgeschieden, von denen jede der Strukturierung unterzogen wurde, indem ein Zerstäubungsprozeß angewandt wird. Daraufhin wird ein nicht notwendiger Teil der Schutzschicht, die aus zwei Schichten besteht, von den Heizvorrichtungen 2, den gemeinsamen Verdrahtungsabschnitten 3 und dem getrennten Verdrahtungsabschnitt 4 unter Anwendung eines photolithographischen Prozesses entfernt.
Das Vorrichtungssubstrat 1 mit den Heizvorrichtungen 2 und den Verdrahtungsabschnitten 3 und 4 ist auf diese Weise über die vorstehend erwähnten Schritte erzeugbar. Wie weiter nachstehend beschrieben, ist es möglich, das dadurch erhaltene Vorrichtungssubstrat 1 in einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zu integrieren, wie in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt ist, und weiterhin ist es möglich, diesen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf in ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät zu integrieren, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Vorrichtungssubstrat 1 im wesentlichen mit jeweils einer Heizplatte 100 und einem Vorrichtungssubstrat 200 übereinstimmt, wie in Fig. 6 gezeigt ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt, kann ein Abstand zwischen der einen Endkante 1a des Vorrichtungssubstrats 1 und einer Zeile von Heizvorrichtungen 2, die auf diese Weise in der Abstandsbeziehung angeordnet sind, auf eine vorbestimmte Größe eingestellt werden, indem ein Teil des Vorrichtungssubstrats 1 auf der Seite der einen Endkante 1a während einer Trennoperation, die auszuführen ist, bevor das Vorrichtungssubstrat 1 in den Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf integriert wird, abgetrennt wird.
Die gezeigte Ausführungsform ist vorhergehend unter Bezugnahme auf den Fall beschrieben worden, daß die Anzahl der Verdrahtungsabschnitte in bezug auf jedes Paar von Heizvorrichtungen 2 auf drei eingestellt ist, dargestellt durch einen gemeinsamen Verdrahtungsabschnitt 3 und zwei getrennte Verdrahtungsabschnitte 4, im Gegensatz zu der herkömmlichen Grundplatte mit vier Verdrahtungsabschnitten. Dies bedeutet, daß das Vorrichtungssubstrat 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dem herkömmlichen überlegen ist, weil ein Wert des elektrischen Widerstands der Verdrahtungsabschnitte bemerkenswert verringert werden kann, was dazu führt, daß der elektrische Energieverlust im Vergleich zu dem herkömmlichen Verdrahtungsabschnitt verringert werden kann. Wenn z. B. ein Wert des Verdrahtungswiderstands des Vorrichtungssubstrats 1, das gemäß dieser Ausführungsform aufgebaut ist, auf etwa 25 Ω eingestellt ist, beträgt ein Wert des Verdrahtungswiderstands der herkömmlichen Grundplatte, die dem Vorrichtungssubstrat 1 der vorliegenden Erfindung entspricht, etwa 40 Ω.
In dieser Ausführungsform kann die Anzahl der Verdrahtungen ohne Stromkonzentration verringert werden. Das Vorrichtungssubstrat ist miniaturisierbar, selbst wenn eine Vielzahl von Heizvorrichtungen darauf angeordnet ist.
In dieser Ausführungsform sind die Heizvorrichtungen am Rand des Vorrichtungssubstrats angeordnet, während die Anzahl der Verdrahtungen durch die Anordnung der Heizvorrichtungen vermindert wird, wie vorstehend beschrieben, wobei die Heizvorrichtungen eine rechteckige Form mit einem langen Rand in der Richtung entlang der Kante des Vorrichtungssubstrats aufweisen.
Weiterhin kann der Düsenabstand mittels der Anordnung der Heizvorrichtungen, wie vorstehend beschrieben, gleichbleibend gesteuert werden, während die Mitte der Düse im wesentlich mit der Mitte der Heizvorrichtungen übereinstimmt.
In dieser Ausführungsform ist es in dem Fall, daß eine Anzahl von Verdrahtungsleitungen gleichbeabstandet mit einem sehr kleinen Abstand angeordnet ist, wie in Fig. 1 gezeigt, um einen Defekt durch Auftreten von Kurzschluß zwischen angrenzenden zwei Verdrahtungsleitung zu verhindern, notwendig, daß ein vorbestimmter Spalt zwischen angrenzenden zwei Verdrahtungsleitungen eingehalten wird. Aus diesem Grund ändert sich der Widerstandswert jedes Verdrahtungsabschnitts wesentlich mehr als ein Verhältnis zwischen der Anzahl der Verdrahtungsleitungen. Wie aus Fig. 2 deutlich wird, da die Größe jeder Heizvorrichtung 2 sehr klein im Vergleich zu der Größe jeder der Kontaktfläche 5 und anderer zugehöriger Komponenten ist, die in dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf tatsächlich integriert sind, sollte die Größe jedes Verdrahtungsabschnitt, der zur elektrischen Verbindung der Heizvorrichtung 2 und der Kontaktflächen 5 miteinander erforderlich ist, allmählich vermindert werden, z. B. von der Seite der Kontaktfläche 5 zu der Seite der Heizvorrichtung 2, was dazu führt, daß die Länge jedes Verdrahtungsabschnitts proportional verlängert wird. Dies hat zur Folge, daß der Widerstandswert jedes Verdrahtungsabschnitt unvermeidbar zunimmt. Im Hinblick auf diese Tatsache ist es wichtig, daß die Anzahl der Verdrahtungsabschnitte vermindert wird, um den Widerstandswert niedrig zu halten. Schließlich ist es vorteilhaft und wirkungsvoll, daß der Spalt zwischen angrenzenden Verdrahtungsleitungen verkleinert wird und die Breite jeder Verdrahtungsleitung entsprechend größer wird. Wenn jedoch der Spalt zwischen angrenzenden Verdrahtungsleitungen im Hinblick auf die gesamten Verdrahtungsleitungen auf dem Vorrichtungssubstrat 1 absichtlich verkleinert wird, ist das Auftreten von Ausschuß vom Standpunkt der Produktion wahrscheinlich. Bei dem vorstehend erwähnten Umstand wird in dieser Ausführungsform der Spalt zwischen angrenzenden Verdrahtungsleitungen nur in der begrenzten Position auf einen kleinen Wert eingestellt, in welchem es schwierig ist, den Spalt zwischen angrenzenden Verdrahtungsleitungen zu vergrößern, und der Spalt zwischen angrenzenden Verdrahtungsleitungen in der Position, anders als der vorhergehend erwähnten, wird auf einen großen Wert eingestellt. Aus Fig. 2 wird deutlich, daß der Spalt zwischen angrenzenden Verdrahtungsleitungen zu der Heizvorrichtung 2 verkleinert wird. Vorausgesetzt, daß der Spalt zwischen angrenzenden Verdrahtungsleitungen nur innerhalb des begrenzten Bereichs vermindert wird, wie vorstehend erwähnt, ist es möglich, daß eine Eintrittsrate des Ausschusses niedrig gehalten werden kann, selbst wenn eine Maskenjustier- und Belichtungsanlage mit einer vergleichsweise niedrigen Genauigkeit zum Herstellen eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs verwendet wird, wodurch der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf mit hoher Rentabilität gefertigt werden kann.
Da der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf mit dem darin in der vorstehend beschriebenen Weise integrierten Vorrichtungssubstrat 1 einen gemeinsamen Verdrahtungsabschnitt 3 aufweist, welcher den Heizvorrichtungen 2a und 2b gemeinsam ist, die paarweise einander angrenzen, wenn die Ansteuerung erfolgt, kann ein Paar der Heizvorrichtungen 2a und 2b zu unterschiedlichen Zeitpunkten angesteuert werden, um die Stromkonzentration auf dem gemeinsamen Verdrahtungsabschnitt zu verhindern. Daher sollten alle Heizvorrichtungen in zwei oder mehr Blöcke unterteilt und in jedem Block angesteuert werden. In der Praxis ist zu bevorzugen, daß zur Gewährleistung einer maximalen Stromstärke durch den gesamten Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf auf niedrigem Niveau die Heizvorrichtungen abteilungsweise in einer vergrößerten Anzahl von Blöcken angeordnet werden, um zu gestatten, daß sie in unterschiedlicher Zeitsteuerbeziehung angesteuert werden.

(Ausführungsform 2)

Fig. 3 zeigt eine Seitenschnittansicht eines Tintenstrahl- Aufzeichnungskopfs, der gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, zur Darstellung eines geschichteten Aufbaus auf einem Vorrichtungssubstrat für den Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf.
In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Tragelement, das aus einem Metallmaterial hergestellt ist. Ein Vorrichtungssubstrat 1, das in derselben Weise wie in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt ist, ist auf dem Tragelement 10 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist eine Schutzschicht 11 aus SiO&sub2; und Ta, die auf einer Heizvorrichtung 2 und Verdrahtungsleitungen 3 und 4 ausgebildet ist, in der Zeichnung gezeigt, und weiterhin ist eine Schicht 12 aus SiO&sub2;, die auf dem Vorrichtungssubstrat 1 erzeugt ist, ebenfalls in der Zeichnung gezeigt.
Eine flexible, gedruckte Leiterplatte 13 ist auf dem Tragelement 10 angeordnet, und Anschlüsse auf der flexiblen, gedruckten Verdrahtungsplatte 13 sind über eine Vielzahl von Anschlußdrähten mit Anschlüssen der Verdrahtungsabschnitte 3 und 4 auf dem Vorrichtungssubstrat 1 elektrisch verbunden.
Eine Tintenausstoßdüse 15 ist unmittelbar über jeder Heizvorrichtung 2 so angeordnet, daß Tinte durch die Tintenausstoßdüse 15 ausgestoßen wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird Tinte in den Raum, der unmittelbar über den Heizvorrichtungen 2 liegt, in der mit einem Pfeil A bezeichneten Richtung zugeführt, und wenn anschließend ein elektrischer Ansteuerstrom an das Vorrichtungssubstrat 10 angelegt ist, wird die Tinte durch die Tintenausstoßdüse 15 in einer mit einem Pfeil B bezeichneten Richtung ausgestoßen.
In dieser Ausführungsform ist der Abstand, gemessen von der Heizvorrichtung 2 zu der Tintenausstoßdüse 15, durch Verdrahtungsleitungen und zugehörige Komponenten nicht einschränkend bestimmt. Es ist jedoch notwendig, daß die Zeitdauer, welche nach dem Abschluß des Tintenausstoßes aus der Tintenausstoßdüse 15 abläuft, bis der Raum, der sich von der Heizvorrichtung 2 zu der Tintenausstoßdüse 15 erstreckt, mit Tinte gefüllt ist, soweit wie möglich verkürzt wird. Auch in dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft und wirkungsvoll, daß der Abstand, gemessen von der Heizvorrichtung 2 zu einer Endkante 1a des Vorrichtungssubstrats 1 verkürzt ist.

(Ausführungsform 3)

Fig. 4 zeigt eine fragmentarische, vergrößerte Draufsicht eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs, der gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, zur Darstellung eines wesentlichen Teils der Verdrahtungsstruktur einer Grundplatte.
In dieser Ausführungsform ist eine Heizvorrichtung 2 in der Form eines Quadrats gestaltet, welches in einem Winkel von 45º in bezug auf eine Endkante 1a eines Vorrichtungssubstrats 1 geneigt ist. Außerdem ist ein Verbindungsverdrahtungsabschnitt 20, der in der Nähe einer Gruppe von Heizvorrichtungen 2 angeordnet ist, um ein Paar von gemeinsamen Verdrahtungsabschnitten 3 miteinander zu verbinden, zwischen der Gruppe von Heizvorrichtungen 2 und dem Vorrichtungssubstrat 1 angeordnet. Da die Gruppe von Heizvorrichtungen 2 und der Verbindungsverdrahtungsabschnitt 20 in dem schmalen Raum erzeugt sind, ist es unvermeidbar, daß der Verbindungsverdrahtungsabschnitt 20 eine sehr geringe Breite aufweist. Der Grund, weshalb der Verbindungsverdrahtungsabschnitt 20 nahe der Gruppe von Heizvorrichtungen 2 angeordnet ist, besteht darin, daß eine Notwendigkeit zum Beabstanden des Verbindungsverdrahtungsabschnitts 20 von der einen Endkante 1a des Vorrichtungssubstrats 1 besteht, auf Grund einer Wahrscheinlichkeit, daß das Vorrichtungssubstrat 1 während eines Trennschritts beim Ausführen des Trennens eines Endes des Vorrichtungssubstrats 1, wenn das Vorrichtungssubstrat 1 tatsächlich in den Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf integriert wird.
Da in dieser Ausführungsform die Heizvorrichtungen 2 in einem gleichbleibenden Abstand angeordnet sind, kann der Düsenabstand konstant sein. Da weiterhin ein Paar von gemeinsamen Verdrahtungsabschnitten 3, die einander benachbart angeordnet sind, über den Verbindungsverdrahtungsabschnitt 20 miteinander elektrisch verbunden sind, ist es notwendig, daß jede der vier Heizvorrichtungen 2 innerhalb der Gruppe der gemeinsamen Verdrahtungsabschnitte 3 in der unterschiedlichen Zeitsteuerbeziehung angesteuert wird. In dem Fall, daß die Heizvorrichtungen 2 auf diese Weise angesteuert werden, wenn elektrischer Strom einer einzelnen Heizvorrichtung 2 zugeführt wird, strömt ein großer Teil des elektrischen Stroms durch die gemeinsamen Verdrahtungsabschnitte 3 und die getrennten Verdrahtungsabschnitte 4, welche mit den Heizvorrichtungen 2 elektrisch verbunden sind. Da in diesem Fall der elektrische Strom durch den Verbindungsverdrahtungsabschnitt 20 fließt, besteht ein Vorteil darin, daß ein Widerstandswert jedes gemeinsamen Verdrahtungsabschnitts 3 in gewissem Maße vermindert wird. In dem Fall, daß ein hoher elektrischer Strom veranlaßt wird, durch eine feine Verdrahtungsleitung zu fließen, die aus einem Metallmaterial hergestellt ist, wie z. B. Aluminium oder ein ähnliches Material, tritt gewöhnlich ein Problem auf, daß jede Verdrahtungsleitung infolge einer Migrationserscheinung beschädigt oder unterbrochen wird. Da in dieser Ausführungsform eine elektrische Stromstärke, die durch den Verbindungsverdrahtungsabschnitt 20 fließt, auf die Hälfte oder weniger des elektrischen Stroms, der durch jede Heizvorrichtung 2 und zugehörige Komponenten fließt, eingestellt ist, tritt das vorstehend erwähnte Problem nicht auf.
Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 1 gezeigt, ist in dieser Ausführungsform jede Heizvorrichtung an Kanten jedes gemeinsamen Verdrahtungsabschnitts 3 und jedes getrennten Verdrahtungsabschnitts 4 nicht freiliegt. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß jede Heizvorrichtung 2, jeder gemeinsame Verdrahtungsabschnitt 3 und jeder getrennte Verdrahtungsabschnitt 4 gleichzeitig der Strukturierung unter Anwendung eines photolithographischen Prozesses unterzogen ist, um zu verhindern, daß jede Heizvorrichtung 2 an den Kanten jedes gemeinsamen Verdrahtungsabschnitts 3 und jedes getrennten Verdrahtungsabschnitts 4 freiliegt. In dieser Ausführungsform kann jedoch ein Teil jeder Heizvorrichtung 2 an den Kanten jedes gemeinsamen Verdrahtungsabschnitts 3 und jedes getrennten Verdrahtungsabschnitts 4 freiliegen.
In jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen wird bewirkt, daß sich jeder Verdrahtungsabschnitt über eine Anschlußverdrahtung nach außerhalb der Grundplatte erstreckt. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht nur darauf beschränkt werden. Wahlweise wird eine Ansteuerschaltung vorhergehend in einer aus Silizium hergestellten Grundplatte unter Anwendung z. B. eines bisher bekannten Verfahrens zur Erzeugung von integrierten Schaltungen in einer solchen Weise, um zu gestatten, daß jeder Verdrahtungsabschnitt mit der Ansteuerschaltung elektrisch verbunden wird.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Tintenstrahlkartusche IJC, auf welche der in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaute Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf angewendet ist, und Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der in Fig. 5 gezeigten Tintenstrahlkartusche IJC zur Darstellung des Innenaufbaus der Tintenstrahlkartusche in dem demontierten Zustand. In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 100 eine Heizvorrichtungsplatte, welche auf einer Grundplatte aus Silizium erzeugt ist, mit einer Vielzahl von Elektrizität-Wärme-Umwandlungselementen und einer Vielzahl von elektrischen Verdrahtungsleitungen, die alle aus Aluminium oder einem ähnlichen Metallmaterial zum Zuführen von Elektrizität zu den Elektrizität-Wärme-Umwandlungselement hergestellt sind, die in der Abstandsbeziehung unter Anwendung eines Schichterzeugungsverfahrens angeordnet sind, und das Bezugszeichen 200 bezeichnet ein Vorrichtungssubstrat für die Heizvorrichtungsplatte 100. Das Vorrichtungssubstrat 200 weist eine Vielzahl von Verdrahtungsleitungen auf, die entsprechend den Verdrahtungsleitungen auf der Heizvorrichtungsplatte 100 angeordnet sind, und eine Vielzahl von Kontaktflächen 210, die an einem Ende der jeweiligen Verdrahtungsleitungen angeordnet sind, um Signale aufzunehmen, die von einer Steuervorrichtung (nicht gezeigt) der Tintenstrahlkartusche IJC übertragen sind. Das Bezugszeichen 300 bezeichnet eine Deckplatte, welche eine Vielzahl von Tintenströmungskanälen aufweist, eine gemeinsame Flüssigkeitskammer, die mit den Tintenströmungskanälen verbunden sind, und eine Trennwand zum Trennen der Tintenströmungskanäle und der gemeinsamen Flüssigkeitskammer voneinander. Das Bezugszeichen 400 bezeichnet eine Tintenaufnahmeöffnung, welche mit der gemeinsamen Flüssigkeitskammer in Verbindung ist, und das Bezugszeichen 500 bezeichnet eine Düsenplatte mit einer Vielzahl von Tintenausstoßdüsen, die darin ausgebildet sind. Die Düsenplatte ist aus einem Syntheseharz, z. B. Polysulfon, einstückig formgebend erzeugt. Das Bezugszeichen 600 bezeichnet ein Tragelement, welches z. B. aus einem Metallmaterial hergestellt ist, um die Rückfläche des Vorrichtungssubstrats 200 mit dessen Fläche in Gegenüberlage zu tragen. Das Tragelement 600 dient als eine untere Platte für eine Tintenstrahleinheit IJU. Das Bezugszeichen 700 bezeichnet eine Rückhaltefeder zum festen Halten der Düsenplatte 300 und der Heizvorrichtungsplatte 100, während diese mit der Temperatur 600 in Kontakt gebracht werden. Fußabschnitte der Rückhaltefeder 700 werden mit Löchern 610 in Eingriff gebracht, die in dem Tragelement 600 durchgehend erzeugt sind. Das Bezugszeichen 800 bezeichnet ein Tintenzuführelement. Das Tintenzuführelement 800 weist ein Tintenzuführrohr 810 auf, dessen eine Ende mit einem Tintenabsorptionselement 1100 über eine Tintenzuführöffnung 1020 eines Tintenbehälters (Behälter) IT in Druckkontakt gebracht wird, der weiter nachstehend beschrieben ist, als auch ein Tintenzuführrohr 820, dessen eine Ende mit dem anderen Ende des Tintenzuführrohrs 810 verbunden ist, und dessen andere Ende mit der Tintenaufnahmeöffnung 400 in Druckkontakt versetzt ist. Das Bezugszeichen 900 bezeichnet einen Filter, welcher an dem einen Ende des Tintenzuführrohrs 810 auf der Seite des Tintenbehälters IT angeordnet ist. Ein Loch 620 ist durch das Tragelement 600 erzeugt, um zu gestatten, daß sich das Tintenzuführrohr 810 hindurch erstreckt.
Um Tinte der Tintenstrahleinheit IJU zuzuführen, die in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut ist, besteht der Tintenbehälter IT im wesentlichen aus einem Gehäuse 1000 der Tintenstrahlkartusche IJC, einem Tintenabsorptionselement 1100, um darin Tinte zu absorbieren, und einem Abdeckelement 1200 zum dichten Verschließen eines Öffnungsabschnitts des Kartuschengehäuses 1000 damit, nachdem das Tintenabsorptionselement 1100 von der entgegengesetzten Seite in das Kartuschengehäuse 1000 eingefügt ist, um mit der Anordnungsfläche der Tintenstrahleinheit IJU des Kassettengehäuses 1000 in engen Kontakt zu gelangen. Eine Atmosphärenverbindungsöffnung 1010 ist so durch das Kartuschengehäuse 1000 ausgebildet, um zu gestatten, daß durch diese Atmosphärenluft in den Tintenbehälter IT eingeführt wird. Ein Flüssigkeitsabweiselement 1300 ist in die Atmosphärenverbindungsöffnung 1010 zum Zweck der Verhinderung des Austritts von Tinte durch die Atmosphärenverbindungsöffnung 1010 eingefügt. Außerdem ist eine Tintenzuführöffnung 1020 in dem Kartuschengehäuse 1000 erzeugt, und eine Packung 1400 ist in die Tintenzuführöffnung 1020 aufgenommen. Die Tintenstrahleinheit IJU, die in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut ist, wird an dem Kartuschengehäuse 1000 fest angeordnet, indem ein Seitenflächen-Tragelement 600 an dem Kassettengehäuse 1000 auf der entgegengesetzten Seite an der Tintenabsorptionselement-Einfügeseite fest angeordnet wird, und das Innere der Tintenstrahleinheit IJU wird mit einer Abdeckung 1500 verschlossen.
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche den Aufbau eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts IJRA mit einer auf diese Weise daran angeordneten Tintenstrahlkartusche IJC beispielhaft darstellt. Dieses Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät IJRA weist eine Führungsspindel 2040 auf, welche durch einen Antriebsmotor 2010 über Antriebskraft-Übertragungsräder 2020 und 2030 gedreht wird, wenn der Antriebsmotor 2010 in der Normal-/Umkehrrichtung in Drehung versetzt ist. Ein Schlitten HC mit einer darauf abnehmbar angeordneten Tintenkartusche IJC wird durch eine Schlittenstange 2050 und die Führungsspindel 2040 getragen, die sich beide parallel zueinander erstrecken, und der Schlitten HC weist einen Betätigungsstift (nicht gezeigt) auf, der angepaßt ist, in eine sich spiralförmig erstreckende Nut 2041 auf der Führungsspindel 2040 einzugreifen. Wird bei diesem Aufbau die Führungsspindel 2040 in der Normal- bzw. Umkehrrichtung gedreht, wird der Schlitten HC in der mit einem Pfeil a bezeichneten Richtung oder in der mit einem Pfeil b bezeichneten Richtung wechselseitig verschoben. Das Bezugszeichen 2060 bezeichnet eine Papierandrückplatte, welche zum Andrücken eines Papiers P, d. h. ein Aufzeichnungsmedium, gegen eine Papiertransportwalze 2070 entlang der Breite dient, die durch den Bereich definiert ist, in welchem der Schlitten HC nach links bzw. nach rechts wechselseitig bewegbar ist. Die Bezugszeichen 2080 und 2090 bezeichnen jeweils Lichtschranken. Jede der Lichtschranken 2080 und 2090 wirkt als Ausgangsposition-Erfassungsvorrichtung zur Änderung der Drehrichtung des Antriebsmotors 2010 in die entgegengesetzte Drehrichtung durch die optische Erkennung des Vorliegens eines Hebels 2100, der nach außerhalb des Schlittens HC vorsteht, innerhalb des Bereichs, der durch die Lichtschranken 2080 und 2090 definiert ist. Das Bezugszeichen 2110 bezeichnet ein Verkappungselement zum Verkappen der Vorderfläche eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs. Das Verkappungselement 2110 wird durch ein Tragelement 2120 getragen. Das Bezugszeichen 2030 bezeichnet eine Saugvorrichtung zum Evakuieren des Innenraums einer Kappe. Die Saugvorrichtung 2030 führt eine Wiedergewinnungssaugoperation durch Absaugen von Gas in der Kappe durch ein in der Kappe ausgebildetes Loch aus. Eine Reinigungsklinge 2140 zum Reinigen der Endfläche der Kappe durch Wischen derselben damit ist auf einem Element 2150 in einer solchen Weise angeordnet, um sich in der Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung zu bewegen. Die Reinigungsklinge 2140 wird durch eine Tragplatte 2160 auf der Gehäuseseite bewegbar getragen. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht nur auf den in der Zeichnung gezeigten und vorstehend beschriebenen Aufbau begrenzt werden. Es sollte natürlich klar sein, daß jede andere Art der bisher bekannten Reinigungsklinge für das Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät IJRA gleichermaßen anwendbar ist. Das Bezugszeichen 2170 bezeichnet einen Hebel zum Einleiten einer Wiedergewinnungssaugoperation für die Tintenstrahlkartusche IJC. Wenn ein Kurvenkörper 2180 gedreht wird, der eingerichtet ist, mit dem Schlitten HC in Eingriff zu gelangen, wird der Hebel 2170 zum Zweck der Einleitung einer Wiedergewinnungssaugoperation verlagert. Da bei einem solchen Aufbau die durch den Antriebsmotor 2010 erzeugte Antriebskraft über die bisher bekannte Antriebskraft-Übertragungsvorrichtung, wie z. B. eine Kupplung oder eine ähnliche Komponente, auf die Führungsspindel 2040 übertragen ist, wird der Schlitten HC in die durch den Pfeil a bezeichnete Richtung oder in die durch den Pfeil b bezeichnete Richtung gesteuert verschoben.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät IJRA so aufgebaut, daß eine Verkappungsoperation, eine Reinigungsoperation und eine Wiedergewinnungssaugoperation mit Hilfe der Führungsspindel 2040 ausgeführt werden, wenn der Schlitten HC eine vorbestimmte Stelle auf der Seite der Ausgangsposition erreicht. Wahlweise ist jede der vorstehend erwähnten Operationen gemäß einer anderen Art der bisher bekannten Zeitsteuerbeziehungen ausführbar. Es ist darauf hinzuweisen, daß jede der vorstehend erwähnten Strukturen eine ausgezeichnete Erfindung darstellt, nicht nur vom Standpunkt eines einfachen Aufbaus sondern auch vom Standpunkt komplexer Strukturen, und daß jede dieser Strukturen ein Beispielaufbau ist, der vorzugsweise zum Ausführen der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
Die vorliegende Erfindung erreicht ausgeprägte Wirkungen, wenn diese auf einen Aufzeichnungskopf oder ein Aufzeichnungsgerät angewendet wird, welches Vorrichtungen zum Erzeugen von Wärmeenergie aufweist, wie z. B. Elektrizität-Wärme- Umwandlungselemente oder Laserlicht, und welche Zustandsänderungen in der Tinte durch Wärmeenergie bewirken, um Tinte auszustoßen. Daher kann ein solches System eine hohe Aufzeichnungsdichte und eine hohe Auflösung der Aufzeichnung erreichen.
Ein typischer Aufbau und das Wirkprinzip werden in den USA- Patenten Nr. 4 723 129 und Nr. 4 740 796 beschrieben, und es ist zu bevorzugen, dieses Grundprinzip bei der Realisierung eines solchen Systems anzuwenden. Obgleich dieses System entweder auf eine Auf-Anforderung-Type oder eine Dauerbetriebstype des Tintenstrahl-Aufzeichnungssystems anwendbar ist, ist es besonders für die Vorrichtung der Auf-Anforderung-Type geeignet. Dies ist auf Grund der Tatsache, daß die Vorrichtung der Auf-Anforderung-Type Elektrizität-Wärme- Umwandlungselemente aufweist, von denen jedes auf einer Unterlage oder in einem Flüssigkeitskanal angeordnet ist, welcher die Flüssigkeit (Tinte) vorhält und wie folgt arbeitet: (1.), es werden ein Ansteuersignal oder mehrere Ansteuersignale an die Elektrizität-Wärme-Umwandlungselemente angelegt, um Wärmeenergie entsprechend der Aufzeichnungsinformation zu erzeugen;
(2.); die Wärmeenergie ruft den plötzlichen Temperaturanstieg hervor, welcher das Kernsieden überschreitet, um das Filmsieden in den Heizabschnitten des Aufzeichnungskopfs zu bewirken; und (3.) entsprechend den Ansteuersignalen wachsen Blasen in der Flüssigkeit (Tinte). Unter Anwendung des Wachsens und Zusammenfallens der Blasen wird die Tinte aus mindestens einer der Tintenausstoßdüsen des Aufzeichnungskopfs ausgestoßen, um einen oder mehrere Tintentropfen auszubilden. Das Ansteuersignal in der Form eines Impulses ist zu bevorzugen, weil das Wachsen und Zusammenfallen der Blasen augenblicklich erreicht werden kann und für diese Form des Ansteuersignals geeignet ist. Als ein Ansteuersignal in der Form eines Impulses sind jene in den USA-Patenten Nr. 4 463 359 und Nr. 4 345 262 beschriebenen zu bevorzugen. Außerdem ist zu bevorzugen, daß die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs der Heizabschnitte, welche in dem USA-Patent Nr. 4 313 124 beschrieben ist, angewendet wird, um eine bessere Aufzeichnung zu erreichen.
Die USA-Patente Nr. 4 558 333 und Nr. 4 459 600 beschreiben den nachstehenden Aufbau eines Aufzeichnungskopfs, welcher in der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gelangt: dieser Aufbau weist Heizabschnitte auf, welche in gekrümmten Abschnitten angeordnet sind, zusätzlich zu einer Kombination der Ausstoßdüsen, Flüssigkeitskanäle und der Elektrizität- Wärme-Umwandlungselemente, welche in den vorstehend erwähnten Patenten beschrieben sind. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung auf Strukturen angewendet werden, wie sie in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 123670/1984 und Nr. 138461/1984 beschrieben sind, um ähnliche Wirkungen zu erreichen. Erstere beschreibt einen Aufbau, in welchem ein allen Elektrizität-Wärme-Umwandlungselementen gemeinsamer Schlitz als Ausstoßdüsen der Elektrizität-Wärme-Umwandlungselemente verwendet wird, und die letztgenannte japanische Offenlegungsschrift beschreibt einen Aufbau, in welchem Öffnungen zum Absorbieren von Druckwellen, verursacht durch die Wärmeenergie, entsprechend den Ausstoßdüsen erzeugt sind. Somit kann die vorliegende Erfindung ungeachtet der Type des Aufzeichnungskopfs das Aufzeichnen auf eine vorteilhafte und wirkungsvolle Weise erreichen.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf einen sogenannten Vollzeilen-Aufzeichnungskopf anwendbar, dessen Länge der maximalen Länge in der Querrichtung eines Aufzeichnungsmediums entspricht. Ein solcher Aufzeichnungskopf kann eine Vielzahl von miteinander kombinierten Aufzeichnungsköpfen aufweisen oder einen einstückig ausgebildeten Aufzeichnungskopf.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung auf verschiedene Serienaufzeichnungsköpfe anwendbar:
- auf einen Aufzeichnungskopf, welcher an der Hauptbaugruppe eines Aufzeichnungsgeräts fest angeordnet ist,
- auf eine auf einfache Weise auswechselbare Chip-Type des Aufzeichnungskopfs, welcher beim Anordnen in der Hauptbaugruppe eines Aufzeichnungsgeräts elektrisch mit der Hauptbaugruppe verbunden wird und von dieser mit Tinte versorgt wird, und
- auf eine Kassettentype des Aufzeichnungskopfs, welcher einen Tintenbehälter einstückig aufweist.
Es ist ferner zu bevorzugen, ein Wiedergewinnungssystem hinzuzufügen oder ein vorläufiges Hilfssystem für einen Aufzeichnungskopf als ein Bestandteil des Aufzeichnungsgeräts, weil es dazu dient, die Wirkung der vorliegenden Erfindung beständig zu machen. Als Beispiele des Wiedergewinnungssystems sind aufzuführen: eine Verkappungseinrichtung und eine Reinigungseinrichtung für den Aufzeichnungskopf sowie eine Druck- oder Saugeinrichtung für den Aufzeichnungskopf. Beispiele für das vorläufige Hilfssystem sind eine vorläufige Heizeinrichtung unter Anwendung von Elektrizität-Wärme- Umwandlungselementen oder eine Kombination von anderen Heizelementen und den Elektrizität-Wärme-Umwandlungselementen, und eine Einrichtung zum Ausführen des vorläufigen Ausstoßes der Tinte, unabhängig vom Ausstoßen für die Aufzeichnung. Diese Systeme sind für eine zuverlässige Aufzeichnung wirkungsvoll.
Die Anzahl und die Type der Aufzeichnungsköpfe, welche in einem Aufzeichnungsgerät anzuordnen sind, können ebenfalls verändert werden. Z. B. kann nur ein Aufzeichnungskopf entsprechend einer einzigen Farbtinte oder eine Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen entsprechend einer Vielzahl von Tinten unterschiedlicher Farbe oder Konzentration verwendet werden. In anderen Worten, die vorliegende Erfindung ist wirkungsvoll auf ein Gerät anwendbar, welches mindestens einen der Modi monochromatischer Modus, Vielfarbenmodus und Vollfarbenmodus aufweist. Hier wird im monochromatischen Modus das Aufzeichnen durch die Anwendung nur einer Hauptfarbe, wie z. B. Schwarz, ausgeführt. Der Vielfarbenmodus führt das Aufzeichnen durch Anwenden verschiedener Farbtinten aus, und der Vollfarbenmodus führt die Aufzeichnung durch Farbmischung aus.
Obgleich die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ferner flüssige Tinte verwenden, sind Tinten anwendbar, welche flüssig sind, wenn das Aufzeichnungssignal angelegt ist: z. B. können Tinten verwendet werden, welche bei einer Temperatur niedriger als die Raumtemperatur verfestigen und welche bei Raumtemperatur erweichen oder verflüssigt sind. Dies ist der Fall, weil in dem Tintenstrahlsystem die Temperatur der Tinte im wesentlichen in einem Bereich von 30ºC - 70ºC so geregelt wird, daß die Viskosität der Tinte auf einem solchen Wert gehalten wird, daß die Tinte zuverlässig ausgestoßen werden kann.
Außerdem kann die vorliegende Erfindung auf ein solches Gerät angewendet werden, in welchem die Tinte gerade vor dem Ausstoßen durch die Wärmeenergie verflüssigt ist, woraus folgt, daß die Tinte im flüssigen Zustand aus den Düsen ausgestoßen wird und dann beginnt, sich beim Auftreffen auf dem Aufzeichnungsmedium zu verfestigen, wobei das Verdunsten der Tinte verhindert wird: die Tinte wird durch gezielte Anwendung der Wärmeenergie, welche im anderen Fall den Temperaturanstieg verursachen würde, vom festen Zustand in den flüssigen Zustand überführt, oder die Tinte, welche eintrocknet, wenn sie an der Luft belassen ist, wird als Reaktion auf die durch das Aufzeichnungssignal erzeugte Wärmeenergie verflüssigt. In solchen Fällen kann die Tinte in Ausnehmungen oder Durchgangslöchern, welche in einer porösen Unterlage ausgebildet sind, als Flüssigkeit oder Feststoffe vorgehalten werden, so daß die Tinte in Gegenüberlage der Elektrizität-Wärme-Umwandlungselemente vorliegt, wie in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 56847/1979 oder Nr. 71260/1985 beschrieben ist. Die vorliegende Erfindung ist am wirkungsvollsten, wenn sie die Erscheinung des Filmsiedens verwendet, um die Tinte auszustoßen.
Ferner kann die Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht nur als eine Bildausgabe- Endeinrichtung einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, wie z. B. ein Computer, verwendet werden, sondern auch als eine Ausgabeeinrichtung einer Kopiermaschine, welche eine Leseeinrichtung aufweist, als eine Ausgabeeinrichtung eines Faksimilegeräts, welches eine Sende- und Empfangsfunktion aufweist.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, ist erfindungsgemäß innerhalb einer Vielzahl von Wärmeenergie- Erzeugungselementen, angrenzend an zwei Wärmeenergie-Erzeugungselemente, die in der Form eines Paars miteinander zusammenwirken, ein gemeinsamer Verdrahtungsabschnitt zwischen beiden Wärmeenergie-Erzeugungselementen angeordnet, während ersteres mit dem letzteren verbunden ist, und getrennte Verdrahtungsabschnitte sind mit dem Paar von Wärmeenergie-Erzeugungselementen elektrisch verbunden. Folglich kann die vorliegende Erfindung einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät aufzeigen, einschließlich der vorstehend erwähnten Type des Tintenstrahl- Aufzeichnungskopfs, von denen jeder gewährleistet, daß die Anzahl der Verdrahtungsleitungen verringert werden kann und weiterhin der durch den Verdrahtungswiderstand verursachte Verlust elektrischer Energie verminderbar ist.
Außerdem ist erfindungsgemäß eine Vielzahl von Wärmeenergie- Erzeugungselementen in der Nähe einer Endkante eines Vorrichtungssubstrats angeordnet, das einen Teil einer Tintenausstoßebene des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs ausbildet. Folglich kann die vorliegende Erfindung einen Tintenstrahl- Aufzeichnungskopf und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät aufzeigen, einschließlich der vorstehend erwähnten Type des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs, welcher gewährleistet, daß eine Tintenmenge, welche aus dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf praktisch nicht ausgestoßen werden kann, selbst wenn die Wärmeenergie von den Wärmeenergie-Erzeugungselementen aufgenommen ist, soweit als möglich vermindert werden kann und weiterhin ein Wirkungsgrad der Umwandlung von Wärmeenergie wesentlich erhöht werden kann.

Claims

1. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, der aufweist:

- ein Vorrichtungssubstrat (1) und

- eine Vielzahl von Wärmeenergie-Erzeugungselementen (2; 2a, 2b), welche in einer Matrix auf dem Vorrichtungssubstrat (1) angeordnet sind, und welche den Tintenzustand ändern, um dadurch Wärmeenergie zu erzeugen, die ausreichend ist, um die Tinte auszustoßen, wobei

- die Vielzahl von Elementen (2; 2a, 2b) in einem im wesentlichen gleichen Abstand angeordnet sind,

- ein erstes Element (2a) der Vielzahl von Elementen (2; 2a, 2b) einem zweiten Element (2b) der Vielzahl Von Elementen benachbart ist,

- ein erster einzelner Verdrahtungsabschnitt (4) zum Zuführen eines Signals nur zu dem ersten Element (2a) nur mit dem ersten Element (2a) verbünden ist und ein zweiter einzelner Verdrahtungsabschnitt (4) zum Zuführen eines Signals nur zu dem zweiten Element (2b) nur mit dem zweiten Element (2b) verbunden ist,

- die Wärmeenergie-Erzeugungselemente mit einer Vielzahl von Paaren des ersten Elements und des zweiten Elements in dieser Reihenfolge wiederholt jeweils in einer Matrix in einem im wesentlichen gleichen Abstand angeordnet sind und

- das erste Element (2a) und das zweite Element (2b) mit einem gemeinsamen Verdrahtungsabschnitt (3) verbunden sind, wobei der gemeinsame Verdrahtungsabschnitt (3) zwischen dem ersten Element (2a) und dem zweiten Element (2b) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß:

sowohl das erste Element (2a) als auch das zweite Element (2b) an einem Kantenabschnitt oder in der Nähe eines Kantenabschnitts einer geraden Leitung des gemeinsamen Verdrahtungsabschnitts (3) angeordnet sind.

2. Kopf gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß: das erste Element (2a) und das zweite Element (2b), die mit dem gemeinsamen Verdrahtungsabschnitt (3) verbunden sind, elektrisch paarig sind.

3. Kopf gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß: eine Endkante (1a) des Vorrichtungssubstrats (1) einen Teil einer Vorderfläche eines Ausstoßabschnitts ausbildet und die Vielzahl von Wärmeenergie-Erzeugungselementen (2; 2a, 2b) in der Nähe der einen Endkante (1a) des Vorrichtungssubstrats (1) angeordnet ist.

4. Kopf gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß: die Vielzahl von Wärmeenergie-Erzeugungselementen (2; 2a, 2b) im wesentlichen parallel zu der einen Endkante (1a) des Vorrichtungssubstrats (1) angeordnet ist.

5. Kopf gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß: dieser ferner einen Verbindungsverdrahtungsabschnitt (20) zum elektrischen Verbinden des gemeinsamen Verdrahtungsabschnitts (3) aufweist, wobei der Verbindungsverdrahtungsabschnitt (20) in einem Abschnitt des Vorrichtungssubstrats zwischen einer Zeile der Elemente (2; 2a, 2b) und einer Endkante (1a, 1b) des Vorrichtungssubstrats (1) angeordnet ist.

6. Kopf gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß: der Verbindungsverdrahtungsabschnitt (20) in einem Abschnitt des Vorrichtungssubstrats (1) angeordnet ist, welcher der Zeile der Elemente (2; 2a, 2b) benachbart ist.

7. Kopf gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß: eine Richtung des Tintenausstoßes senkrecht zu einer oberen Oberfläche des Vorrichtungssubstrats (1) ist.

8. Kopf gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß: das Element (2; 2a, 2b) ein Elektrizität-Wärme-Umwandlungselement ist, das Wärmeenergie erzeugt, die ausreichend ist, um das Filmsieden von Tinte zu bewirken.

9. Tintenkartusche, die aufweist:

- einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß Anspruch 1, in welchem das Vorrichtungssubstrat (1) eine Endkante (1a) aufweist, welche einen Teil einer Vorderfläche der Ausstoßabschnitte bildet, und

- einen Tintenbehälter (IT) zum Vorhalten aufgenommener Tinte, die dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zuzuführen ist, wobei der Tintenbehälter (IT) an dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf abnehmbar angeordnet ist.

10. Tintenkartusche, die aufweist:

- einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß Anspruch 1 und

11. Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, das aufweist:

- eine Tintenkartusche gemäß Anspruch 9,

- einen Schlitten (HC) mit der darauf abnehmbar angeordneten Tintenkartusche und

- eine Antriebsvorrichtung (2010) zum wechselseitigen Antrieb des Schlittens (HC) in der Hauptabtastrichtung, die rechtwinklig zu der Transportrichtung eines Aufzeichnungsmediums ist.

12. Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, das aufweist:

- eine Tintenkartusche gemäß Anspruch 10,

13. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß Anspruch 1, wobei der gemeinsame Verdrahtungsabschnitt (3) mit dem ersten Element (2; 2a) und dem zweiten Element (2; 2b) übergangslos verbunden ist.