DE60029700T2 - Flüssigkeitsausstossdruckkopf, damit versehene Druckvorrichtung, Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstossdruckkopfes - Google Patents

Flüssigkeitsausstossdruckkopf, damit versehene Druckvorrichtung, Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstossdruckkopfes Download PDF

Info

Publication number
DE60029700T2
DE60029700T2 DE60029700T DE60029700T DE60029700T2 DE 60029700 T2 DE60029700 T2 DE 60029700T2 DE 60029700 T DE60029700 T DE 60029700T DE 60029700 T DE60029700 T DE 60029700T DE 60029700 T2 DE60029700 T2 DE 60029700T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
printing
ink
print head
liquid ejection
printing element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60029700T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60029700D1 (de
Inventor
Shogo Ohta-ku Kawamura
Toshiaki Ohta-ku Hirosawa
Riichi Ohta-ku Saito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of DE60029700D1 publication Critical patent/DE60029700D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60029700T2 publication Critical patent/DE60029700T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1601—Production of bubble jet print heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14024—Assembling head parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
    • B41J2/1404—Geometrical characteristics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14145—Structure of the manifold
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1601—Production of bubble jet print heads
    • B41J2/1603—Production of bubble jet print heads of the front shooter type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1621—Manufacturing processes
    • B41J2/1623—Manufacturing processes bonding and adhesion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1621—Manufacturing processes
    • B41J2/1626—Manufacturing processes etching
    • B41J2/1629—Manufacturing processes etching wet etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1621—Manufacturing processes
    • B41J2/1631—Manufacturing processes photolithography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/1752—Mounting within the printer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17543—Cartridge presence detection or type identification
    • B41J2/17546—Cartridge presence detection or type identification electronically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17559—Cartridge manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17566—Ink level or ink residue control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14362—Assembling elements of heads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsausstoßdruckkopf, einen mit einem solchen Druckkopf ausgerüsteten Drucker und ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes. Die vorliegende Erfindung ist übertragbar nicht nur auf allgemein genutzte Drucker, sondern auch auf Kopierer, Faxgeräte mit Kommunikationssystem, Textautomaten mit Druckeinheit und auf ähnliche Geräte. Die vorliegende Erfindung betrifft auch industriell genutzte Drukker, welche mit verschiedenen Verarbeitungsvorrichtungen kombiniert sind.
  • Es wurde ein Tintenstrahldrucker in die Praxis eingeführt, mit welchem das Drucken auf der Druckfläche eines Druckmediums durchgeführt wird. Der Tintenstrahldrucker ist im allgemeinen mit einer Tintenkartusche bestückt, welche zum Beispiel den in den 22 und 23 dargestellten Druckkopf zum Ausstoßen von Tinte auf das Druckmedium aufweist.
  • Wie aus den 22 und 23 hervor geht, ist die Tintenkartusche aus den Tintenbehältern 4Y, 4M und 4C zum Speichern der Farbtinte Gelb, Magenta und Zyan zum Beispiel, einer Behälteraufnahme 2 zur Aufnahme der Tintenbehälter 4Y, 4M und 4C, einem am Boden der Behälteraufnahme 2 angeordneten Druckelementsubstrat 10 zum Ausstoßen von Tinte aus dem jeweiligen Tintenbehälter 4Y, 4M und 4C durch zahlreiche Ausstoßöffnungen und einer an das Druckelementsubstrat 10 elektrisch angeschlossenen flexiblen Verdrahtungsleiterplat te 8 zum Übertragen einer Gruppe von Steuersignalen an dieses zusammengesetzt.
  • Das Druckelementsubstrat 10 ist aus den Substraten 10C, 10M und 10Y zum Ausstoßen der entsprechenden Farbtinte zusammengesetzt. Die Substrate 10C, 10M und 10Y haben den gleichen Aufbau, so daß nur das Substrat 10M detailliert beschrieben wird.
  • Das in 21 vergrößert dargestellte Substrat 10M ist eine dünne Siliziumplatte mit einer Gruppe in Zickzackform angeordneter Ausstoßöffnungen 10a. In jedem mit der entsprechenden Ausstoßöffnung in Verbindung stehenden Tintenströmungskanal ist ein Heizelement in Form eines elektrothermischen Wandlers angeordnet. Entlang der kurzen Kanten des Substrats ist eine Gruppe Elektroden 10e zur Übertragung von Steuersignalen zum entsprechenden Heizelement über eine nicht dargestellte leitende Schicht angeordnet. Die Rückseite des Substrats 10M ist mit einer langen Ausnehmung 10b in Übereinstimmung mit der Gruppe Ausstoßöffnungen 10a versehen.
  • Auf dem vorstehenden Abschnitt am Boden der aus einem Kunstharzmaterial gefertigten Behälteraufnahme 2 ist ein Rahmenelement 12 mit einer in dessen Mitte vorhandenen Öffnung angeordnet. In dieser Öffnung des Rahmenelements 12 ist ein Stützelement 14 angeordnet. Das Stützelement 14 dient dazu, die beim Ansteuern des Druckelementsubstrats 10 erzeugte Wärme zu streuen und eine parallele Fläche für die Substrate 10Y bis 10C zu erhalten. Da das Rahmenelement 12 am Stützelement 14 befestigt ist, dient es wie dieses dazu, die Wärme zu streuen. Das Stützelement 14 und das Rahmenelement 12 sind aus einem Wärme streuenden, einfach zu bearbeitenden Material wie zum Beispiel Silizium oder Aluminiumoxid gefer tigt, um deren Fläche so eben wie jene des Druckelementsubstrats 10 zu gestalten. Das Stützelement 14 ist in der Mitte mit drei in einem bestimmten Abstand zueinander angeordneten Tintenzuführbohrungen 14a zum Zuführen von Tinte aus dem entsprechenden Tintenbehälter versehen und an die Behälteraufnahme 2 geklebt. Als Klebstoff wird vorzugsweise ein durch Silikon modifiziertes Epoxydharz verwendet, weil dieses ein tintenbeständiges, elastisches Dichtmittel ist, welches Unterschiede im linearen Wärmedehnungskoeffizient zwischen den einzelnen Werkstoffen, wie zum Beispiel zwischen Aluminiumoxid und harzhaltigem Material kompensiert.
  • An beiden Enden des vorstehenden Abschnitts am Boden der Behälteraufnahme 2 ist eine Ausnehmung 2A vorhanden. Jede dieser Ausnehmungen 4A wird von vier ebenen Flächen definiert. Von diesen Flächen ist die Fläche, welche sich in Bewegungsrichtung (Pfeilrichtung S in 21) der mit den Tintenbehältern 4Y bis 4C bestückten Behälteraufnahme 2 erstreckt, die Bezugsfläche 2RS. Die Bezugsfläche 2RS der Ausnehmung 2A dient als Anlagefläche für den Abschnitt 16K des später detailliert beschriebenen Schlittens 16.
  • Wie aus 22 hervor geht, ist am Rahmenelement 12 eine flexible Verdrahtungsleiterplatte 8 angeordnet, welche die elektrische Verbindung zu der Gruppe Elektroden 10e an jedem der Substrate 10C bis 10Y im Druckelementsubstrat 10 herstellt. Die flexible Verdrahtungsleiterplatte 8 ist an der dem Druckelementsubstrat 10 entsprechenden Stelle mit einer Öffnung versehen.
  • Wie in 23 dargestellt, wird die Behälteraufnahme 2 mit den eingesetzten Tintenbehältern 4Y bis 4C, angedeutet durch Strich-Punkt-Linien, in Pfeilrichtung in den am Drucker vor handenen, durch eine durchgehende Linie gekennzeichneten Schlitten 16 installiert.
  • Der Schlitten 16 ist mit einer Durchgangsbohrung 16b versehen, welche als Aufnahme für einen Gleitholm GS dient. Auf diesem Gleitholm wird der Schlitten hin und her bewegt. Am Boden des Schlittens 16 ist eine Verbindungsöffnung 16a vorhanden. Die Öffnung 16a ist an zwei Seiten mit einem Vorsprung 16K versehen, welcher die Bezugsfläche 2RS in der Ausnehmung 2A der Behälteraufnahme 2 berührt. Der Vorsprung 16K erstreckt sich in die in 23 angedeutete Pfeilrichtung S, d.h. in Bewegungsrichtung des Schlittens 16 in die Öffnung 16a.
  • Die in einer Gruppe angeordneten Ausstoßöffnungen 10a am Druckelementsubstrat 10 müssen unter einem bestimmtren Winkel zu der in den 21 und 23 angedeuteten Pfeilrichtung, zum Beispiel rechtwinklig zu dieser angeordnet werden, um beim Bewegen in Pfeilrichtung S an bestimmten Stellen auf der Druckfläche des Druckmediums Pixel zu erzeugen.
  • Das Druckelementsubstrat 10 wird zuerst auf dem in die Öffnung des Rahmenelements 12 eingesetzten Stützelements 14 so positioniert, daß die in den Substraten 10Y bis 10C in einer Gruppe angeordneten Tintenausstoßöffnungen 10a sich im allgemeinen rechtwinklig zur Bezugsfläche 2R5 erstrecken, und dann an dieses geklebt. Als Kleber kann ein durch Wärme aushärtendes, tintenbeständiges Epoxydharz verwendet werden. Mit anderen Worten, das Druckelementsubstrat 10 wird so an der Behälteraufnahme 2 befestigt, daß die in Gruppen angeordneten Tintenausstoßöffnungen 10a sich rechtwinklig zur Bezugsfläche 2RS erstrecken.
  • Da aber, wie bereits beschrieben, das Positionieren des Druckelementsubstrats 10 an dem in die Behälteraufnahme 2 eingesetzten Stützelement 14 und das indirekte Positionieren des Druckelementsubstrats im Schlitten 16 über die Bezugsfläche an der Behälteraufnahme 2 getrennt voneinander erfolgt, treten Positionierfehler zwischen dem Druckelementsubstrat 10 und dem Schlitten 16 auf. Dadurch kann die Positioniergenauigkeit eingeschränkt werden.
  • Im Dokument EP 0 860 285 A ist ein Flüssigkeitsausstoßdruckkopf beschrieben, welcher mehrere mit Druckelementen zum Flüssigkeitsausstoßen bestückte Druckelementsubstrate aufweist, und ein am Druckkopf befestigter Behälter mit einem Bezugsabschnitt zum Positionieren bezüglich des Druckkopfes versehen ist: Bei diesem Flüssigkeitsausstoßkopf wird diesem und den Druckelementsubstraten Flüssigkeit über den Behälter zugeführt, wobei das Positionieren des Druckkopfes am Schlitten über einen Bezugsstift erfolgt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes, eines mit einem solchen Druckkopf betriebenen Druckers und eines Verfahrens zur Herstellung dieses Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes, welches die Positioniergenauigkeit des Druckelementsubstrats in bezug auf den Schlitten auf einfache Weise verbessert.
  • Diese Aufgabe erfüllt der im Anspruch 1 definierte Flüssigkeitsausstoßdruckkopf, der im Anspruch 14 definierte Drucker und das im Anspruch 20 definierte Verfahren zur Herstellung dieses Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes.
  • Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Da erfindungsgemäß der Abschnitt zum Positionieren der Behälteraufnahme in bezug auf den Schlitten auch zum Positionieren des Stützelements in der Behälteraufnahme verwendet wird, besteht die Möglichkeit, die Positioniergenauigkeit des Druckelementsubstrats in bezug auf den Schlitten auf einfache Weise zu verbessern.
  • Aufgabe, Effekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher zu erkennen.
  • 1 zeigt in perspektivischer Darstellung die Außenansicht eines Tintenstrahldruckers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt den in 1 dargestellten Drucker ohne Abdeckung.
  • 3 zeigt in perspektivischer Darstellung eine im Drukker gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete zusammengebaute Druckkopfkartusche.
  • 4 zeigt perspektivisch in Explosivdarstellung die Druckkopfkartusche gemäß 3.
  • 5 zeigt perspektivisch in Explosivdarstellung den Druckkopf gemäß 4 schräg von unten gesehen.
  • Die 6A und 6B zeigen in perspektivischer Darstellung den Aufbau einer Scannerkartusche in Einbaulage bzw. um 180 Grad gedreht, welche anstatt der Druckkopfkartusche gemäß 3 in den Drucker gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
  • 7 zeigt schematisch im Blockschaltbild den Gesamtaufbau der elektrischen Schaltung des Druckers als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die 8A und 8B zeigen in Blockschaltbildern ein Beispiel des Innenaufbaus der gedruckten Hauptleiterplatte (PCB) der in 7 dargestellten Schaltung.
  • Die 9A und 9B zeigen in Blockschaltbildern ein Beispiel des Innenaufbaus einer spezifischen integrierten Schaltung (ASIC) der in den 8A und 8B dargestellten Hauptleiterplatte.
  • 10 zeigt im Flußplan ein Beispiel des im Drucker als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ablaufenden Programms.
  • 11 zeigt perspektivisch in Explosivdarstellung den Druckkopf gemäß 4 von unten gesehen.
  • 12 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil des Druckers mit einem eingesetzten Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 13A zeigt die Draufsicht des Hauptteils des in 12 dargestellten Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes.
  • Die 13B und 13C zeigen das Zusammensetzen des Druckelementsubstrats bei dem in 12 dargestellten Flüssigkeitsausstoßdruckkopf.
  • 14 zeigt das Zusammensetzen des in 12 dargestellten Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes in perspektivischer Darstellung.
  • 15 zeigt das Zusammensetzen des in 12 dargestellten Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes in perspektivischer Darstellung.
  • 16 zeigt in perspektivischer Darstellung den mit einem Flüssigkeitsausstoßdruckkopf gemäß der vorliegenden Erfindung bestückten Schlitten eines Tintenstrahldruckers.
  • 17 zeigt in perspektivischer Darstellung eine zweite Ausführungsform des Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 18 zeigt die Draufsicht des in 17 dargestellten Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes.
  • 19 zeigt die Draufsicht des Hauptteils eines Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 20 zeigt die Schnittansicht XX-XX des in 19 dargestellten Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes.
  • 21 zeigt in perspektivischer Darstellung die Behälteraufnahme und ein Druckelementsubstrat gemäß dem Stand der Technik.
  • 22 zeigt in perspektivischer Darstellung den Zusammenbau der Behälteraufnahme und des Druckelementsubstrates gemäß dem Stand der Technik.
  • 23 zeigt in perspektivischer Darstellung den Schlitten mit der darin eingesetzten Tintenkartusche gemäß 21.
  • 24 zeigt perspektivisch in Explosivdarstellung die Druckelementeinheit im zusammengesetzten Zustand zusammen mit der bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Behälteraufnahme.
  • 25 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Druckelementeinheit und eine Behälteraufnahmeeinheit, welche bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • 26 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Druckelementsubstrat als Teil der entsprechenden Ausführungsformen des Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 27 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Tintenbehälter und einen Druckkopf, welche bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • 28 zeigt eine Schnittansicht des in 27 dargestellten, in die Behälteraufnahme ein gesetzten Tintenbehälters.
  • 29 zeigt die Vorderansicht einer Tintenbehälteraufnahme als einen Teil der entsprechenden Ausführungsformen des Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 30 zeigt die Draufsicht der in 29 dargestellten Tintenbehälteraufnahme.
  • 31 zeigt die Innenansicht eines Teils der mit Ausstoßöffnungen versehenen Platte der in 26 dargestellten Ausführungsform.
  • 32A zeigt die Draufsicht der ersten Platte der in 11 dargestellten Ausführungsform.
  • 32B zeigt eine Seitenansicht der ersten Platte.
  • Die 33A und 33B zeigen Schnittansichten eines Teils der ersten Platte, 33C zeigt ein Vergleichsbeispiel dieser Platte.
  • 34A zeigt die Draufsicht eines Elements mit einem die Tintenströmungskanäle miteinander verbindenden Kanals, welches bei der in 11 dargestellten Ausführungsform verwendet wird, 34B die Schnittansicht III IVB-III IVB dieses Elements.
  • 35 zeigt perspektivisch in Explosivdarstellung eine vierte Ausführungsform des Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 36 zeigt perspektivisch in Explosivdarstellung das Befestigen des die Strömungskanäle miteinander verbinden Elements an der Behälteraufnahme bei der in 35 dargestellten Ausführungsform und das Anschließen der ersten Platte an eine elektrische Verdrahtungsleiterplatte.
  • 37 zeigt die Draufsicht der in der Ausführungsform gemäß 35 verwendeten ersten Platte.
  • 38A zeigt die Draufsicht eines Elements mit einem die Tintenströmungskanäle miteinander verbindenden Kanals, wel ches bei der in 35 dargestellten Ausführungsform verwendet wird, 38B die Schnittansicht III VIIIB-III VIIIB dieses Elements.
  • 39 zeigt in perspektivischer Darstellung eine fünfte Ausführungsform des Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung und einen mit einem solchen Kopf bestückten Drucker.
  • 40 zeigt den in 39 angedeuteten Flüssigkeitsausstoßdruckkopf in perspektivischer Darstellung.
  • 41 zeigt die Draufsicht des Hauptteils des in 39 angedeuteten Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes.
  • Nachfolgend werden anhand der beiliegenden Zeichnungen Ausführungsformen des Druckers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Als Drucker wird ein Tintenstrahldrucksystem herangezogen. Der in dieser Spezifikation verwendete Begriff „Drucken" (oder „Aufzeichnen") bezieht auf die Erzeugung wichtiger Informationen wie Buchstaben und Figuren, aber auch auf die Erzeugung von Bildern, Designs oder Muster auf einem Druckmedium oder Verarbeitungsmedium, unabhängig davon, ob die Information Bedeutung hat oder bedeutungslos ist oder vom menschlichen Auge erfaßt wird.
  • Der Begriff „Druckmedium" oder „Druckblatt" bezieht sich nicht nur auf das bei herkömmlichen Druckern verwendete Papier, sondern auch auf Gewebe, Kunststoffilme, Metallplatten, Glas, Keramik, Holz, Leder oder ein anderes Tinte aufnehmende Material. Dieser Begriff gilt auch für „Papier".
  • Der Begriff „Tinte" (oder „Flüssigkeit") sollte weitgehend mit dem Begriff „Drucken" in Verbindung gebracht werden und bezieht sich auf eine Flüssigkeit zur Erzeugung von Bildern, Designs oder Mustern auf einem Druckmedium und auf das Behandeln des Druckmediums oder der Tinte (zum Beispiel darauf, den Farbstoff in der auf das Druckmedium ausgestoßenen Tinte zu koagulieren oder unlöslich zu machen).
  • 1. Körper des Gerätes
  • Die 1 und 2 zeigen die Außenansicht eines mit einem Tintenstrahldrucksystem ausgerüsteten Druckers. Bei dieser Ausführungsform hat der Druckerkörper M1000 ein Gehäuse, welches aus einem Unterteil M1001, einem Oberteil M1002, einem Zugangsdeckel M1003 und einer Austragplatte M1004 zusammengesetzt und in welchem ein Chassis M3019 (2) untergebracht ist.
  • Das Chassis M3019 ist aus mehreren Metallplatten mit einer bestimmten Steifigkeit hergestellt und bildet das Skelett des Druckers, an welchem verschiedene, später näher beschriebene Druckmechanismen befestigt sind.
  • Grob ausgedrückt bildet das Unterteil M1001 die unter Hälfte, das Oberteil M1002 die obere Hälfte des Druckerkörpers M1000. Zusammen montiert formen diese beiden Hälften ein Gehäuse zur Aufnahme der später beschriebenen Mechanismen. Der Druckerkörper M1000 ist oben und vorn mit einer Öffnung versehen.
  • Die Austragplatte M1004 ist an einem Ende schwenkbar am Unterteil M1001 befestigt. Mit dem Schwenken der Austragplatte M1004 wird die an der Vorderseite des Unterteils M1001 vorhandene Öffnung freigelegt bzw. geschlossen. Zum Drucken wird die Austragplatte M1004 nach vorn geschwenkt, um die Öffnung freizugeben, damit die gedruckten Blätter ausgetragen und gestapelt werden können. In der Austragplatte M1004 sind zwei Hilfsplatten M1004a, M1004b untergebracht. Diese Hilfsplatten können nach Bedarf nach vorn herausgezogen werden, um die Papierstützfläche in drei Schritten zu vergrößern.
  • Der Zugangsdeckel M1003 ist an einem Ende schwenkbar am Oberteil M1002 befestigt und dient zum Freilegen oder Schließen der an der Oberseite des Oberteils M1002 vorhandenen Öffnung. Bei hochgeschwenktem Zugangsdeckel M1003 kann eine bzw. ein im Druckerkörper installierte(r) Druckkopfkartusche H1000 oder Tintenbehälter H1900 ausgetauscht werden. Mit dem Freilegen oder Schließen des Zugangsdeckels M1003 betätigt ein an dessen Rückseite angeordneter Vorsprung (nicht dargestellt) einen Hebel. Von einem Mikroschalter wird die Schwenkposition des Hebels erfaßt und daraus erkannt, ob der Zugangsdeckel hoch oder heruntergeklappt ist.
  • Am hinteren Abschnitt des Oberteils M1002 sind ein AN/AUS-Knopf E0018, ein Wiederaufnahmeknopf E0019 und eine Leuchtdiode E0020 angeordnet. Mit dem Drücken des AN/AUS-Knopfes E0018 leuchtet die Leuchtdiode E0020, welche der Bedienperson die Druckbereitschaft des Druckers anzeigt. Die Leuchtdiode E002 hat mehrere Anzeigefunktionen. So wird zum Beispiel durch Änderung der Blinkintervalle und der Farbe die Bedienperson auf Druckerstörungen hingewiesen. Außerdem können von einem Summer E0021 (7) Töne erzeugt werden. Nach Beseitigung der Störung wird der Wiederaufnahmeknopf E0019 gedrückt, um das Drucken fortzusetzen.
  • 2. Druckdurchführmechanismus
  • Nachfolgend wird der im Druckergehäuse M1000 gemäß dieser Ausführungsform untergebrachte Druckdurchführmechanismus beschrieben.
  • Bei dieser Ausführungsform weist der Druckdurchführmechanismus folgende Einheiten auf: eine automatische Papierzuführeinheit M3022 zum automatischen Zuführen eines Druckblattes zum Druckerkörper, eine Blatttransporteinheit M3029 zum Führen des von der automatischen Papierzuführeinheit einzeln zugeführten Blattes bis zur vorbestimmten Druckstation und von dieser zu einer Austrageinheit M3030, eine Druckeinheit zum Drucken auf dem zur Druckstation transportierten Blatt und eine Ausstoßregeneriereinheit M5000 zur Wiederherstellung der Tintenausstoßleistung der Druckeinheit.
  • Zuerst wird auf die Druckeinheit näher eingegangen. Die Druckeinheit weist einen auf einem Holm M4021 beweglich gelagerten Schlitten M4001 und eine an diesem austauschbar befestigte Druckkopfkartusche H1000 auf.
  • 2.1. Druckkopfkartusche
  • Die in der Druckeinheit verwendete Druckkopfkartusche wird anhand der 3 bis 5 beschrieben.
  • Die in 3 dargestellte Druckkopfkartusche H1000 ist aus einem mit Tinte gefüllten Tintenbehälter H1900 und einem Druckkopf H1001 zum Ausstoßen der vom Tintenbehälter H1900 gelieferten Tinte durch Düsen entsprechend den Druckinformationen zusammengesetzt. Der Druckkopf H1001 ist als Kartusche ausgeführt und austauschbar am Schlitten M4001 befestigt, worauf später näher eingegangen wird.
  • Der Tintenbehälter für die Druckkopfkartusche H1000 ist aus mehreren separaten Tintenbehältern H1900 zusammengesetzt, in welchen zum Beispiel die Farbtinten Schwarz, Hellzyan, Hellmagenta, Zyan, Magenta bzw. Gelb untergebacht sind und welche die Erzeugung von Bildern in Fotoqualität ermöglichen. Wie aus 4 hervor geht, sind diese separaten Tintenbehälter austauschbar am Druckkopf H1001 befestigt.
  • Der Druckkopf H1001, in 5 perspektivisch dargestellt, weist ein Druckelementsubstrat H1100, eine erste Platte H1200, eine elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300, eine zweite Platte H1400, eine Behälteraufnahme H1500, ein Strömungskanäle erzeugendes Element H1600, einen Filter H1700 und eine Gummidichtung H1800 auf.
  • Eine Seite des Druckelementsubstrats H1100 ist mit zahlreichen durch Filmablagern erzeugten Druckelementen zur Erzeugung der für das Ausstoßen von Tinte erforderlichen Energie und mit elektrischen Verdrahtungen zum Beispiel aus Aluminium zum Speisen der einzelnen Druckelemente mit Strom versehen. Das Druckelementsubstrat H1100 ist auch mit photolithographisch erzeugten Tintenkanälen und Düsen H100T entsprechend der Anzahl an Druckelementen versehen. Auf der Rückseite des Druckelementsubstrats H1100 sind Tintenzuführkanäle zum Speisen der Tintenkanäle mit Tinte vorhanden. Das Druckelementsubstrat H1100 ist fest mit der mit Tintenzuführöffnungen H1201 versehenen ersten Platte H1200, diese wiederum fest mit der mit einer Öffnung versehenen zweiten Platte H1400 verbunden. Die zweite Platte H1400 drückt die elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300 gegen das Druckelementsubstrat H1100, um beide elektrisch miteinander zu verbinden. Die elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300 ist über Drähte mit dem Druckelementsubstrat H1100 und über Eingangsklemmen H1301 an den Drahtenden mit dem Druckerkör per verbunden und dient zur Übertragung von elektrischen Signalen zum Ausstoßen von Tinte zum Druckelementsubstrat H1100 sowie zum Empfangen externer Signale vom Druckerkörper. Die Eingangsklemmen H1301 für externe Signale sind an der Rückseite der Behälteraufnahme H1500 befestigt, worauf später näher eingegangen wird.
  • Die Behälteraufnahme H1500 mit dem austauschbaren Tintenbehälter H1900 wird zum Beispiel durch Ultraschallschweißen mit dem Strömungskanäle bildenden Element H1600 verschweißt, um einen Tintenkanal H1501 vom Tintenbehälter H1900 zur ersten Platte H1200 zu erhalten. Am Übergang zwischen dem Tintenbehälter H1900 und dem Tintenkanal H1501 ist ein Filter H1700 angeordnet, um das Eindringen von Staub zu verhindern. An der Stelle, an welcher der Filter H1700 den Tintenbehälter H1900 berührt, ist eine Gummidichtung H1800 angeordnet, um ein Verdampfen von Tinte zu verhindern.
  • Wie bereits erwähnt, werden die Behälteraufnahmeeinheit, zu welcher die Behälteraufnahme H1500, das Strömungskanäle bildende Element H1600, der Filter H1700 und die Gummidichtung H1800 gehören, und die Druckelementeinheit, zu welcher das Druckelementsubstrat H1100, die erste Platte H1200, die elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300 und die zweite Platte H1400 gehören, miteinander verklebt, um den Druckkopf H1001 zu erzeugen.
  • 2.2. Schlitten
  • Nachfolgend wird anhand von 2 der mit einer Druckkopfkartusche H1100 bestückte Schlitten M4001 beschrieben.
  • Wie aus 2 hervor geht, ist der aus einem harzhaltigen Material gegossene Schlitten M4001 mit einer Abdeckung M4002 zum Führen des Druckkopfes H1001 bis an die gewünschte Stel le und einem Hebel M4007 zum Positionieren und Anpressen des Druckkopfes H1001 über die Behälteraufnahme H1500 in bzw. an diesem versehen.
  • Der Hebel M4007 ist am oberen Abschnitt des Schlittens M4001 schwenkbar befestigt. An der Stelle, an welcher der Druckkopf H1001 den Schlitten M4001 berührt, ist eine federbelastete Platte (nicht dargestellt) angeordnet. Über die federbelastete Platte klemmt der Hebel M4007 den Druckkopf H1001 im Schlitten M4001 fest.
  • An einer Verbindungsstelle zwischen dem Schlitten M4001 und dem Druckkopf H1001 ist ein flexibles Kabel E0011 (7; nachfolgend Kontakt FPC genannt)) befestigt, welches über Kontaktstellen H1301 am Druckkopf H1001 die elektrische Verbindung zu diesem herstellt und Druckinformationen an diesen weiterleitet.
  • Zwischen dem Kontaktabschnitt des Kabels E0011 und dem Schlitten M4001 ist ein zum Beispiel aus Gummi gefertigtes elastisches Element (nicht dargestellt) angeordnet. Dieses elastische Element und der federbelasteten Hebel gewährleisten einen zuverlässigen Kontakt zwischen dem Kabel E0011 und dem Schlitten M4001. Der Kontaktabschnitt des Kabels ist an das an der Rückseite des Schlittens M4001 angeordnete Substrat E0013 (7) angeschlossen.
  • 3. Scanner
  • Beim Drucker dieser Ausführungsform kann anstatt der Druckkopfkartusche H1000 ein Scanner als Lesegerät in den Schlitten M4001 installiert werden.
  • Der Scanner wird zusammen mit dem Schlitten M4001 in Abtasthauptrichtung bewegt, um ein Bild auf einem Dokument, wel ches anstatt eines Druckmediums zugeführt wird, zu lesen. Das Lesen des in Abtastnebenrichtung bewegten Bilddokuments erfolgt in Abtasthauptrichtung.
  • Die 6A und 6B zeigen den Scanner M6000 in der Lage, in welcher dieser eingesetzt wird, bzw. in umgekehrter Lage.
  • Wie aus diesen Figuren hervor geht, hat die Scanneraufnahme M6001 Kastenform und ist mit einem optischen System sowie einer zum Lesen erforderlichen Verarbeitungsschaltung bestückt. Wenn der Scanner M6000 im Schlitten M4001 installiert ist, zeigt die Leselinse M6006 auf das zu lesende Dokument. Die Linse M6006 fokussiert das vom Dokument reflektierte Licht auf eine im Scanner angeordnete Leseeinheit, um das auf dem Dokument vorhandene Bild zu lesen. Das von einer Lichtquelle (nicht dargestellt) emittierte Licht wird durch eine Linse M6005 auf das Dokument gerichtet.
  • Eine am Boden der Scanneraufnahme M6001 befestigte Abdeckung M6003 verhindert das Eindringen von Licht in den Scannerhalter. Ein geriffelter Abschnitt an zwei Seiten des Scannerhalters erleichtert das Einsetzen und Entfernen des Scanners in den bzw. aus dem Schlitten M4001. Die Außenform der Scanneraufnahme M6001 ist der Aufnahme für den Druckkopf ziemlich ähnlich, so daß der Scanner auf die gleiche Weise wie der Druckkopf H1001 in den Schlitten M4001 eingesetzt und aus diesem entfernt werden kann.
  • In der Scanneraufnahme M6001 ist ein mit einer Leseschaltung bestücktes Substrat angeordnet, dessen Kontaktabschnitt PCB M6004 nach außen zeigt. Wenn der Scanner M6000 im Schlitten M4001 installiert ist, berührt der Kontaktabschnitt PCB M6004 den Kontaktabschnitt FPC E0011 am Schlitten und ver bindet das Substrat mit einem im Druckerkörper angeordneten Steuersystem.
  • 4. Konfiguration der elektrischen Druckerschaltung
  • Nachfolgend wird die Konfiguration der elektrischen Schaltung bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 7 zeigt schematisch den Gesamtaufbau der elektrischen Schaltung bei dieser Ausführungsform.
  • Diese Schaltung weist hauptsächlich ein Schlittensubstrat (CRPCB) E0013, eine gedruckte Hauptleiterplatte (PCB) E0014 und eine Stromversorgungseinheit E0015 auf.
  • Die Stromversorgungseinheit E0015 ist an die Hauptleiterplatte E0014 angeschlossen und speist verschiedene Einheiten mit Strom.
  • Das Schlittensubstrat E0013 in Form einer gedruckten Leiterplatte ist am Schlitten M4001 (2) befestigt und dient als Schnittstelle zum Übertragen von Signalen über den Kontaktabschnitt FPC E0011 vom und zum Druckkopf. Aus dem beim Bewegen des Schlittens M4001 vom Kodiersensor E0004 ausgegebenen Impulssignalen erfaßt das Schlittensubstrat E0013 die Veränderung in der positionellen Beziehung zwischen der Kodierskala E0005 und dem Kodiersensor E0004 und sendet über das flexible Flachkabel (CRFFC) E0012 ein Signal zur Hauptleiterplatte E0014.
  • Die Haupteiterplatte E0014 ist eine Platte mit einer gedruckten Schaltung, welche verschiedene Komponenten des Tintenstrahldruckgerätes dieser Ausführungsform steuert und E/A-Kanäle für den Sensor E0007 zum Erfassen des Papierendes (Sensor PE), einen Sensor E0009 zum automatischen Erfassen des Papierzuführens (Sensor ABZ), einen Deckelsensor E0022, eine Parallelschnittstelle (Parallel I/F) E0016, eine Reihenschnittstelle (Reihen I/F) E0017, eine Wiederaufnahmetaste E0019, eine Leuchtdiode (LED) E0020, einen AN/AUS-Schalter E0018 und einen Summer E0021 aufweist. Die Hauptleiterplatte E0014 ist an einen Motor E0001 als Antriebsquelle zum Bewegen des Schlittens M4001 in Abtasthauptrichtung, einen Motor (DMT-Motor) E0002 als Antriebsquelle zum Transportieren des Druckmediums und einen Motor (Motor RG) E0003 zur Durchführung des Regenerierens des Druckkopfes und zum Zuführen des Druckmediums angeschlossen und steuert diese. Die Hauptleiterplatte E0014 ist über eine Schnittstelle auch an einen Sensor E0006 zum Erfassens des Fehlens von Tinte, einen Spaltsensor E0008, einen Sensor PE E0010, das Kabel (CRFFC) E0012 und die Stromversorgungseinheit E0015 angeschlossen.
  • 8, unterteilt in 8A und 8B, zeigt im Blockschaltbild ein Beispiel des Aufbaus der Hauptleiterplatte E0014.
  • In 8 kennzeichnet das Bezugszeichen E1001 eine CPU, welche einen an die Oszillierschaltung E1005 zur Erzeugung eines Signals E1019 angeschlossenen Taktimpulsgenerator E1002 aufweist. Die CPU 1001 ist an eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) und über einen Steuerbus E1014 an einen ROM E1004 angeschlossen. Die CPU 1001 steuert auf der Grundlage des im ROM E1004 gespeicherten Programms die ASIC E1006, erfaßt aus dem Signal E0017 den Status des AN/AUS-Schalters, aus dem Signal E1016 den Status des Wiederaufnahmeschalters, aus dem Signal E1042 den Status der Abdeckung, aus dem Signal (HSENS) E1013 den Status des Druckkopfes, steuert über das Signal (BUZ) E1018 den Summer E0021 und erfaßt aus dem Signal E1011 über den eingebauten A/D-Konverter E1003 das Fehlen von Tinte und aus dem von einem Thermistor gesendeten Signal E1012 die Kopftemperatur. Außerdem führt die CPU E1001 verschiedene andere logische Operationen durch und steuert entsprechend den vorliegenden Bedingungen das Tintenstrahldruckgerät.
  • Das Signal E1013 ist ein Kopferfassungssignal, welches von der Druckkopfkartusche H1000 über das flexible Kabel E0012, das Schlittensubstrat E0013 und den Kontaktabschnitt (FPC) E0011 gesendet wird. Das vom Sensor E0006 zum Erfassen des Fehlens von Tinte gesendete Signal E1011 ist ein analoges Signal. Das vom Thermistor (nicht dargestellt) im Schlittensubstrat E0013 gesendete Temperaturerfassungssignal ist ein analoges Signal.
  • Das Bezugszeichen E1008 kennzeichnet einen an die Motorspannungsquelle (VM) E1040 angeschlossenen Treiber (Motortreiber SCH), welcher aus dem von der ASIC E1006 gesendeten Signal E1036 ein Signal E1037 zum Antreiben des Schlittenmotors E0001 erzeugt. Das Bezugszeichen E1009 kennzeichnet einen an die Motorspannungsquelle E1040 angeschlossenen Motortreiber RG/DMT, welcher aus dem von der ASIC E1006 gesendeten Impulssignal (PM-Steuersignal) 1033 ein Motortreibersignal 1033 zum Antreiben des Motors DMT und ein Motortreibersignal E1034 zum Antreiben des Motors RG erzeugt.
  • Das Bezugszeichen E1010 kennzeichnet eine Stromversorgungssteuerschaltung, welche gemäß dem von der ASIC E1006 gesendeten Signal E1024 die mit einem Lichtemissionselement ausgerüsteten Sensoren mit Strom versorgt. Die Parallelschnittstelle E0016 überträgt das von der ASIC E1006 erzeugte Signal E1030 auf das an die externen Schaltungen angeschlossene Kabel E1031 und über dieses Kabel auch ein Signal zur ASIC E1006. Die Reihenschnittstelle E0017 überträgt das von der ASIC E1006 erzeugte Signal E1028 auf das an die externen Schaltungen angeschlossene Kabel E1029 und über dieses Kabel auch ein Signal zu ASIC E1006.
  • Die Stromversorgungseinheit E0015 erzeugt ein Kopfantriebssignal (VH) E1039, ein Motorantriebssignal (VM) E1040 und ein Logikantriebssignal (VDD) E1041. Von der ASIC E1006 werden zur Stromversorgungseinheit E0015 das Signal Kopf AN (VHAN) E1022 und das Signal Motor AN (VMAN) E1023 gesendet, um die AN/AUS-Steuerung des Kopfantriebssignals E1039 und des Motorantriebssignals E1040 durchzuführen. Das von der Stromversorgungseinheit E0015 gesendete logische Antriebssignal (VDD) E1041 ist wie erforderlich spannungsgewandelt und wird an verschiedene Komponenten innerhalb oder außerhalb der Hauptleiterplatte E0014 gesendet.
  • Das Kopfantriebssignal E1039 wird von einer Schaltung der Hauptleiterplatte E0014 geglättet und über das flexible Flachkabel E0011 zur Druckkopfkartusche H1000 gesendet. Das Bezugszeichen E1007 kennzeichnet eine Rückstellschaltung, welche eine Verringerung des logischen Antriebssignals E1041 erfaßt und ein Rückstellsignal (RESET) zur CPU E1001 und zur ASIC ER1006 sendet, um diese zu initialisieren.
  • Die ASIC E1006 ist eine integrierte Schaltung in Form eines Halbleitereinzelchips und wird über den Steuerbus E1014 von der CPU E1001 gesteuert, um das Steuersignal E1036 für den Motor RG, das PM-Steuersignal E1033, das Steuersignal E1024 für die Stromeinspeisung, das Kopfanschaltsignal E1022 und das Motoranschaltsignal E1023 auszugeben. Die ASIC überträgt auch die Signale zur und von der Parallelschnittstelle E0016 sowie der Reihenschnittstelle E0017, erfaßt den Status des Signals (PES) E1025 vom Sensor PE E0007, des Signals (ABZS) E1026 vom Sensor ABZ E0009, des Signals (GAPS) E1027 vom Sensor E0008 zum Erfassen des Spaltes zwischen dem Druckkopf und dem Druckmedium und des Signals (PGS) E1032 vom Sensor PE E0010 und sendet die den Status dieser Signale repräsentierenden Daten über den Steuerbus E1014 zur CPU E1001. Auf der Grundlage der empfangenen Daten steuert die CPU E1001 das Signal E1038 zum An- oder Abschalten der Leuchtdiode E0020.
  • Die ASIC E1006 kontrolliert auch den Status des Kodiersignals (ENC) E1020, erzeugt ein Taktsignal, kommuniziert mit der Druckkopfkartusche H1000 und steuert mit dem Kopfsteuersignal E1021 das vom Druckkopf durchzuführende Drucken. Das Kodiersignal (ENC) E1020 ist ein vom Kodiersensor SCH E0004 ausgegebenes, über das flexible Flachkabel E0012 empfangenes Signal. Das Kopfsteuersignal E1021 wird über das flexible Flachkabel E0012, das Schlittensubstrat E0013 und den Kontakt FPC E0011 zum Druckkopf H1001 gesendet.
  • 9, unterteilt in 9A und 9B, zeigt im Blockschaltbild ein Beispiel des Innenaufbaus der ASIC E1006.
  • In diesen Figuren ist nur das Fließen der Daten wie zum Beispiel der Druckdaten und der Motorsteuerdaten in Verbindung mit der Steuerung des Kopfes und verschiedener mechanischer Komponenten dargestellt, während auf die Steuersignale sowie den Taktimpuls in Verbindung mit dem Lesen/Schreiben der in jedem Block vorhandenen Register sowie auf die mit der Steuerung des direkten Speicherzugriffs (DMA) verbundenen Steuersignale verzichtet wurde, um die Zeichnung zu vereinfachen.
  • In diesen Figuren kennzeichnet das Bezugszeichen E2002 einen PLL-Regler, welcher auf der Grundlage des Taktsignals (CLK) E2031 und des Steuersignals (PLLON) E2033, ausgegeben von der CPU E1001, einen für den größten Teil der ASIC E1006 benötigten Taktimpuls (nicht dargestellt) erzeugt.
  • Das Bezugszeichen E2001 kennzeichnet eine CPU-Schnittstelle (CPU I/F), welche den Lese/Schreib-Vorgang des Registers in jedem Block steuert, den Taktimpuls für einige Blöcke liefert sowie ein Unterbrechungssignal gemäß dem Rückstellsignal E1015 (keiner dieser Vorgänge ist dargestellt), ein Softwarerückstellsignal (PDWN) E2032 und ein von der CPU E1001 ausgegebenes Taktsignal (CLK) E2031 und Steuersignale vom Steuerbus E1014 annimmt. Die CPU-I/F E2001 sendet dann ein Unterbrechungssignal (INT) E2034 zur CPU E1001, um diese über eine innerhalb der ASIC vorliegende Unterbrechung zu informieren.
  • Das Bezugszeichen E2005 kennzeichnet einen dynamischen RAM (DRAM) mit verschiedenen Bereichen zum Speichern von Druckdaten, wie zum Beispiel einen Empfangszwischenspeicher E2010, einen Arbeitszwischenspeicher E2011, eine Druckzwischenspeicher E2014 und einen Datenentwicklungszwischenspeicher E2016. Der DRAM E2005 hat auch einen Motorsteuerzwischenspeicher E2023 zur Motorsteuerung sowie einen Scannereingangzwischenspeicher E2024, einen Scannerdatenzwischenspeicher E2026 und einen Ausgangszwischenspeicher E2028, welche bei Scannerbetrieb anstatt der genannten Druckdatenzwischenspeicher verwendet werden.
  • Der DRAM E2005 wird von der CPU E1001 als eigener Arbeitsbereich verwendet. Das Bezugszeichen E2004 kennzeichnet eine Steuereinheit zur Durchführung der Lese/Schreib-Vorgänge im DRAM EE2005 durch Umschalten zwischen dem DRAM-Zugriff der CPU E1001 über den Steuerbus und dem DRAM-Zugriff der später beschriebenen Direktzugriffsteuereinheit E2003.
  • Die Direktzugriffsteuereinheit E2003 empfängt von verschiedenen Blöcken Anforderungssignale (nicht dargestellt), sendet Adreßsignale und Steuersignale (nicht dargestellt) und schreibt bei Schreibbetrieb Schreibdaten E2038, E2041, E2044, E2053, E2055, E2057 usw. für die DRAM-Steuereinheit, um DRAM-Zugriffe zu ermöglichen. Bei Lesebetrieb überträgt die Direktzugriffsteuereinheit E2003 die von der DRAM-Steuereinheit E2004 erzeugten Lesesignale E2040, E2043, E2045, E2051, E2054, E2056, E2058, E2059 zu den Anfrageblökken.
  • Das Bezugszeichen E2006 kennzeichnet eine Schnittstelle IEEE 1284, welche über die Parallelschnittstelle E0016 als bidirektionale Kommunikationsschnittstelle zu nicht dargestellten externen Leitvorrichtungen dient und über die Schnittstelle E2001 von der CPU E1001 gesteuert wird. Bei Druckbetrieb überträgt die Schnittstelle (1284) E2006 die von der Parallelschnittstelle E0016 empfangenen Daten (PIF-Empfangsdaten E2036) durch Direktzugriffverarbeitung zur Empfangssteuereinheit E2008. Bei Scannerlesebetrieb sendet die Schnittstelle (1284) E2006 die im Ausgabezwischenspeicher E2028 des DRAM E2005 gespeicherten Daten (RDPIF-Daten) E2059 durch Direktzugriffverarbeitung zur Parallelschnittstelle E0016.
  • Das Bezugszeichen E2007 kennzeichnet eine universelle Reihenbusschnittstelle (USB), welche über die Reihenschnittstelle E0017 eine bidirektionale Kommunikation mit externen Hauptvorrichtungen (nicht dargestellt) durchführt und über die Schnittstelle E2001 von der CPU E1001 gesteuert wird. Bei Druckbetrieb überträgt die universelle Reihenbusschnittstelle E2007 die von der Reihenschnittstelle E0017 erhaltenen Daten E2037 durch Direktzugriffverarbeitung zur Empfangssteuereinheit E2008. Beim Scannerlesen sendet die uni verselle Reihenbusschnittstelle E2007 die im Ausgabezwischenspeicherpuffer E2028 des DRAM E2005 gespeicherten Daten (RDUSB) E2058 durch Direktzugriffverarbeitung zur Reihenschnittstelle E0017. Die Empfangssteuereinheit E2008 schreibt die von der Schnittstelle (1284) E2006 oder von der universellen Reihenbusschnittstelle E2007, je nachdem, welche ausgewählt wurde, in eine von der Empfangszwischenspeichersteuereinheit E2039 verwaltete Empfangszwischenspeicherschreibadresse.
  • Das Bezugszeichen E2009 kennzeichnet ein Komprimier/Dekomprimier-Steuerelement mit Direktzugriff, welches, über die Schnittstelle E2001 von der CPU E1001 gesteuert, die in einem Empfangszwischenspeicher E2010 gespeicherten, aus einer von der Empfangszwischenspeichersteuereinheit E2039 verwalteten Empfangszwischenspeicherleseadresse erhaltenen Empfangsdaten (Rasterdaten) liest, diese entsprechend einem spezifischen Modus zu Daten (RDWK) E2040 komprimiert oder dekomprimiert und als Druckcodedatenfolge (WDWK) E2041 in den Arbeitszwischenspeicherbereich schreibt.
  • Das Bezugszeichen E2013 kennzeichnet einen Druckzwischenspeicherübertragungsregler mit Direktzugriff, welcher, über die Schnittstelle E2001 von der CPU 1001 gesteuert, die Druckcodes (RDWP) E2043 auf dem Arbeitszwischenspeicher E2011 liest und diese auf die Adressen im Druckzwischenspeicher E2014, welche zur Datenübertragungsfolge zur Druckkopfkartusche H1000 passen, neu ordnet, bevor die Codes (WDPW) E2044 übertragen werden.
  • Das Bezugszeichen E2012 kennzeichnet einen Arbeitsbereichregler mit Direktzugriff, welcher, über die Schnittstelle E2001 von der CPU E1001 gesteuert, spezifische Arbeitsfülldaten (WDWF) E2042 wiederholt in den Bereich des Arbeitszwischenspeichers schreibt, dessen Datenübertragung durch den Druckzwischenspeicherübertragungsregler E2013 mit Direktzugriff abgeschlossen ist.
  • Das Bezugszeichen E2015 kennzeichnet einen Druckdatenentwicklungsregler mit Direktzugriff, welcher über die Schnittstelle E2001 von der CPU E1001 gesteuert wird. Gestartet durch ein von der Kopfsteuereinheit E2018 gesendetes Datenentwicklungstaktsignal E2050, liest der Druckdatenentwicklungsregler E2015 mit Direktzugriff den in den Druckzwischenspeicher geschriebenen, neu geordneten Druckcode und die in den Entwickeldatenzwischenspeicher E2016 geschriebenen Entwickeldaten und schreibt die entwickelten Druckdaten (RDHDG) E2045 als Spaltenzwischenspeicherschreibdaten (WDHDG) E2047 in den Spaltenzwischenspeicher E2017. Der Spaltenzwischenspeicher E2017 ist ein statischer RAM (SRAM), welcher die zur Druckkopfkartusche H1000 zu sendenden Übertragungsdaten (entwickelte Druckdaten) vorübergehend speichert und durch ein Bestätigungssignal (nicht dargestellt) sowohl vom Druckdatenentwicklungsregler mit Direktzugriff als auch von der Kopfsteuereinheit anteilige genutzt und verwaltet wird.
  • Das Bezugszeichen E2018 kennzeichnet eine Kopfsteuereinheit, welche über die Schnittstelle E2001 von der CPU E1001 gesteuert wird und mit der Druckkopfkartusche H10000 oder dem Scanner über das Kopfsteuersignal kommuniziert. Die Kopfsteuereinheit sendet auf der Grundlage eines von der Kodiersignalverarbeitungseinheit E2019 erzeugten Kopfantriebstaktsignals E2049 ein Datenentwicklungstaktsignal E2050 zum Druckdatenentwicklungsregler mit Direktzugriff.
  • Wenn bei Druckbetrieb die Kopfsteuereinheit E2018 das Kopfantriebstaktsignal E2049 empfängt, liest diese die entwikkelten Druckdaten (RDHD) E2048 aus dem Spaltenzwischenspei cherund sendet die Daten als Kopfsteuersignal E1021 zur Druckkopfkartusche H1000.
  • Im Scannerlesemodus überträgt die Kopfsteuereinheit E2018 die als Kopfsteuersignal E1021 empfangenen Eingabedaten (WDHD) E2053 zum Scannereingabezwischenspeicher E2024 des DRAM E2005. Das Bezugszeichen E2025 kennzeichnet den Scannerdatenverarbeitungsregler mit Direktzugriff, welcher, über die Schnittstelle E2001 von der CPU E1001 gesteuert, die im Scannereingabezwischenspeicher E2024 gespeicherten Daten (RDAV) liest und die gemittelten Daten (WDAV) E2055 in den Scannerdatenzwischenspeicher E2026 des DRAM E2005 schreibt.
  • Das Bezugszeichen E2027 kennzeichnet einen Scannerdatenkomprimierregler mit Direktzugriff, welcher, über die Schnittstelle E2001 von der CPU E1001 gesteuert, die verarbeiteten Daten (RDYC) E2056 aus dem Scannerdatenzwischenspeicher E2026 liest, die Daten komprimiert und die komprimierten Daten (WDYC) E2057 zur Weiterleitung in den Ausgabezwischenspeicher E2028 schreibt.
  • Das Bezugszeichen E2019 kennzeichnet eine Kodiersignalverarbeitungseinheit, welche bei Empfang des Kodiersignals (ENC) das Kopfantriebstaktsignal E2049 entsprechend dem von der CPU E1001 bestimmten Modus ausgibt. Die Kodiersignalverarbeitungseinheit E2019 speichert auch die aus dem Kodiersignal E1020 erhaltenen Informationen zur Position und Geschwindigkeit des Schlittens M4001 in ein Register und präsentiert diese der CPU E1001. Auf der Grundlage dieser Informationen bestimmt die CPU E1001 verschiedne Parameter für den Schlittenmotor E0001. Das Bezugszeichen E2020 kennzeichnet eine Steuereinheit für den Schlittenmotor, welche, über die Schnittstelle E2001 von der CPU E1001 gesteuert, ein Steuersignal E1036 für den Schlittenmotor ausgibt.
  • Das Bezugszeichen E2022 kennzeichnet eine Sensorsignalverarbeitungseinheit, welche das vom Sensor RG E0010, vom Sensor PE E0007, vom Sensor ABZ E0009 und vom Spaltsensor E0008 ausgegebene Erfassungssignal E1032, E1025, E1026 bzw. E1027 empfängt und diese Sensorinformationen entsprechend dem von der CPU E1001 bestimmten Modus an diese weiterleitet. Die Sensorsignalverarbeitungseinheit E2022 sendet auch ein Sensorerfassungssignal E2052 zum Regler E2021 mit Direktzugriff, um den Motor PG/DMT zu steuern.
  • Das Steuerelement E2021 mit Direktzugriff zum Steuern des Motors RG/DMT, welches über die Schnittstelle E2001 von der CPU E1001 gesteuert wird, liest die im Impulsmotorzwischenspeicher E2023 des DRAM E2005 gespeicherte Impulsmotorsteuertafel (RDPM) E2051 und erzeugt ein Impulsmotorsteuersignal E1033. In Abhängigkeit von der Betriebsart erzeugt das Steuerelement bei Empfang des Sensorerfassungssignals als Steuerungsauslöser das Impulsmotorsteuersignal E1033.
  • Das Bezugszeichen E2030 kennzeichnet eine LED-Steuereinheit, welche, über die Schnittstelle E2001 von der CPU E1001 gesteuert, ein LED-Steuersignal E1038 erzeugt. Das Bezugszeichen E2029 kennzeichnet eine Kanalsteuereinheit, welche, über die Schnittstelle E2001 von der CPU E1001 gesteuert, für den Kopf das Zuschaltsignal E1022, für den Motor das Zuschaltsignal E1023 und das Stromspeisesteuersignal E1024 erzeugt.
  • 5. Drucker
  • Nachfolgend wird anhand des in 10 dargestellten Flußplans die Arbeitsweise des Tintenstrahldruckgerätes dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Wenn der Druckerkörper M1000 an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist, erfolgt in Schritt S1 die erste Initialisierung des Gerätes. Bei dieser Initialisierung wird das elektrische Schaltungssystem einschließlich dem ROM und dem RAM im Gerät kontrolliert, um zu ermitteln, ob das Gerät einsatzbereit ist.
  • Im nachfolgenden Schritt S2 wird kontrolliert, ob der Schalter E0018 auf dem Oberteil M1002 des Druckerkörpers M1000 betätigt wurde. Wenn das der Fall ist, geht der Ablauf zu Schritt S3 über, um die zweite Initialisierung durchzuführen.
  • Bei der zweiten Initialisierung werden verschiedene Antriebsmechanismen und der Druckkopf des Gerätes kontrolliert. Bei diesem Vorgang werden verschiedene Motore initialisiert und Informationen zum Kopf gelesen, um zu ermitteln, ob das Gerät betriebsbereit ist.
  • In Schritt S4 wird auf ein Ereignis gewartet. Wenn von der externen Schnittstelle, über das Bedienfeld oder von der eingebauten Steuerung eine Forderung vorliegt, erfolgt die Verarbeitung dieser Forderung.
  • Wenn in Schritt S4 zum Beispiel ein Druckbefehl von der externen Schnittstelle empfangen wird, geht der Ablauf zu Schritt S5 über. Wenn in Schritt S4 über das Bedienfeld ein Befehl eingegeben wird, geht der Ablauf zu Schritt S10 über. In jedem anderen Fall erfolgt der Übergang zu Schritt S11.
  • In Schritt S5 wird der von der externen Schnittstelle erteilte Druckbefehl analysiert, außerdem werden die spezifizierte Papierart, die Papiergröße, die Druckqualität, das Papierzuführverfahren usw. geprüft und die Überprüfungsdaten in den DRAM E2005 eingespeichert, bevor der Übergang zu Schritt S6 erfolgt.
  • In Schritt S6 beginnt das Papierzuführen entsprechend dem in Schritt S5 spezifizierten Papierzuführverfahren. Wenn das Papier die Druckposition erreicht hat, geht der Ablauf zu Schritt S7 über.
  • In Schritt S7 wird gedruckt. Zur Durchführung des Druckens werden die von der externen Schnittstelle gesendeten Druckdaten vorübergehend im Druckzwischenspeicher gespeichert. Danach wird der Schlittenmotor E0001 zugeschaltet, um den Schlitten M4001 in Abtasthauptrichtung zu bewegen. Dabei werden die im Druckzwischenspeicher E2014 gespeicherten Druckdaten zum Druckkopf H1001 gesendet, um eine Zeile zu drucken. Nach Beendigung des Druckens einer Zeile wird der Motor DMT E0002 zugeschaltet, um die Vorschubwalze M3001 in Drehung zu setzen und das Papier in Abtastnebenrichtung zu transportieren. Diese Vorgänge werden so lange wiederholt, bis die von der externen Schnittstelle gesendeten Druckdaten für eine Seite abgearbeitet sind. Danach geht der Ablauf zu Schritt S8 über.
  • In Schritt S8 wird der Motor DMT E0002 erneut zugeschaltet, um die Papieraustragwalze M20003 so lange in Drehung zu setzen, bis das bedruckte Blatt vollständig aus dem Gerät geschoben ist und auf der Blattablage M1004 liegt.
  • In Schritt S9 wird dann geprüft, ob alle zu druckenden Blätter gedruckt sind. Wenn weitere Blätter zum Drucken verblieben sind, kehrt der Ablauf zu Schritt S5 zurück, um diesen und die anderen Schritte bis S9 erneut durchzuführen. Wenn das Drucken auf allen vorgesehen Blättern beendet ist, kehrt der Ablauf zu Schritt S4 zurück, um auf das nächste Ereignis zu warten.
  • In Schritt S10 wird das Beenden des Druckens verarbeitet. Das heißt, es werden verschiedne Motore und der Druckkopf ausgeschaltet, um das Gerät in den Wartezustand zu versetzen, bevor erneut zu Schritt S4 übergegangen wird.
  • In Schritt S11 werden andere Ereignisse verarbeitet. Eines dieser durch die externe Schnittstelle oder über die Eingabetatstatur gemeldeten Ereignisse ist die Durchführung einer Regenerierung. Nach Durchführung der Regenerierung wird der Drucker erneut in den Wartezustand versetzt, um in Schritt S4 auf das nächste Ereignis zu warten.
  • Nachfolgend wird der Druckkopf H1001 detailliert beschrieben.
  • Der Druckkopf H1001 ist ein sogenannter Bläschenstrahldrukker, mit welchem durch elektrothermische Wandler zur Erzeugung der für das Filmsieden der Tinte erforderlichen Energie in Übereinstimmung mit elektrischen Signalen das Drucken durchgeführt wird.
  • Wie aus der Explosivdarstellung in 24 hervor geht, ist der Druckkopf H1001 aus einer Druckelementeinheit H1002 und einer Behälteraufnahmeeinheit H1003 zusammengesetzt. Wie aus der Explosivdarstellung in 25 hervor geht, ist die Druckelementeinheit H1002 aus einem Druckelementsubstrat H1100, einer ersten Platte H1200, einer elektrischen Verdrahtungsleiterplatte H1300 und einer zweiten Platte H1400, die Behälteraufnahmeeinheit H1003 aus einer Behälteraufnahme H1500, einem Strömungskanäle bildenden Element H1600, sechs Filtern H1700 und sechs Gummidichtungen H1800 zusammengesetzt.
  • (Druckelementeinheit)
  • 26 zeigt perspektivisch, teilweise in Explosivdarstellung den Aufbau des Druckelementsubstrats H1100.
  • Wie bereits erwähnt, weist das Druckelementsubstrat H1100 zahlreiche Druckelemente, zahlreiche Tintenströmungskanäle und zahlreiche auf photolithographischem Weg erzeugte Ausstoßöffnungen H1100T entsprechend den Druckelementen und auf der Rückseite Tintenzuführöffnungen auf. Das Druckelementsubstrat H1100 ist zum Beispiel ein Seitenschußtyp und ein Einzelsubstrat. Bei diesem Substrat sind die zahlreichen Ausstoßöffnungen H1100T zum Ausstoßen unterschiedlicher Farbtinten in zwei Reihen zickzackförmig angeordnet, und zwar in einer Größenordnung von etwa 47 P/mm (1200 dpi).
  • Wie aus 26 hervor geht, ist das Druckelementsubstrat H1100 zum Beispiel aus einem Siliziumsubstrat H1101 mit einem darauf erzeugten dünnen Film und einer auf diesem angeordneten, mit Ausstoßöffnungen H1112 versehenen Platte zusammengesetzt.
  • Das Substrat H1101 hat eine Dicke von 0,5 bis 1 mm und sechs Reihen Tintenzuführöffnungen 1102 in Form eines Langlochs, welche parallel zueinander angeordnet sind und als Zuführöffnungen von sechs Farbtinten dienen. Der Abstand zwischen den Tintenzuführöffnungen H1102 beträgt zum Beispiel 2,5 mm. Da dieser Abstand relativ gering ist, kann auch der Druckkopf schmal ausgeführt werden. An zwei sich gegenüber liegenden Seiten jeder Tintenzuführöffnung H1102 ist eine Reihe elektrothermischer Wandler als Druckelemente für die einzelnen Farbtinten vorhanden, welche zu jener in der benachbarten Reihe zickzackförmig angeordnet, und zwar in einer Größenordnung von etwa 47 P/mm (1200 dpi).
  • Eine elektrische Verdrahtung (in 26 nicht dargestellt) aus Aluminium oder einem anderen Material zum Speisen der auf dem Substrat H1101 angeordneten elektrothermischen Wandler H1103 mit Strom kann durch Beschichten erzeugt werden. Entlang zweier sich gegenüber liegenden Kanten ist rechtwinklig zur Anordnungsrichtung der elektrothermischen Wandler H1103 ein Elektrodenabschnitt H1104 zum Speisen der elektrischen Verdrahtung mit Strom vorhanden. Der Elektrodenabschnitt H1104 ist mit zahlreichen Kontakthöckern aus Gold oder einem anderen Material versehen, welche in Übereinstimmung mit den Elektrodenleisten H1302 auf der elektrischen Verdrahtungsleiterplatte H1300 angeordnet sind.
  • Die Tintenzuführöffnung H1102 wird zum Beispiel durch anisotropes Ätzen bei Nutzung der Kristallflächenorientierung des Siliziumsubstrats H1101 erhalten. Wenn die Kristallflächenorientierung entlang der Waferoberfläche <100> und in Dikkenrichtung <111> ist, verläuft das anisotrope Ätzen mit basischen Ätzmitteln (KOH, TMAH oder Hydrazin) unter einem Winkel von etwa 54,7° (steigender Flächeninnenwinkel).
  • Die Tintenzuführöffnung H1102 wird durch Ätzen des Substrats nach diesem Verfahren bis in die gewünschte Tiefe erhalten.
  • Wie aus 26 hervor geht, werden in der auf dem Substrat H1101 angeordneten Platte H1112 photolithographisch Wände H1106 zur Erzeugung der Tintenströmungskanäle und Ausstoßöffnungen H1100T in Übereinstimmung mit dem entsprechenden elektrothermischen Wandlern H1103 erzeugt. Die Ausstoßöffnungen H1100T sind durch die Kanalwände H1106 voneinander getrennt.
  • Die sechs Reihen Ausstoßöffnungen H1100T, welche von der jeweiligen Tintenzuführöffnung H1102 mit der entsprechenden der sechs Farbtinten versorgt werden, sind in einer einzigen Platte H1105 vorhanden. Wie die elektrothermischen Wandler H1103 sind die diesen gegenüber in Reihen angeordneten Ausstoßöffnungen H1100T für die jeweilige Farbtinte in einer Größenordnung von etwa 47 P/mm (1200 dpi) vorhanden.
  • Da die Reihen elektrothermischer Wandler H1103 und Ausstoßöffnungen H1100T alle auf dem Druckelementsubstrat H1100 angeordnet sind, um sechs unterschiedliche Tinten auszustoßen, kann das Druckelementsubstrat H1100 kleiner als eines gemäß dem Stand der Technik konstruierten ausgelegt werden, wobei die Reihe Ausstoßöffnungen für die entsprechende Tinte separat von den anderen angeordnet ist.
  • Wie 31 zeigt, ist die Ausstoßöffnungsplatte H1105 mit zahlreichen Blockierstiften H1110 versehen, um das Eindringen ungewünschter Verunreinigungen wie Staub, welche aus der Tintenzuführöffnung H1102 zum Substrat H1101 gelangen, in die Ausstoßöffnungen H1100T zu verhindern. Die Blockierstifte H1110 sind in der Nähe der Strömungskanalwände H1106 und im allgemeinen rechtwinklig zur Strömungsrichtung der aus der Zuführöffnung H1102 zugeführten Tinte und parallel zu den Reihen Ausstoßöffnungen H1100T in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet. Der Abstand CL zwischen der Strömungskanalwand H1106 und dem Blockierstift H1110 und der Abstand CL zwischen benachbarten Blockierstiften H1110 beträgt etwa 10 μm.
  • Da Staub oder andere Fremdstoffe in der Tinte oder eventuell bei der Montage des Druckkopfes in diesen gelangte Staub von den Blockierstiften abgefangen wird, kann ein Verstopfen der Ausstoßöffnungen H1100T und somit eine Beeinträchtigung des Druckens (Ablenken der ausgestoßenen Tintentröpfchen) verhindert werden.
  • Da gemäß dieser Ausführungsform in der Behälteraufnahme H1500 Filter H1700 angeordnet sind und die Ausstoßöffnungsplatte H1105 mit einer Filtereinheit ausgerüstet ist, kann ein sehr zuverlässig arbeitender Druckkopf kostengünstig hergestellt werden.
  • Die in den 32A und 32B dargestellte erste Platte H1200 ist zum Beispiel aus Aluminiumoxid (Al2O3) gefertigt und hat eine Dicke von 0,5 bis 10 mm. Anstelle von Aluminiumoxid kann vorzugsweise aber auch Keramik verwendet werden, vorausgesetzt, daß deren linearer Wärmeausdehnungskoeffizient und deren Wärmeleitfähigkeit jenen der für das Druckelementsubstrat H1100 verwendeten Materials entsprechen oder besser sind. Die erste Platte H1200 kann aber auch aus Silizium (Si), Aluminiumnitrid (AlN), Zirkon, Siliziumnitrid (Si3N4), Siliziumcarbid (SiC), Molybdän (Mo) oder Wolfram (W) gefertigt werden. Die erste Platte H1200 ist mit sechs Tintenzuführöffnungen H1201 zum Zuführen von sechs verschiedenen Farbtinten zum Druckelementsubstrat H1100 versehen. Diese Tintenzuführöffnungen sind in Übereinstimmung mit den sechs Tintenzuführöffnungen H1102 im Druckelementsubstrat H1100 angeordnet, wobei das Verkleben der ersten Platte H1200 mit dem Druckelementsubstrat bei hoher Positioniergenauigkeit erfolgt. Der dazu verwendete erste Klebstoff H1204 wird im allgemeinen der Form des Druckelements angepaßt auf die erste Platte H1200 aufgetragen und dabei besondere Sorgfalt darauf gelegt, daß zwischen benachbarten Tintenzuführöffnungen keine Luft verbleibt. Der erste Kleber H1204 hat vorzugsweise eine relativ geringe Viskosität, um auf der Berührungsfläche einen dünnen Film aus diesem erzeugen zu können, eine relativ geringe Härte nach dem Aushärten und eine hohe Tintenbeständigkeit. Als erster Klebstoff H1204 wird zum Beispiel ein durch Wärme aushärtendes Epoxydharz verwen det und dieses in einer Dicke von vorzugsweise 50 μm oder weniger aufgetragen.
  • Wie aus den 32A und 32B ebenfalls hervor geht, ist die erste Platte H1200 an den beiden kurzen Seiten mit einem Vorsprung H1200A versehen. Die Vorsprünge H1200A haben eine Berührungsfläche (nachfolgend Bezugsfläche genannt) H1200a, welche sich gegen die Bezugsfläche H1502a bzw. H1502b legt. Die Vorsprünge H1200A erstrecken sich rechtwinklig aus der Platte, d.h. in Bewegungsrichtung der Behälteraufnahme H1500. An der Stelle, welche jener des Positionierstiftes IP entspricht, ist eine Aufnahmeöffnung H1200d für diesen vorhanden.
  • Wie aus 33B hervor geht, ist die jeweilige Tintenzuführöffnung H1201 in der ersten Platte H1200 mit der einen Tintenströmungskanal H1202 bildenden Nut verbunden. Diese längliche Nut hat geneigte Flächen H1202a, H1202b, welche deren Querschnitt bis zur Berührungsfläche H1200s mit dem Druckelementsubstrat H1100 vergrößern.
  • Die Form dieser Nut wurde aus dem nachfolgend beschriebenen Grund gewählt. Wenn, wie 33C zeigt, die Tintenzuführöffnung H1201" der ersten Platte H1200" zumm Beispiel zylindrisch ausgeführt ist, tritt an den Enden des Druckelementsubstrats H1100 ein Stagnieren der Tintenströmung auf, so daß beim Absaugen von Tinte mittels einer nicht dargestellten Regeneriervorrichtung während eines Tintenbehältertauschs oder während des Regenerierens der Ausstoßöffnungen an diesen Stellen Bläschen AI sich sammeln. Dadurch besteht die Gefahr, daß nicht genügend regeneriert wird.
  • Um ein Ansammeln von Bläschen zu verhindern, wurde die Form des Tintenzuführkanals in der ersten Platte H1200 so ge wählt, daß deren Breite sich bis zur Berührungsfläche mit dem Druckelementsubstrat H1100 auf die Breite des in diesem vorhandenen Tintenzuführkanals erweitert, so daß eine glatte Tintenströmung gewährleistet wird.
  • Dadurch kann ein zuverlässig arbeitender Druckkopf bereitgestellt werden, ohne diesen vergrößern zu müssen und dessen Herstellungskosten zu erhöhen.
  • Wie aus den 25 und 26 hervor geht, ist dei elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300 zum Speisen des Druckelementsubstrats H110 mit elektrischen Signalen mit einer Öffnung H1300a für das Einsetzen des Druckelementsubstrats H1100, mit Elektrodenanschlüssen H1302 entsprechend des Elektrodenabschnitts H1104 des Druckelementsubstrats H1100 und mit Eingangsanschlüssen H1301 zum Empfangen elektrischer Signale vom Druckerhauptkörper versehen.
  • Die Öffnung H1300a in der elektrischen Verdrahtungsleiterplatte H1300 entspricht der Form des auf der ersten Platte H1200 angeordneten Druckelementsubstrats H1100 und der Öffnung H1400a in der zweiten Platte H1400.
  • Die elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300 und das Druckelementsubstrat H1100 sind elektrisch miteinander verbunden. Eine Verbindungsart besteht zum Beispiel darin, daß nach dem Auftragen des durch Wärme aushärtenden Klebers H1304 (nicht dargestellt) auf die Berührungsfläche zwischen dem Elektrodenabschnitt H1104 des Druckelementsubstrats H1100 und den Elektrodenanschlüssen H1302 der elektrischen Verdrahtungsleiterplatte H1300 der Elektrodenabschnitt H1104 des Druckelementsubstrats H1100 und die Elektrodenanschlüsse H1302 der elektrischen Verdrahtungsleiterplatte H1300 mit einem Werkzeug gegeneinander gedrückt und erwärmt werden, damit der Kleber H1304 aushärtet, um den Elektrodenabschnitt H1104 und die Elektrodenanschlüsse H1302 elektrisch miteinander zu verbinden. Als Kleber H1304 kann auch ein anisotroper, elektrisch leitende Teilchen enthaltender Kleber verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform wurde auf die Berührungsfläche zwischen dem Elektrodenabschnitt H1104 des Druckelementsubstrats H1100 und die mit Gold plattierten Elektrodenanschlüssen H1302 der elektrischen Verdrahtungsleiterplatte H1300 ein anisotroper Film aus Epoxydharz, welcher elektrisch leitende Nickelteilchen mit einer Teilchengröße von 2 bis 6 μm enthielt, aufgetragen und dieser unter Druck bei einer Temperatur von 170 bis 250°C erwärmt, um eine geeignete elektrische Verbindung zu erhalten.
  • Die elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300 kann zum Beispiel durch Biegen einer flexiblen Leiterplatte erzeugt werden, um zwei Schichten elektrischer Schaltungen zu erhalten; anschließend kann die Oberfläche dieser Platte mit einem Resistfilm beschichtet werden. An der Rückseite der Eingangsklemmen H1301 für externe Signale ist eine Verstärkungsplatte H1303 befestigt, um eine ebene Fläche zu erhalten. Die Verstärkungsplatte H1303 kann zum Beispiel aus einem hitzebeständigen Material wie Glas/Epoxydharz oder Aluminium in einer Dicke von 0,5 bis 2 mm gefertigt werden.
  • Die zweite Platte H1400 wird zum Beispiel aus einer 0,5 bis 1 mm dicken Platte aus Aluminiumoxid (Al2O3) hergestellt. Für die Herstellung der zweiten Platte kann aber auch ein anderes Material verwendet werden, wenn dessen linearer Wärmedehnungskoeffizient und dessen Wärmeleitfähigkeit jenen des Druckelementsubstrats H1100 und der ersten Platte H1200 entsprechen oder besser sind. Wie 25 zeigt, ist die zweite Platte H1400 mit einer Öffnung versehen, welche etwas größer ist als das an der ersten Platte H1200 befestigte Druckelementsubstrat H1100 Die zweite Platte H1400 ist mit einem zweiten Kleber H1203 so an der ersten Platte H1200 befestigt, daß das Druckelementsubstrat H1100 und die elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300 glatt aneinander liegen und elektrisch miteinander verbunden sind. Die elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300 wird über die Rückseite mit einem dritten Kleber H1306 an der zweiten Platte H1400 befestigt, um eine Seite der ersten Platte H1200 und der zweiten Platte H1400 gebogen und mit dem dritten Kleber H1306 an der ersten Platte H1200 befestigt. Der zweite Kleber H1306 hat vorzugsweise eine relativ geringe Viskosität, um einen dünne Klebschicht auf der Berührungsfläche erzeugen zu können, und ist tintenbeständig. Der dritte Kleber H1306 ist zum Beispiel ein durch Wärme aushartendes Epoxydharz, welches in einer 10 bis 100 μm dicken Schicht aufgetragen werden kann.
  • Der elektrische Verbindungsabschnitt zwischen dem Druckelementsubstrat H1100 und der elektrischen Verdrahtungsleiterplatte H1300 der Druckelementeinheit H1002 wird mit einem ersten Dichtmittel (nicht dargestellt) und einem zweiten Dichtmittel H1308 abgedichtet, um diesen gegen eine durch Tinte und/oder äußere Stoßbelastung verursachte Korrosion zu schützen. Das erste Dichtmittel dient hauptsächlich zum Abdichten der Außenperipherie des Druckelementsubstrats H1100, das zweite Dichtmittel zum Abdichten der Kanten der in der elektrischen Verdrahtungsleiterplatte H1300 vorhandenen Öffnung. Die biegsame elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300 ist der Rückseite der Behälteraufnahme H1500 konstruktiv angepaßt.
  • (Behälteraufnahmeeinheit)
  • Die Behälteraufnahme H1500 wird zum Beispiel aus Kunstharz gegossen. Das Kunstharz wird vorzugsweise mit Glasfasern in einer Größenordnung von 5 bis 40% gemischt, um dessen Stei figkeit zu erhöhen. Wie aus 25 hervor geht, dient die Behälteraufnahme H1500 zur Aufnahme austauschbarer Tintenbehälter H1900, ist mit Behälterpositionieröffnungen H1520, ersten und zweiten Öffnungen (beide nicht dargestellt) sowie dritten Öffnungen H1521 für die Positionierstifte H1911, die ersten Haken H1909, die zweiten Haken H1910 bzw. die dritten Haken H1911 an jedem Tintenbehälter H1900 (27) und Öffnungen H1506 für die zum Erfassen der Tintenrestmenge benutzten Prismen H1913 versehen. Die Behälteraufnahme H1500 ist außerdem mit einer Führung H1507 zum Führen der Druckkopfkartusche H1000 beim Einsetzen in den Schlitten M4001 des Tintenstrahldruckers, einem Aufnahmeabschnitt H1508 (28) für das Befestigen der Druckkopfkartusche im Schlitten mittels eines Hebels sowie mit Anschlagflächen H1509, H1510 und H1511 zum Positionieren der Behälteraufnahme in X-, Y- und Z-Richtung im Schlitten versehen. Die Behälteraufnahme H1500 weist außerdem einen Abschnitt H1512 zum Positionieren und Befestigen der an der Druckelementeinheit H1002 vorhandenen Eingangssignalklemmen H1301 auf. Zahlreiche an der Peripherie des Abschnitts H1512 angeordnete Rippen erhöhen dessen Steifigkeit. Zwischen benachbarten Zellen für die entsprechenden Tintenbehälter H1900 ist eine Rippe H1516 (30) vorhanden, welche ein Vermischen der einzelnen Farbtinten miteinander verhindert. Wie aus 25 hervor geht, sind zwei Seiten der Behälteraufnahme H1500 mit einem Griff H1513 versehen, um den Druckkopf H1001 gut fassen zu können.
  • Wie 28 zeigt, ist die Behälteraufnahme H1500 eine Komponente der Behälteraufnahmeeinheit H1003, in welcher ein Tintenströmungskanal H1501 die Verbindung zwischen dem Tintenbehälter H1900 und der Druckelementeinheit H1002 herstellt. Der Tintenströmungskanal H1501 wird beim Befestigen des Elements H1600 durch Ultraschallschweißen an der Behäl teraufnahme H1500 gebildet. Der das Eindringen von Staub verhindernde Filter H1700 wird durch Wärmebehandlung an dem in den Tintenbehälter H1900 ragenden Zapfen H1517 befestigt. Eine Gummidichtung H1800 verhindert das Verdampfen von Tinte durch den Zapfen H1517. Der Filter H1700 hat zum Beispiel gesinterte nichtrostende Fasern, welche eine Porengröße von 10 μm oder weniger erzeugen und wird nach dem Verformen zu einer Kuppel durch Wärmebehandlung am Zapfen H1517 befestigt. Die Kuppel hat vorzugsweise einen Krümmungsradius, welcher eine konvexe Höhe von 0,1 bis 0,5 mm ergibt.
  • Ein solcher Filter H1700 verhindert effektiv das Eindringen von Staub und verbessert die Verbindung zwischen dem jeweiligen Zapfen H1517 und dem über diesen gestülpten Tintenbehälter H1900.
  • Wie 29 zeigt, sind an der Vorderseite der Behälteraufnahme H1500 mehrere Schlitze SL in Übereinstimmung mit den Räumen für die einzelnen Behälter vorhanden. Unterhalb dieser Schlitze sind im Mittelabschnitt des unteren Teils der Behälteraufnahme H1500 zwei oder mehr Gruppen vertikaler Nuten H1530 zur Erzeugung einer gewellten Fläche vorhanden.
  • Jede dieser vertikalen Nuten H1530 hat eine Breite von 1 mm, eine Tiefe von 0,2 mm, wobei die in jeder Gruppe vorhandenen 14 Nuten in einer Teilung von 2 mm angeordnet sind. Anzumerken ist, daß die Breite, die Tiefe, die Anzahl und die Form der Nuten frei wählbar sind, vorausgesetzt, daß diese eine ausreichende Kapillarwirkung erzeugen, um die beim Wischen abgestreifte Tinte IK (siehe 28) zurückzuhalten.
  • So kann bei wiederholtem Wischen der mit den Ausstoßöffnungen versehenen Fläche mittels der Lamelle BL Tinte IK sich an der hinteren Kante der elektrischen Heizleiterplatte H1300 sammeln, welche dann auf das darunter sich befindende Druckpapier tropft und dieses verunreinigt.
  • Die vertikalen Nuten H1530 verhindern durch Kapillarwirken das Heruntertropfen der angesammelten Tinte IK und somit eine Verschlechterung der Druckqualität.
  • Die Behälteraufnahme H1500 ist mit nutenähnlichen Tintenströmungskanälen H1521 versehen, welche auf einer Seite in die jeweilige Tintenzuführöffnung H1520, auf der anderen Seite in den jeweiligen Tintenströmungskanal des Elements 1600 münden und dort breiter sind. Mit dem Befestigen des Elements H1600 an der Behälteraufnahme H1500 kann vom jeweiligen Tintenbehälter H1900 Tinten in den jeweiligen Tintenkanal des Elements H1600 strömen. Der Abschnitt der Behälteraufnahme, in welchen das Strömungskanäle bildende Element H1600 und die erste Platte H1200 eingesetzt werden, ist mit dem vertikal angeordneten Positionierstift IP versehen.
  • (Verbinden der Druckkopfeinheit mit der Behälteraufnahmeeinheit)
  • Wie 24 zeigt, wird durch Verbinden der Druckelementeinheit H1002 mit der Behälteraufnahmeeinheit H1003 der Druckkopf H1001 komplettiert. Das Verbinden erfolgt auf die nachfolgend beschriebene Weise.
  • Mit einem vierter Kleber H1602 werden die erste Platte H1200 und das Strömungskanäle bildende Element H1600 zusammengefügt, wobei die Tintenzuführöffnung der Druckelementeinheit H1002 (Tintenzuführöffnung H1201 der ersten Platte H1200) mit der Tintenzuführöffnung der Behälteraufnahmeeinheit H1003 (Tintenzuführöffnung H1601 des Strömungskanäle bildenden Elements H1600) verbunden wird. Mit einem fünften Kleber H1603 werden verschiedene Abschnitte der Druckelementeinheit H1002 an der Behälteraufnahmeeinheit H1003 befestigt. Der vierte Kleber H1602 und der fünfte Kleber H1603 sind vorzugsweise tintenbeständige Kleber, welche bei Normaltemperatur aushärten und aufgrund ihrer Flexibilität Unterschiede in der linearen Wärmedehnung zwischen verschiedenen Materialarten aufnehmen. Bei dieser Ausführungsform wird vorzugsweise ein bei Feuchtigkeit aushärtender Silikonkleber verwendet. Der vierte und der fünfte Kleber können identisch sein. Wenn die Druckelementeinheit H1002 mit dem vierten Kleber H11602 und dem fünften Kleber H1603 an der Behälteraufnahmeeinheit H1002 befestigt wird, dient ein sechster Kleber H1604 zum Positionieren des Strömungskanäle bildenden Elements H1600 an der Druckelementeinheit H1002. Als sechster Kleber H1604 wird vorzugsweise ein sofort aushärtender Kleber verwendet. Obwohl bei dieser Ausführungsform Kleber verwendet werden, welche durch Bestrahlen mit ultraviolettem Licht aushärten, können auch Kleber anderer Art verwendet werden.
  • Der Eingangssignalklemmenabschnitt H1301 der Druckelementeinheit H1002 wird durch Positionierstifte H1515 (an zwei Stellen) und Positionierbohrungen H1309 an einer Seite der Behälteraufnahme H1500 positioniert. Am Eingangsklemmenabschnitt H1301 sind sechs Bohrungen H1310 zur Aufnahme der an der Behälteraufnahme H1500 angeordneten sechs Befestigungsstifte H1516 vorhanden. Nach dem Positionieren des Eingangsklemmenabschnitts H1301 an der Behälteraufnahme H1500 werden die Befestigungsstifte H1516 thermisch verschweißt. Das Befestigen kann aber auch auf andere Weise erfolgen.
  • (Druckkopfkartusche)
  • Die Tintenbehälter H1900 und der Druckkopf H1001 werden wie in Verbindung mit 27 beschrieben zur Druckkopfkartu sche H1000 zusammengefügt, wobei in den einzelnen Tintenbehältern Tinten unterschiedlicher Farben oder unterschiedliche Farbdichten gespeichert sind, deren Zuführung zum Druckkopf H1001 durch die entsprechende Tintenzuführöffnung H1201 erfolgt. Jeder Tintenbehälter ist mit einem Tintenzuführstutzen H1907 versehen, durch welchen der Druckkopf H1001 mit der entsprechenden Farbtinte gespeist wird.
  • Die Tintenbehälter H1900 können unabhängig voneinander in die Behälteraufnahme H1500 eingesetzt (in 27 durch den Pfeil angedeutet) und aus dieser entfernt werden. In den Tintenbehältern H1900 sind die Farbtinten Schwarz, Hellzyan, Hellmagenta, Zyan, Magenta und Gelb gespeichert.
  • Die Tintenbehälter H1900 sind an einer Stirnseite mit einem beweglichen Hebel H1912 zum Befestigen und Lösen versehen, welcher als integralen Bestandteil einen Haken 1909 zum Einrasten in die Behälteraufnahme H1500 aufweist. An der anderen Stirnseite der Tintenbehälter sind Haken H1911 und H1910 angeordnet, welche in die Öffnungen H1521 und H1508 an der Behälteraufnahme H1500 greifen.
  • Am Boden jedes Tintenbehälters H1900 ist ein Tintenzuführstutzen H1907 angeordnet, welcher mit dem Zapfen H1517 an der Behälteraufnahme H1500 verbunden wird. Über den Zapfen H1517 wird dem Verbindungskanal H1600d im Strömungskanal bilden Element H1600 die entsprechende Tinte zugeführt.
  • Am Boden jedes Tintenbehälters H1900 ist auch ein Prisma H1913 angeordnet, auf welches von einer Erfassungseinheit ein Lichtstrahl gerichtet wird, um die im Tintenbehälter verbliebene Tintenrestmenge zu erfassen. Neben dem Prisma H1913 ist ein Positionierstift H1908 angeordnet.
  • Wie aus der Schnittansicht der Druckkopfkartusche H1000 in 28 hervor geht, ist das Druckelementsubstrat H1100 am Boden des kastenförmigen Druckkopfes H1001 angeordnet. Der bereits erwähnte Verbindungszapfen H1517 ist mit einem Kanal H1501 versehen, über welchen das Druckelementsubstrat H1100 mit Tinte versorgt wird. Nachfolgend wird das Strömen der schwarzen Tinte aus dem entsprechenden Tintenbehälter H1900 zur Druckkopfkartusche beschrieben. Die schwarze Tinte gelangt aus dem Tintenbehälter H1900 durch den an diesem angeordneten Stutzen H1907 zum Zapfen H1517. Durch den im Zapfen H1517 vorhandenen Kanal H1501 gelangt die Tinte zur ersten Platte H1200 und weiter zur Tintenzuführöffnung H1102 im Druckelementsubstrat H1100 (26). Von dort aus strömt die Tinte in die mit einem elektrothermischen Wandler H1103 ausgerüstete Expansionskammer und schließlich zur Ausstoßöffnung H1100T. Durch die vom elektrothermischen Wandler H1103 erzeugte Wärmeenergie wird die Tinte aus der Ausstoßöffnung H1100T auf das als Druckmedium dienende Druckpapier ausgestoßen.
  • 16 zeigt in perspektivischer Darstellung vergrößert einen in einem Drucker verwendeten Schlitten M4001, in welchen ein Flüssigkeitsausstoßdruckkopf gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • Der Schlitten M4001 wird auf einem im Chassis M3019 sich erstreckenden Holm M4012 und einer nicht dargestellten Schiene in Pfeilrichtung S hin und her bewegt, wobei aus Sintermetall gefertigte, mit einem Schmiermittel wie Öl getränkte, als Führungsbuchsen dienende Lager paarig im Schlitten angeordnet sind. In dem mit der Schiene in Berührung kommende Abschnitt des Schlittens M4001 ist ein aus Kunstharz oder einem anderen Material gefertigtes Element mit ausgezeichneter Gleitfähigkeit und Verschleißbeständig keit angeordnet, welches zusammen mit den Lagern eine glatte Abtastbewegung des Schlittens ermöglicht.
  • Am Schlitten M4001 ist ein parallel zum Holm M4012 über eine Antriebsriemenscheibe und eine Umlenkriemenscheibe gespannter Riemen M4018 befestigt, welcher von einem Motor angetrieben den Schlitten abtastend hin und her bewegt. Die Antriebsriemenscheibe ist drehbar am Chassis, die Umlenkriemenscheibe an einem von einer Feder belasteten Halter befestigt. Die Feder hält den Riemen M4018 gespannt und verhindert, daß dieser durchhängt.
  • Der Riemen M4018 wird mit einem Klemmelement sicher am Schlitten M4001 befestigt.
  • Am Schlitten M4001 sind eine Führung M4002 für das Einsetzen des Druckkopfes und ein in die Behälteraufnahme M1500 für den Druckkopf greifender Hebel M4007 zum Festklemmen des Druckkopfes angeordnet.
  • Der Hebel M4007 ist im oberen Abschnitt des Schlittens M4001 auf einem Zapfen schwenkbar gelagert (in 16 nicht dargestellt) und mit einer Platte versehen, gegen welche eine Feder drückt, um den Druckkopf H1001 im Schlitten M4001 zu positionieren und festzuklemmen.
  • An einer anderen Stelle des Schlittens M4001 ist ein flexibles Kabel E0011 befestigt, dessen Kontakte E0011a mit den Eingangssignalklemmen H1301 eines eingesetzten Druckkopfes H1001 in Berührung gebracht werden, um verschiedene Druckinformation an den Druckkopf zu senden und diesen mit Strom zu speisen.
  • Zwischen dem Kontaktabschnitt des flexiblen Kabels E0011 und dem Schlitten M4001 ist ein elastisches Element aus Gummi zum Beispiel angeordnet (nicht dargestellt). Dieses elastische Element gewährleistet zusammen mit der gegen den Hebel drückenden Feder einen zuverlässigen Kontakt zwischen dem Kontaktabschnitt und dem Schlitten. Über Klemmen M4003 wird der Kontaktabschnitt des Kabel beidseitig am Schlitten M4001 befestigt. Das Kabel E0011 ist an das an der Rückseite des Schlittens M4001 angeordnete Substrat (nicht dargestellt) angeschlossen.
  • Der Boden des Schlittens M4001 ist mit einer Öffnung M4002A und einer Öffnung M4002B versehen, welche ein zwischen den beiden Seitenwänden sich erstreckendes Element M4002B voneinander trennt.
  • Wie 12 zeigt, sind an der Peripherie der Öffnung M4002A zwei sich gegenüber liegende Vorsprünge M4002a angeordnet, deren eine Fläche als Bezugsfläche für die Fläche H1502a bzw. H1502b an der Behälteraufnahme H1500 dient.
  • Wie aus den 11 und 14 hervor geht, befinden die Bezugsflächen H1502a und H1502b sich am hinteren unteren Ende der Behälteraufnahme H1500, an welcher auch die Eingangssignalklemmen H1301 angeordnet und befestigt sind. Die Bezugsflächen H1502a und H1502b sind auf der gleichen Ebene an einer Wand angeordnet, welche die Peripherie des Abschnitts für das Einsetzen des Strömungskanäle bildenden Elements H1600 definiert. Die so angeordneten Bezugsflächen sind beim Gießen der Behälteraufnahme H1500 leicht zu formen.
  • Den Bezugsflächen H1502a und H1502b gegenüber liegen die Flächen H1503a bzw. H1503b, wobei der zwischen dem jeweiligen Flächenpaar gebildeten Raum als Aufnahme für das Strö mungskanäle bildende Element H1600 dient. Der Mittelbereich der Wand, an welcher die Bezugsflächen H1502a und H1502b vorhanden sind, ist mit einer Ausnehmung H1504 als Aufnahme für eine Seite der ersten Platte H1200 versehen.
  • Wie aus den 11 und 14 ebenfalls hervor geht, ist das Strömungskanäle bildende Element H1600 an einer Stirnseite mit einem Vorsprung H1600a, an der anderen Stirnseit mit einem Vorsprung H1600b zum Halten der eingesetzten ersten Platte H1200 an deren beiden Stirnseiten versehen. Zwischen den Vorsprüngen H1600a, H1600b und den Bezugsflächen H1502a, H1502b ist ein bestimmter Spalt vorhanden, welcher als Aufnahme für die den jeweiligen an der ersten Platte H1200 vorhandenen Vorsprung H1200A dient.
  • Wie aus den 34A und 34B hervor geht, sind zwischen den sich gegenüber liegenden Vorsprüngen H1600a und H1600b in Übereinstimmung mit den entsprechenden Tintenzuführöffnungen H1201 in der ersten Platte H1200 und den genannten Tintenströmungskanälen H1521 in einer Reihe parallel und in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnete Verbindungsbohrungen H1600d vorhanden. Die kreisförmige Kante H1600e ragt an der Seite, welche mit der ersten Platte H1200 verklebt werden soll, über den restlichen Abschnitt um das offene Ende der entsprechenden Verbindungsbohrung H1600d. Beim Befestigen der ersten Platte H1200 am Element H1600 legt die Kante H1600e sich gegen die Wand der Tintenzuführöffnung H12001. Mit anderen Worten, die Verbindungsbohrung H1600d mündet in die erste Platte H1200.
  • Zum Zusammenbau des Druckkopfes H1001 wird zuerst das mit den Ausstoßöffnungen H1100T versehene Druckelementsubstrat H1100 in Übereinstimmung mit den Tintenzuführöffnungen H1201 der ersten Platte H1200 auf dieser positioniert, wobei die Ausstoßöffnungen unter einem bestimmten Winkel zur Bezugsfläche H1200a des Vorsprungs H1200A ausgerichtet werden. Das Druckelementsubstrat H1100 wird zum Beispiel mit einem durch Wärme aushärtenden Kleber an der ersten Platte H1200 befestigt. Da der lineare Wärmedehnungskoeffizient des Druckelementsubstrats H1100 nahezu jenem der ersten Platte H1200 entspricht, kann auch bei Verwendung eines durch Wärme aushärtenden Klebers eine Verschlechterung der Positioniergenauigkeit vermieden werden. Demzufolge wird die Positioniergenauigkeit des Druckelementsubstrats H1100 auf der ersten Platte H1200 und in Bewegungsrichtung der Behälteraufnahme H1500 verbessert.
  • Wie aus den 13B und 13C hervor geht, dienen zum Positionieren des Druckelementsubstrats H1100 auf der ersten Platte H1200 Ausrichtmarken Ay1, Ay2, Am1, Am2, Ac1 und Ac2 sowie die Bezugsflächen H1200a und H1200b.
  • Wie bereits erwähnt, sind die Bezugsflächen H1200a an den Vorsprüngen H1200A der ersten Platte H1200 in Y-Richtung (im allgemeinen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Schlittens H4002) orientiert. Die Bezugsfläche H1200a (Fläche vertikal zum Blatt mit der darauf abgebildeten 13B) dient zum Ausrichten der ersten Platte H1200 in der Behälteraufnahme H1500, d.h. zum Ausrichten der Druckelementsubstrate H1100y, H1100m und H1100c.
  • Wie aus 13B ebenfalls hervor geht, ist neben dem Vorsprung H1200A an der ersten Platte H1200 eine in X-Richtung (vertikal zur Bezugsfläche H1200a) sich erstreckende Bezugsfläche H1200b vorhanden.
  • Die Linie, welche die in Y-Richtung sich erstreckenden Bezugsflächen H1200a miteinander verbindet, ist die Bezugsli nie YL, während die Linie, welche sich rechtwinklig zur YL-Linie und entlang der Bezugsfläche H1200b erstreckt, die Bezugslinie XL ist.
  • Die Druckelementsubstrate H1100y, H1100m und H1100c sind nahe deren beiden Stirnseiten an bestimmten Stellen mit Ausrichtmarkierungen Ay1, Ay2, Am1, Am2, bzw. Ac1 und Ac2 versehen. Die Ausrichtmarkierungen Ay, Am und Ac sind jeweils paarig auf einer Linie angeordnet.
  • Die Ausrichtmarkierung Ay1, Am1 und Ac1 sowie die Ausrichtmarkierungen Ay2, Am2 und Rc2 sind wiederum jeweils auf einer Linie angeordnet.
  • Zuerst wird das Druckelementsubstrat H1100y so eingesetzt, daß die Ausrichtmarkierung Ay1 einen bestimmten Abstand Yy1 zur Bezugsfläche H1200a und einen bestimmten Abstand Xy1 zur Bezugsfläche H1200b, die Ausrichtmarkierung Ay2 einen bestimmten Abstand Xy2 zur Bezugsfläche H1200b hat.
  • Wenn die Längsseite des Druckelementsubstrats H1100y rechtwinklig zur YL-Linie ausgerichtet ist, sind Xy1 und Xy2 gleich groß.
  • Danach wird auf die gleiche Weise das Druckelementsubstrat H1100m positioniert. Das Positionieren erfolgt so, daß die Ausrichtmarkierungen Am1 und Am2 einen bestimmten Abstand X (m1–y1) bzw. X (m2–y2) zur jeweiligen der beiden Ausrichtmarkierungen Ay1 und Ay2 haben. Der Abstand Ym1 zur Bezugslinie YL entspricht dem Abstand Yy1 zu jener.
  • Schließlich wird auf die gleiche Weise das Druckelementsubstrat H1100c so positioniert, daß die Ausrichtmarkierungen Ac1 und Ac2 einen bestimmten Abstand X (c1–y1) bzw. X (x2– y2) zur jeweiligen der beiden Ausrichtmarkierungen Ay1 und Ay2 haben. Der Abstand Yc1 zur Bezugslinie YL entspricht dem Abstand Yy1 zu jener.
  • Nach dem Positionieren der Druckelementsubstrate H1100y, H1100m und H1100c auf die beschriebene Weise werden diese mit einem durch Wärme aushärtenden Kleber H1204 an der ersten Platte H1200 befestigt. Bei dieser Ausführungsform wird als Kleber ein durch Bestrahlen mit ultraviolettem Licht aushärtender Kleber verwendet. Mit anderen Worten, nach dem vorläufigen Befestigen der Druckelementsubstrate H1100y, H1100m und H1100c durch Bestrahlen des Klebers mit ultraviolettem Licht wird der Kleber durch Wärme vollständig ausgehärtet, um die Druckelementsubstrate sicher an der ersten Platte H1200 zu befestigen.
  • Da die Bezugsfläche H1200a an der ersten Platte H1200 relativ klein ist, kann diese sehr genau bearbeitet werden.
  • Danach werden, wie in 15 angedeutet, die zweite Platte H1400 und die elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300 auf die erste Platte H1200 gelegt und danach wird die elektrische Verdrahtungsleiterplatte elektrisch an die Elektroden des Druckelementsubstrats H1100 angeschlossen.
  • Wie aus 14 hervor geht, wird danach auf die Fläche um die Kommunikationsöffnung H1600d der Behälteraufnahmeeinheit H1003 (Strömungskanäle bildendes Element H1600) ein bei Normaltemperatur oder relativ niedriger Temperatur aushärtender Silikonkleber Bo aufgetragen und die erste Platte H1200 mit dem daran befestigten Druckelementsubstrat H1100 der Druckelementeinheit H1002 zwischen die Vorsprünge H1600a und H1600b und in die Ausnehmung H1504 gelegt. Dabei werden die Vorsprünge H1200A an der ersten Platte H1200 in die Ausneh mungen an der Behälteraufnahme eingeführt, so daß deren Bezugsfläche H1200a die Bezugsfläche H1502a bzw. H1502b berührt, wobei zum Befestigen der sechste Kleber H1604 verwendet wird (24).
  • Zum Befestigen der ersten Platte H1200 der Druckelementeinheit H1002 ist keine Wärme erforderlich, um die gewünschte Positioniergenauigkeit der Reihe Ausstoßöffnungen H1100T im Druckelementsubstrat H1100 hinsichtlich der Bezugsflächen H1502a und H1502b in der Behälteraufnahme H1500 zu gewährleisten.
  • Danach wird die Behälteraufnahme H1500 mit der in dieser befestigten Druckelementeinheit H1002 zusammen mit dem Tintenbehälter H1900 in den Schlitten M4002 eingesetzt (12 und 13A). Dabei kommen die Bezugsflächen H1502a und H1502b an der Behälteraufnahme mit den entsprechenden Flächen an den Aufnahmeabschnitten M4002a in Berührung. Dadurch wird die Reihe Ausstoßöffnungen H1100T des in die Behälteraufnahme H1500 eingesetzten Druckelementsubstrats H1100 mit hoher Genauigkeit im Schlitten M4002 so positioniert, daß diese sich zur Bewegungsrichtung des Schlittens M4002 unter einem bestimmten Winkel erstrecken.
  • Die 17 und 18 zeigen den Hauptteil einer zweiten Ausführungsform des Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Wie aus 17 hervor geht, ist die Behälteraufnahme H1500 im Bereich für das Element H1600 zusätzlich mit einem Anpreßstück H1505 versehen, welches durch seine Elastizität die Flächen H1200a an der ersten Platte H1200 gegen die Bezugsflächen H1502a und H1502b drückt.
  • Komponenten in den 17 und 18, welchen jenen der in den 13A, 14 und 15 dargestellten Ausführungsform identisch sind, tragen die gleichen Bezugszeichen wie diese, so daß auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird.
  • Das Anpreßstücks H1505 als integraler Bestandteil der Behälteraufnahme H1500 hat ein freies Ende, welches in Übereinstimmung mit einer auf dieses wirkenden äußeren Kraft in den Raum zwischen den Vorsprüngen H1600a und H1600b gedrückt wird.
  • Beim Zusammensetzen des Druckkopfes H1001 wird zuerst das mit den Ausstoßöffnungen H1100T versehene Druckelementsubstrat H1100 auf gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform an der ersten Platte H1200 positioniert und dann mit einem durch Wärme aushärtenden Kleber an dieser befestigt. Danach werden die zweite Platte H1400 und die elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300 auf die erste Platte H1200 gelegt. Die elektrische Verdrahtungsleiterplatte H1300 wird elektrisch an die Elektroden des Druckelementsubstrats H1100 angeschlossen. Damit ist die in 24 dargestellte Druckelementeinheit H1002 komplett.
  • Nach dem Auftragen des bei Normaltemperatur oder relativ niedriger Temperatur aushärtenden Silikonklebers Bo auf die Fläche um die Kommunikationsöffnungen H1600d der Behälteraufnahmeeinheit H1003 (Strömungskanäle bildendes Element H1600) wird, wie in den 17 und 24 gezeigt, die erste Platte H1200 der Druckelementeinheit H1002 gegen die Kraft des Druckstücks H1505 zwischen die Vorsprünge H1600a und H1600b und in die Ausnehmung H1504 geschoben und an die mit Kleber bestrichene Fläche gedrückt. Dabei werden die Vorsprünge H1200A an der ersten Platte H1200 in den Raum zwischen den Vorsprüngen H1600a, H1600b und den Bezugsflächen H1502a, H1502b und durch die elastische Kraft des Druckstücks H1505 deren Flächen H1200a gegen die Bezugsflächen H1502a, H1502b gedrückt.
  • Das heißt, daß die erste Platte H1200 keine Wärme zum Befestigen benötigt und die Reihe Ausstoßöffnungen H1100 im Druckelementsubstrat H1100 mit hoher Genauigkeit zu den Bezugsflächen H1502a und H1502b der Behälteraufnahme H1500 positioniert werden kann. Da während des Aushärtens des Klebers Bo bei Normaltemperatur (8 bis 12 Stunden) und auch danach ständig eine Kraft in entsprechende Richtung auf die erste Platte H1200 wirkt, kann die Neigung der Reihe Ausstoßöffnungen genau definiert werden. In einem von den Erfindern durchgeführten Wärmezyklustest konnte nachgewiesen werden, daß nach diesem Verfahren eine hohe Anpreßgenauigkeit der Flächen H1200a gegen die jeweilige Bezugsfläche H1502a, H1502b erreichbar ist.
  • Danach wird, wie in den 24 und 27 dargestellt, die mit Eingangssignalklemmen versehene Sektion H1301 der Druckelementeinheit H1002 an einer Seite der Behälteraufnahme H1500 positioniert und an dieser befestigt.
  • Anschließend wird der mit den Tintenbehältern H1900 bestückte Druckkopf H1001 in den Schlitten M4002 eingesetzt und an diesem befestigt (18). In diesem Zustand berühren die Bezugsflächen H1502a und H1502b an der Behälteraufnahme H1500 die entsprechende Fläche der Schlittensektion M4002a. Dadurch wird die Reihe Ausstoßöffnungen H1100T in dem an der Behälteraufnahme H1500 befestigten Druckelementsubstrat H1100 mit hoher Genauigkeit im Schlitten M4002 positioniert und die Einhaltung des vorbestimmten Winkels zur Bewegungsrichtung des Schlittens M4002 gewährleistet.
  • 19 zeigt den Hauptteil einer dritten Ausführungsform des Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung und des Schlittens M4002, genauer ausgedrückt, die in den Schlitten M4002 eingesetzte Behälteraufnahme H1500 mit dem daran befestigten Druckelementsubstrat H1100 und der daran befestigter elektrischen Verdrahtungsleiterplatte H1300.
  • Bei der in 17 dargestellten Ausführungsform werden durch die elastische Kraft des Druckstücks H1505 die Flächen H1200a an der ersten Platte H1200 gegen die Bezugsflächen H1502a und H1502b gedrückt. Dagegen erfolgt bei der in 19 dargestellten Ausführungsform das Anpressen der Flächen H1200a' an der ersten Platte H1200' gegen die Bezugsflächen H1502a, H1502b durch die Radialkomponente der von der Senkschraube Bs erzeugten Befestigungskraft.
  • Die erste Platte H1200' ist aus dem gleichen Material wie die erste Platte H1200 gefertigt, wobei zum Befestigen des Druckelementsubstrats H1100 im allgemeinen an deren Mittelabschnitt der gleiche Kleber wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform verwendet wird. Wenn die erste Platte H1200' in die Behälteraufnahme H1500 eingesetzt ist, berühren deren Flächen H1200a' die jeweilige Bezugsfläche H1502a, H1502b. Wie aus 20 hervor geht, ist die erste Platte H1200' nahe der beiden Stirnseitenkanten mit einer abgesetzten Bohrung H1200B'/H1200b' zur Aufnahme der genannten Senkschraube Bs versehen. Die Senkung Ba am Übergang zwischen dem Abschnitt H1200B' und dem Abschnitt H1200b' dieser Bohrung ist der Form des Kopfes der Senkschraube Bs angepaßt. Der Innendurchmesser des Bohrungsabschnitts H1200b' ist größer als der Schaftdurchmesser der Senkschraube Bs, der Durchmesser des Bohrungsabschnitts H1200B' größer als jener des Bohrungsabschnitts H1200b'.
  • In Übereinstimmung mit den abgesetzten Bohrungen H1200B'/H1200b' in der ersten Platte H1200' ist die Behälteraufnahme H1500 mit Gewindebohrungen H1500s für die Senkschrauben Bs versehen.
  • Nach dem Bestreichen der Fläche um die Öffnung H1600d im Element H1600 mit Kleber werden die beiden durch die jeweilige abgesetzte Bohrung H1200B'/H1200b' geschobenen Senkschrauben Bs in die entsprechende Gewindebohrung H1500s gedreht, so daß deren Kopf gegen die jeweilige Senkung Ba drückt und auf diese Weise die erste Platte H1200' befestigt wird, wobei deren Flächen H1200a' die jeweilige Bezugsfläche H1502a, H1502b berührt.
  • Deshalb müssen nicht erst die 8 bis 12 Stunden, welche zum vollständigen Aushärten des Klebers erforderlich ist, abgewartet werden, bevor zum nächsten Schritt übergegangen werden kann, so daß eine starke Verkürzung der Herstellungszeit sich ergibt.
  • Bei der in 19 dargestellten Ausführungsform wird der Druckkopf H1001 mit den Tintenbehältern H1900 auf die gleiche Weise wie bei der vorhergehenden Ausführungsform in den Schlitten M4002 eingesetzt. Dabei kommen die Bezugsflächen H1502a und H1502b an der Behälteraufnahme H1500 mit den entsprechenden Flächen am Aufnahmeabschnitt M4002a in Berührung. Dadurch wird die Reihe Ausstoßöffnungen H1100T in dem an der Behälteraufnahme H1500 befestigten Druckelementsubstrat H1100 mit hoher Genauigkeit im Schlitten M4002 positioniert und die Einhaltung des vorbestimmten Winkels zur Bewegungsrichtung des Schlittens M4002 gewährleistet.
  • Die 35, 36 und 37 zeigen eine vierte Ausführungsform des Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Bei der in 11 dargestellten Ausführungsform sind die Verbindungskanäle H1600d im Element H1600 in bestimmten Abständen zueinander linear angeordnet, während bei der in den 35 bis 37 dargestellten Ausführungsform die Verbindungskanäle H1600d' im Element H1600' in Zickzackform oder gestaffelt angeordnet sind.
  • In den 35 bis 37 tragen die Komponenten, welche jenen der in 11 dargestellten Ausführungsform identisch sind, die gleichen Bezugszeichen wie diese, so daß auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird.
  • Der Abschnitt der Behälteraufnahme H1500 in welchem das Strömungskanäle bildende Element H1600' befestigt wird, ist in Übereinstimmung mit den entsprechenden Tintenbehältern H1900 mit nutenähnlichen Strömungskanälen H1521' versehen, welche auf einer Seite in die Tintenzuführöffnungen H1520 münden, auf der anderen Seite die Form des offenen Endes des Strömungskanäle bildenden Elements H1600' haben und in Übereinstimmung mit dem offenen Ende der Tintenströmungskanäle im Element H1600 zickzackförmig konvergieren, so daß der Abstand zwischen benachbarten Enden der Strömungskanäle H1521' kleiner ist als jener zwischen den benachbarten anderen Enden.
  • Über den Strömungskanal H1521' wird das Element H1600' aus dem entsprechenden Tintenbehälter H1900 mit Tinte versorgt.
  • Wie aus den 35, 38A und 38B hervor geht, sind die Kommunikationsbohrungen H1600d' in einem bestimmten Abstand und parallel zueinander zickzackförmig zwischen den Vorsprüngen H1600a und H1600b in Übereinstimmung mit den Tintenzuführkanälen H1201' in der ersten Platte H1200' und dem jeweiligen anderen Ende des entsprechenden Strömungskanals H1521' angeordnet.
  • Die kreisförmige Kante H1600e' ragt an der Seite, welche mit der ersten Platte H1200' verklebt werden soll, über den restlichen Abschnitt um das offene Ende der entsprechenden Kommunikationsbohrung H1600d'. Beim Befestigen der ersten Platte H1200' am Element H1600 legt die Kante H1600e' sich gegen die Wand der Tintenzuführöffnung H12001'. Mit anderen Worten, die Verbindungsbohrung H1600d' mündet in die erste Platte H1200'.
  • Wie 35 zeigt, ist die erste Platte H1200' mit sechs Tintenzuführkanälen H1201' versehen, welche in Übereinstimmung mit den Strömungskanälen H1600d' zickzackförmig angeordnet sind und die entsprechenden Druckelementsubstrate H1100 mit Tinte versorgen. Das heißt, der Tintenzuführkanal H1201' mündet in den Abschnitt H1202 an der mit dem Druckelementsubstrat H1100 verbundenen Fläche H1200s (33B).
  • Durch die beiden Reihen Kommunikationsbohrungen H1600d' und Tintenzuführkanäle H1201' besteht die Möglichkeit der Erzeugung von Nuten oder Stufen um den Tintenzuführkanal, um eine ausreichende Klebfläche zu erhalten, ohne die Teilung zwischen den Tintenzuführkanälen zu vergrößern oder die Größe des Tintenzuführkanals zu verringern. Das ermöglicht die Herstellung eines kompakten, leckfreien und zuverlässigen Tintenstrahldruckkopfes.
  • Die 39, 40 und 41 zeigen eine fünfte Ausführungsform des Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Komponenten, welche jenen der in den 2 und 13A dargestellten Ausführungsformen identisch sind, tragen die gleichen Bezugszeichen wie diese, so daß auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird.
  • Der Aufbau des bei den beschriebenen Ausführungsformen verwendeten Druckkopfes H1001 mit der Aufnahme H1500 für Tintenbehälter H1900 stellt aber keine Beschränkung dar, denn es kann auch ein sogenannter Wegwerfkopf eingesetzt werden, bei welchem die Druckelementsektion und die Behältersektion einstückig gefertigt sind.
  • Bei der in 39 dargestellten Ausführungsform sind Tintenbehälter H2000A, H2000B, H2000C, H2000D, H200E und H2000F für die Versorgung des Druckkopfes mit den entsprechenden Farbtinten separat vom Schlitten M4001 am Druckerhauptkörper M1000 angeordnet. Die Tintenbehälter H2000A bis H2000F sind zum Beispiel unterhalb der Bewegungsbahn des Schlittens M4001 angeordnet. In 39 sind die Tintenbehälter H2000D, H2000E und H2000F nicht dargestellt.
  • Tinte aus dem jeweiligen Tintenbehälter H2000A bis H2000F wird dem am Schlitten M4001 befestigten Druckkopf H1004 durch ein entsprechendes Röhrchen H2010 zugeführt. Das Zuführen von Tinte zum Druckkopf H1004 erfolgt in Übereinstimmung mit Druckinformationen automatisch durch den Unterdruck oder die Kapillarwirkung in diesem.
  • Wie aus 40 hervor geht, gehören zum Druckkopf H1004 eine Druckelementeinheit H1002 und eine Behälteraufnahme H1550 für diese, welche mit Kammern zum Speichern von Tinten versehen ist.
  • Die Kammern in der Behälteraufnahme H1550 sind an das andere Ende des jeweiligen Röhrchens H2010 angeschlossen.
  • Die Behälteraufnahme H1550 hat an der Rückseite im unteren Abschnitt, an welchem die Klemmen für externe Signale H1301 positioniert und befestigt sind, Bezugsflächen H1550a und H1550b. Die Bezugsflächen H1550a und H1550b bilden jeweils eine Seite der jeweiligen Ausnehmung H1550Sa, H1550Sb.
  • Wie aus den 40 und 41 ebenfalls hervor geht, ist die Behälteraufnahme H1550 auf der zur ersten Platte H1200 gerichteten Seite mit Vorsprüngen H1550Ga, H1550Gb zur Aufnahme der ersten Platte H1200 versehen.
  • Zwischen den Vorsprüngen H1550Ga, H1550Gb an der Behälteraufnahme H1550 und der jeweiligen Bezugsflächen H1550a, H1550b ist ein bestimmter Spalt für die an der ersten Platte H1200 vorhandenen Vorsprünge H1200A vorhanden. Die Bezugsflächen H1550a und H1550b an der Behälteraufnahme H1550 berühren die jeweilige Sektion M4002a am Schlitten M4002. Dadurch werden die Reihen Ausstoßöffnungen H1100T in dem in den Schlitten M4002 eingesetzten Druckelementsubstrat H1100 mit hoher Genauigkeit ausgerichtet und erstrecken sich unter einem bestimmten Winkel zur Bewegungsrichtung des Schlittens M4002.

Claims (20)

  1. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001), welcher mehrere Druckelementsubstrate (H1100y, H1100m, H1100c) mit darauf angeordneten Druckelementen zum Ausstoßen von Flüssigkeit, ein Stützelement (H1200) zum Stützen der Druckelementsubstrate (H1100y, H1100m, H1100c) und eine am Stützelement (H1200) befestigte, mit einem Bezugsabschnitt (H1200a, H1502a, H1502b) zum Positionieren auf einem zusammen mit den Druckelementsubstraten (H1100y, H1100m, H1100c) und dem Stützelement (H1200) bewegbaren Schlitten (M4001, M4002) versehene Behälteraufnahme (H1500) aufweist, wobei der Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001) über die Behälteraufnahme (H1500) und das Stützelement (H1200) die Druckelementsubstrate (H1100y, H1100m, H1100c) mit der Flüssigkeit versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsabschnitt (H1200a, H1502a, H1502b) auch zum Positionieren des Stützelements (H1200) auf der Behälteraufnahme (H1500) dient.
  2. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (H1200) in Anordnungsrichtung der Druckelementsubstrate (H1100y, H1100m, H1100c) an beiden Stirnseiten mit einem Vorsprung (H1200A) versehen ist, über welche rechtwinklig zur Anordnungsrichtung der Druckelementsubstrate (H1100y, H1100m, H1100c) das Positionieren des Stützelements (H1200) an der Behälteraufnahme (H1500) erfolgt.
  3. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelementsubstrate (H1100y, H1100m, H1100c) über den Bezugsabschnitt (H1200a, H1502a, H1502b) des Stützelements (H1200) positioniert werden.
  4. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelementsubstrat (H1100y, H1100m, H1100c) mit mehreren Ausrichtmarkierungen (Ay1, Ay2, Am1, Am2, Ac1, Ac2) zum Positionieren auf dem Stützelement (H1200) versehen ist.
  5. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (1001) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtmarkierungen (AY1, Ay2, Am1, Am2, Ac1, Ac2) in Längsrichtung des Druckelementsubstrats (H1100y, H1100m, H1100c) angeordnet sind.
  6. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (H1200) aus Keramik gefertigt ist.
  7. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (H1200) mit Flüssigkeitszuführbohrungen (H1201) entsprechend der Anzahl an Druckelementsubstraten (H1100y, H1100m, H1100c) versehen ist.
  8. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszuführbohrungen (H1201) in Zickzackform angeordnet sind.
  9. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (H1200) mit einem Flüssigkeitszuführkanal (H1202) versehen ist, in welchen die Flüssigkeitszuführbohrung (H1201) mündet und dessen Querschnitt sich in Richtung Druckelementsubstrat vergrößert.
  10. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälteraufnahme (H1500) durch Gießen hergestellt wird und mit einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung entsprechend der Flüssigkeitszuführbohrung (H1201) versehen ist.
  11. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälteraufnahme (H1500) mit einem abnehmbaren Flüssigkeitszuführelement zum Speichern der dem Duckelementsubstrat (H1100y, H1100m, H1100c) zuzuführenden Flüssigkeit bestückt ist.
  12. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Druckelement ein elektrothermischer Wandler zur Flüssigkeitserwärmung ist.
  13. Flüssigkeitsausstoßdruckkopf (H1001) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (H1200) mit einem bei niedriger oder normaler Temperatur aushärtbaren Kleber an der Behälteraufnahme (H1500) befestigt wird.
  14. Druckvorrichtung, welche einen Flüssigkeitsausstoßdruckkopf gemäß Anspruch 1 zum Drucken durch Ausstoßen von Tinte und ein Schlittenelement (M4001, M4002) zum Transportieren des an diesem befestigten Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes (H1001) aufweist.
  15. Druckvorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement ein elektrothermischer Wandler zur Flüssigkeitserwärmung ist.
  16. Druckvorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (H1200) mit einem bei niedriger oder normaler Temperatur aushärtenden Kleber an der Behälteraufnahme (H1500) befestigt wird.
  17. Druckvorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälteraufnahme (H1500) mit einem abnehmbaren Flüssigkeitszuführelement zum Speichern der dem Druckelementsubstrat (H1100y, H1100m, H1100c) zuzuführenden Flüssigkeit bestückt ist.
  18. Druckvorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (H1200) mit Flüssigkeitszuführbohrungen (H1201) entsprechend der Anzahl an Druckelementsubstraten (H1100y, H1100m, H1100c) versehen ist.
  19. Druckvorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszuführbohrungen (H1201) in Zickzackform an geordnet sind.
  20. Verfahren zur Herstellung des Flüssigkeitsausstoßdruckkopfes (H1001) gemäß Anspruch 4, welches folgende Schritte aufweist: Bereitstellung des Stützelements (H1200), Bereitstellung von wenigstens zwei Druckelementsubstraten (H1100y, H1100m), welche mit entsprechenden Ausrichtmarkierungen (Ay1, Ay2, Am1, Am2) versehen sind, Positionieren eines ersten Druckelementsubstrats (H1100y) mit der zu verklebenden Fläche auf dem Stützelement (H1200) durch Verwendung der vorbestimmten Lage der entsprechenden Ausrichtmarkierung (Ay1, Ay2) als Bezugspunkt zum Vorsprung (H1200A) und Positionieren eines zweiten Druckelementsubstrats (H1100m) mit der zu verklebenden Fläche neben dem ersten Druckelementsubstrat (H1100y) durch Verwendung der vorbestimmten Lage der entsprechenden Ausrichtmarkierung (Ama, Am2) als Bezugspunkt zum ersten Druckelementsubstrat (H1100y).
DE60029700T 1999-08-24 2000-08-23 Flüssigkeitsausstossdruckkopf, damit versehene Druckvorrichtung, Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstossdruckkopfes Expired - Lifetime DE60029700T2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23678399 1999-08-24
JP23678399 1999-08-24
JP23699499 1999-08-24
JP23699499 1999-08-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60029700D1 DE60029700D1 (de) 2006-09-14
DE60029700T2 true DE60029700T2 (de) 2007-08-09

Family

ID=26532851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60029700T Expired - Lifetime DE60029700T2 (de) 1999-08-24 2000-08-23 Flüssigkeitsausstossdruckkopf, damit versehene Druckvorrichtung, Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstossdruckkopfes

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6536868B1 (de)
EP (1) EP1078759B1 (de)
DE (1) DE60029700T2 (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2440279A1 (en) * 2001-03-09 2002-09-19 N2 Broadband, Inc. Method and system for managing and updating metadata associated with digital assets
US6616260B2 (en) 2001-05-25 2003-09-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Robust bit scheme for a memory of a replaceable printer component
WO2002097611A1 (en) * 2001-05-25 2002-12-05 N2 Broadband, Inc. System and method for scheduling the distribution of assets from multiple asset providers to multiple receivers
US8024766B2 (en) * 2001-08-01 2011-09-20 Ericsson Television, Inc. System and method for distributing network-based personal video
JP4115334B2 (ja) * 2002-06-25 2008-07-09 キヤノン株式会社 インクジェット記録装置
US7568209B1 (en) 2003-11-14 2009-07-28 Tanderberg Television, Inc. Method and system for the management of targeted material insertion using a campaign manager
US20050177616A1 (en) * 2003-12-19 2005-08-11 N2 Broadband, Inc. Method and system for distributing services in a digital asset environment
US7738137B2 (en) * 2004-03-23 2010-06-15 Lexmark International, Inc. Inkjet print head synchronous serial output for data integrity
WO2006009265A1 (en) 2004-07-22 2006-01-26 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording head and recording apparatus
JP2008522856A (ja) * 2004-12-03 2008-07-03 フジフイルム ディマティックス インコーポレイテッド プリントヘッドおよびプリントヘッドを用いるシステム
JP4290154B2 (ja) * 2004-12-08 2009-07-01 キヤノン株式会社 液体吐出記録ヘッドおよびインクジェット記録装置
JP5233130B2 (ja) * 2006-04-14 2013-07-10 株式会社リコー 圧電アクチュエータ、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、画像形成装置
US7794058B2 (en) * 2006-05-29 2010-09-14 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge head and method for manufacturing the same
JP4293220B2 (ja) * 2006-09-29 2009-07-08 ブラザー工業株式会社 液体噴射装置
US8246141B2 (en) * 2006-12-21 2012-08-21 Eastman Kodak Company Insert molded printhead substrate
US8011771B2 (en) 2008-02-11 2011-09-06 Wazana Brothers International, Inc. Remanufactured inkjet printer cartridge, system and process
EP2617573A3 (de) * 2009-03-20 2015-11-04 Clover Technologies Group, LLC Erneut hergestellte Tintentstrahldruckerkartusche, System und Verfahren
JP4732535B2 (ja) 2009-06-09 2011-07-27 キヤノン株式会社 液体吐出記録ヘッドおよびその製造方法
JP5867985B2 (ja) * 2010-03-01 2016-02-24 キヤノン株式会社 記録ヘッド
US8430474B2 (en) 2010-06-10 2013-04-30 Eastman Kodak Company Die mounting assembly formed of dissimilar materials
ITUA20162256A1 (it) * 2016-04-01 2017-10-01 Grafco S R L Stampante a getto di inchiostro
EP3225412B8 (de) * 2016-04-01 2020-12-16 Grafco Srl Flüssigkeitskartusche
JP6976777B2 (ja) 2017-09-06 2021-12-08 キヤノン株式会社 液体吐出装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69229509T2 (de) 1991-12-11 1999-11-25 Canon K.K., Tokio/Tokyo Tintenstrahlkassette und Titenbehälter
JPH05330045A (ja) 1992-06-01 1993-12-14 Canon Inc 記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置
KR100208924B1 (ko) 1995-08-22 1999-07-15 야스카와 히데아키 잉크제트 헤드 접속유닛 및 잉크제트 카트리지 및 그 조립방법
JP3452111B2 (ja) 1995-11-10 2003-09-29 セイコーエプソン株式会社 インクジェット式記録ヘッド
US6062675A (en) 1996-01-09 2000-05-16 Canon Kabushiki Kaisha Recording head, recording apparatus and manufacturing method of recording head
AU4414699A (en) 1998-06-03 1999-12-20 Lexmark International Inc. Printhead attachment structure and method

Also Published As

Publication number Publication date
EP1078759A2 (de) 2001-02-28
US6536868B1 (en) 2003-03-25
EP1078759A3 (de) 2001-05-23
DE60029700D1 (de) 2006-09-14
EP1078759B1 (de) 2006-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60029700T2 (de) Flüssigkeitsausstossdruckkopf, damit versehene Druckvorrichtung, Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstossdruckkopfes
DE60026210T2 (de) Flüssigkeitsbehälter, flüssigkeitsausziehmechanismus and flüssigkeitsausziehapparat
DE60029280T2 (de) Abdeckungselement aus Gummi, Druckkopf, Aufbewahrungsgehäuse und Tintenstrahldruckgerät
DE69228958T2 (de) Kappe für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf
DE60122981T2 (de) Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfkartusche
DE69009410T2 (de) Herstellungsverfahren eines Druckkopfes.
DE60122974T2 (de) Druckkopf, Druckkopfpatrone, Druckvorrichtung und Druckkopfelement-Substrat
DE60118071T2 (de) Elektrische Kontakte auf Tintenstrahldruckkopf
DE69729520T2 (de) Verbindungsmethode für Tintenstrahlkopfeinheiten, Tintenstrahlkopfeinheit und Tintenkassette
DE69922759T2 (de) Modulare Druckpatrone zur Anwendung in Tintenstrahldrucksystemen
DE60130410T2 (de) Bildprozessor, Bildverarbeitungsverfahren, Druckgerät, Druckverfahren, Programm, Speichermedium zum Speichern einer computerlesbaren Programmkode
DE69824464T3 (de) Dynamische Korrektur in einem Mehrfach-Druckverfahren zur Kompensierung der fehlenden Tintenstrahldüsen
DE69908575T2 (de) Modularer aufbau für tintenstrahltechnologie
DE69024683T2 (de) Kassette eines Aufzeichnungskopfes und Aufzeichnungsgerät mit einer solchen Kassette
DE69014792T2 (de) Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Tintenstrahlaufzeichnungsgerät welches ihn verwendet.
CN100473531C (zh) 液体排放设备和液体排放方法
DE60026759T2 (de) Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
DE69415588T2 (de) Aufzeichnungsgerät mit einer Abweichungseinstellvorrichtung
DE69010438T2 (de) Tintenstrahlaufzeichnungskopf, Kartusche und Apparat.
DE60027992T2 (de) Tintenstrahlaufzeichnungsgerät und Aufzeichnungsverfahren
DE602005005379T2 (de) Tintenstrahlkopf und Kopfmodule
DE69018175T2 (de) Tintenstrahldruckkopf, -Kassette und -Gerät.
DE60127778T2 (de) Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung
DE69724875T2 (de) Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Tintenstrahlaufzeichnungsapparat
DE60024371T2 (de) Substrateinheit für Flüssigkeitsausstosskopf, dessen Herstellungsverfahren, Flüssigkeitsausstosskopf, Patrone, und Bilderzeugungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition