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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Tintenstrahldrucken
und insbesondere auf einen Dünnfilmtintenstrahldruckkopf
mit Tintentropfengeneratorarrays, die konfiguriert sind, um die Druckkopfsubstratgröße zu reduzieren.
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Die
Technik des Tintenstrahldruckens ist relativ gut entwickelt. Kommerzielle
Produkte, wie zum Beispiel Computerdrucker, Graphikplotter und Faksimilemaschinen
wurden zum Erzeugen von gedruckten Medien mit Tintenstrahltechnologie
implementiert. Die Beiträge
der Hewlett-Packard Company zu der Tintenstrahltechnologie sind
beispielsweise in verschiedenen Artikeln in dem Hewlett-Packard
Journal beschrieben, Band 36, Nr. 5 (Mai 1985); Band 39, Nr. 5 (Oktober
1988); Band 43, Nr. 4 (August 1992); Band 43, Nr. 6 (Dezember 1992);
und Band 45, Nr. 1 (Februar 1994); die alle hierin durch Bezugnahme aufgenommen
sind.
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Im
Allgemeinen wird ein Tintenstrahlbild gebildet gemäß einer
genauen Platzierung von Tintentropfen auf einem Druckmedium, die
durch einen Tintentropfen erzeugende Vorrichtung erzeugt werden, die
als ein Tintenstrahldruckkopf bekannt ist. Typischerweise wird ein
Tintenstrahldruckkopf auf einem beweglichen Druckwagen getragen,
der die Oberfläche
des Druckmediums überquert
und gesteuert wird, um Tintentropfen zu geeigneten Zeiten gemäß dem Befehl
eines Mikrocomputers oder einer anderen Steuerung auszustoßen, wobei
die Zeitgebung der Aufbringung der Tintentröpfchen einem Muster von Pixeln
des Bildes entsprechen soll, das gedruckt wird.
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Ein
typischer Hewlett-Packard Tintenstrahldruckkopf umfasst ein Array
von genau gebildeten Düsen
in einer Öffnungsplat te,
die an einer Tintenbarriereschicht befestigt ist, die wiederum an
einer Dünnfilmteilstruktur
befestigt ist, die Tintenabfeuerungserwärmungswiderstände und
eine Vorrichtung zum Aktivieren der Widerstände implementiert. Die Tintenbarriereschicht
definiert Tintenkanäle,
die Tintenkammern umfassen, die über
zugeordneten Tintenabfeuerungswiderständen angeordnet sind, und die
Düsen in
der Öffnungsplatte
sind mit zugeordneten Tintenkammern ausgerichtet. Tintentropfengeneratorregionen
sind durch die Tintenkammern und durch Abschnitte der Dünnfilmteilstruktur
und der Öffnungsplatte
gebildet, die benachbart zu den Tintenkammern sind.
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Die
Dünnfilmteilstruktur
besteht typischerweise aus einem Substrat, wie zum Beispiel Silizium, auf
dem verschiedene Dünnfilmschichten
gebildet sind, die Dünnfilmabfeuerungswiderstände bilden,
einer Vorrichtung zum Aktivieren der Widerstände und auch Verbindungen zu
Verbindungsanschlussflächen,
die für
externe elektrische Verbindungen zu dem Druckkopf vorgesehen sind.
Die Tintenbarriereschicht ist typischerweise ein Polymermaterial,
das als ein Trockenfilm an die Dünnfilmteilstruktur
laminiert ist, und entworfen ist, um photodefinierbar und sowohl
UV- als auch thermisch härtbar
zu sein. Bei einem Tintenstrahldruckkopf eines Schlitzzuführentwurfs
wird Tinte von einem oder mehreren Tintenreservoirs zu den verschiedenen
Tintenkammern durch einen oder mehrere Tintenzuführschlitze zugeführt, die
in dem Substrat gebildet sind.
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Ein
Beispiel der physikalischen Anordnung der Öffnungsplatte, der Tintenbarriereschicht
und der Dünnfilmteilstruktur
ist auf Seite 44 des Hewlett-Packard Journals vom Februar 1994,
das oben zitiert ist, dargestellt. Weitere Beispiele von Tintenstrahldruckköpfen sind
in dem gemeinschaftlich übertragenen
U.S.-Patent 4,719,477 und dem U.S.-Patent 5,317,346 aufgeführt, die
beide hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
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Die
europäische
Patentanmeldung
EP 0890438 offenbart
einen Druckkopf mit Heizelementen, die jeweils Blasenkammern zugeordnet
sind. Von einer zentralen Öffnung
wird Tinte an die Blasenkammern geliefert. Die Heizelemente und
ihre entsprechenden Blasenkammern sind entlang einer ersten longitudinalen
Kante der zentralen Öffnung
gebildet, und ebenfalls entlang einer zweiten longitudinalen Kante
gegenüberliegend
der ersten longitudinalen Kante der zentralen Öffnung.
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Überlegungen
bei Dünnfilmtintenstrahldruckköpfen umfassen
eine erhöhte
Substratgröße und/oder
Substratzerbrechlichkeit, da mehr Tintentropfengeneratoren und/oder
Tintenzuführschlitze verwendet
werden. Es gibt folglich einen Bedarf an einem verbesserten Tintenstrahldruckkopf,
der kompakt ist und eine große
Anzahl von Tintentropfengeneratoren aufweist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
offenbarte Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahldruckkopf
mit einer ersten Mehrzahl von Tintentropfengeneratoren, die entlang
einer ersten Kante eines Tintenzuführschlitzes angeordnet sind,
und eine zweite Mehrzahl von Tintentropfengeneratoren, die entlang
einer zweiten Kante des Tintenzuführschlitzes angeordnet sind,
die der ersten Kante gegenüberliegt.
Die Tintentropfengeneratoren sind in einer Mehrzahl von Gruppen
angeordnet, die als Grundelemente bezeichnet werden, und jedes Grundelement
umfasst eine erste Untergruppe von Tintentropfengeneratoren, die
entlang der ersten Kante angeordnet sind, und eine zweite Untergruppe von
Tintentropfengeneratoren entlang einer zweiten Kante, wobei die
erste Untergruppe jedes Grundelements einen Teilsatz der ersten
Mehrzahl von Tintentropfengeneratoren umfasst und wobei die zweite Untergruppe
jedes Grundelements einen Teilsatz der zweiten Mehrzahl von Tintentropfengeneratoren
umfasst. Auf diese Weise ist jedes Grundelement über den Tintenzuführschlitz
verteilt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Vorteile und Merkmale der offenbarten Erfindung werden ohne weiteres
für einen
Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich von der folgenden detaillierten
Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.
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1 ist
eine nicht maßstabsgerechte
schematische Draufsichtsdarstellung des Layouts eines Tintenstrahldruckkopfs,
der die Erfindung verwendet.
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2 ist
eine schematische teilweise auseinander gezogene perspektivische
Ansicht des Tintenstrahldruckkopfs von 1.
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3 ist
eine nicht maßstabsgerechte
schematische Teildraufsichtsdarstellung des Tintenstrahldruckkopfs
von 1.
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4 ist
eine nicht maßstabsgerechte
schematische Draufsichtsdarstellung des Layouts des Tintenstrahldruckkopfs
von 1, das die Grundelementgruppenstruktur der Tintentropfengeneratoren darstellt,
die an beiden Seiten einer Tintenzuführschlitzes angeordnet sind.
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5 ist
eine schematische Darstellung der Heizwiderstände und zugeordneten Adressleitungen, Grundelementauswahlleitungen
und Masseleitungen der Grundelementgruppenstruktur, die in 4 dargestellt
ist.
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6 ist
eine nicht maßstabsgerechte
schematische Teildraufsichtsansicht eines weiteren Tintenstrahldruckkopfs,
der die Erfindung verwendet.
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7 ist
eine nicht maßstabsgerechte
schematische Draufsicht von unten der Dünnfilmteilstruktur des Tintenstrahldruckkopfs
von 1, die die haftenden Kontaktbereiche darstellt.
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8 ist
eine nicht maßstabsgerechte
schematische Darstellung einer Druckkassette, die einen Kopfbereich
umfasst, an dem der Tintenstrahldruckkopf von 1 oder 3 befestigt
werden kann.
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9 ist
eine nicht maßstabsgerechte
schematische perspektivische Ansicht eines Druckers, in dem Druckkopf
der Erfindung verwendet werden kann.
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Detaillierte
Beschreibung der Offenbarung
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Bei
der folgenden detaillierten Beschreibung und bei den mehreren Figuren
der Zeichnung sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Mit
Bezugnahme auf 1 und 2 ist eine
nicht maßstabsgerechte
schematische perspektivische Ansicht eines Tintenstrahldruckkopfs
schematisch dargestellt, in dem die Erfindung verwendet werden kann,
und der im Allgemeinen Folgendes umfasst (a) eine Dünnfilmteilstruktur
oder einen Chip 11, der ein Substrat umfasst, wie zum Beispiel
Silizium, und verschiedene Dünnfilmschichten
aufweist, die auf demselben gebildet sind, (b) eine Tintenbarriereschicht 12,
die auf der Dünnfilmteilstruktur 11 angeordnet
ist und (c) eine Öffnungs-
oder Düsenplatte 13,
die laminar an der Oberseite der Tintenbarriere 12 befestigt
ist.
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Die
Dünnfilmteilstruktur 11 wird
gemäß herkömmlichen
Techniken für
integrierte Schaltungen gebildet, und umfasst Dünnfilmheizwiderstände 56, die
in derselben gebildet sind. Die Tintenbarriereschicht 12 ist
aus einem Trockenfilm gebildet, der an die Dünnfilmteilstruktur 11 wärme- und
drucklaminiert ist, und photodefiniert ist, um in derselben Tintenkammern 19 und
Tintenkanäle 29 zu
bilden, die über Widerstandsregionen
angeordnet sind, in denen die Heizwiderstände gebildet sind. Goldverbindungsanschlussflächen 74,
die für
extern elektrische Verbindungen in Eingriff genommen werden können, sind an
den Enden der Dünnfilmteilstruktur 11 angeordnet und
sind nicht durch die Tintenbarriereschicht 12 bedeckt.
Beispielhaft umfasst das Barriereschichtmaterial ein Photopolymertrockenfilm
auf der Basis von Acrylat, wie zum Beispiel den Photopolymertrockenfilm
der Marke „Parad", der von E. I. duPont
de Nemours and Company of Wilmington, Delaware erhältlich ist. Ähnliche
Trockenfilme umfassen andere duPont Produkte, wie zum Beispiel den
Trockenfilm der Marke „Riston" und Trockenfilme,
die von anderen Chemieanbietern hergestellt werden. Die Öffnungsplatte 13 umfasst
beispielsweise ein planares Substrat, das aus einem Polymermaterial
besteht, und in dem die Öffnungen
durch Laserablation gebildet sind, beispielsweise wie es in dem
gemeinschaftlich übertragenen
U.S.-Patent 5,469,199
offenbart ist, das hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Die Öffnungsplatte
kann auch ein plattiertes Metall umfassen, wie zum Beispiel Nickel.
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Wie
es in 3 dargestellt ist, sind die Tintenkammern 19 in
der Tintenbarriereschicht 12 insbesondere über jeweiligen
Tintenabfeuerungswiderständen 56 angeordnet,
und jede Tintenkammer 19 ist durch miteinander verbundene
Kanten oder Wände
einer Kammer definiert, die in der Barriereschicht 12 gebildet
ist. Die Tintenkanäle 29 sind
durch weitere Öffnungen
definiert, die in der Barriereschicht 12 gebildet sind,
und sind einstückig
mit jeweiligen Tintenabfeuerungskammern 19 verbunden. 1, 2 und 3 stellen
beispielhaft einen Schlitzzuführtintenstrahldruckkopf
dar, bei dem sich die Tintenkanäle
zu einer Kante öffnen,
die durch einen Tintenzuführschlitz
in der Dünnfilmteilstruktur
gebildet ist, wodurch die Kante des Tintenzuführschlitzes eine Zuführkante
bildet.
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Die Öffnungsplatte 13 umfasst Öffnungen oder
Düsen 21,
die über
jeweiligen Tintenkammern 19 angeordnet sind, so dass jeder
Tintenabfeuerungswiderstand 56, eine zugeordnete Tintenkammer 19 und
eine zugeordnete Öffnung 21 ausgerichtet
sind und einen Tintentropfengenerator 40 bilden.
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Obwohl
der offenbarte Druckkopf so beschrieben wurde, dass derselbe eine
Barriereschicht und eine getrennte Öffnungsplatte aufweist, sollte klar
sein, dass die Erfindung in Druckköpfen implementiert werden kann,
die eine integrale Barriere/Öffnungsstruktur
aufweisen, die unter Verwendung einer einzigen Photopolymerschicht
hergestellt werden können,
die mit einem Mehrfachbelichtungsprozess belichtet und dann entwickelt
wird.
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Die
Tintentropfengeneratoren 40 sind in vier säulenförmigen Arrays
oder Gruppen 61, 62, 63, 64 angeordnet,
die voneinander beabstandet sind, transversal relativ zu einer Referenzachse
L. Die Heizwiderstände 56 jeder
Tintentropfengeneratorgruppe sind im Allgemeinen mit der Referenzachse
L ausgerichtet und haben eine vorbestimmte Mitte-zu-Mitte-Beabstandung oder
einen Düsenabstand (S1
oder S2, wie es hierin nachfolgend beschrieben ist) entlang der
Referenzachse L. Zwei Tintentropfengeneratorgruppen 61, 64 sind
jeweils benachbart zu gegenüberliegenden
Kanten 51, 52 der Dünnfilmteilstruktur 11 angeordnet,
während
zwei Tintentropfengeneratorgruppen 62, 63 in dem
Mittelabschnitt der Dünnfilmteilstruktur
angeordnet sind, so dass die beiden Tintentropfengeneratorgruppen 62, 63 zwischen und
innerhalb der Tintentropfengeneratorgruppen 61, 64 liegen,
die außerhalb
gelegene Gruppen sind. Als ein darstellendes Beispiel ist die Dünnfilmteilstruktur rechteckig
und gegenüberliegende
Kanten 51, 52 derselben sind longitudinale Kanten
der Längenabmessung,
während
gegenüberliegende
Kanten 53, 54 von der Breitenabmessung sind, die
geringer ist als die Längenabmessung
des Druckkopfes. Die longitudinalen Kanten 51, 52 können parallel
zu der Referenzachse L sein. Bei der Verwendung kann die Referenzachse
L ausgerichtet sein mit dem, was im Allgemeinen als die Medienvorschubachse
bezeichnet wird.
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Obwohl
die Tintentropfengeneratoren 40 jeder Tintentropfengeneratorgruppe
so dargestellt sind, dass dieselben im Wesentlichen kollimar sind, sollte
klar sein, dass einige der Tintentropfengeneratoren 40 einer
Tintentropfengeneratorgruppe leicht von der Mittellinie der Spalte
versetzt sein können, beispielsweise
um Abfeuerungsverzögerungen
auszugleichen.
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Da
jeder der Tintentropfengeneratoren 40 einen Heizwiderstand 56 umfasst,
sind die Heizwiderstände
entsprechend in Gruppen oder Arrays angeordnet, die den Tintentropfengeneratoren
entsprechen. Der Zweckmäßigkeit
halber werden die Heizwiderstandsarrays oder Gruppen mit den gleichen
Bezugszeichen 61, 62, 63, 64 bezeichnet.
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Die
Tintentropfengeneratoren 40 der außerhalb gelegenen Gruppe 61,
die benachbart zu der longitudinalen Kante 51 der Dünnfilmteilstruktur 11 liegen,
haben eine Mitte-zu-Mitte-Beabstandung (oder
einen Düsenabstand)
S1 entlang der Referenzachse, und die Tintentropfengeneratoren 40 der
außerhalb
gelegenen Gruppe 64, die benachbart zu der longitudinalen
Kante 52 ist, haben ebenfalls die Mitte-zu-Mitte-Beabstandung S1.
Die Tintentropfengeneratoren 40 der innerhalb gelegenen
Gruppe 62 haben eine Mitte-zu-Mitte-Beabstandung S2 entlang der Referenzachse,
die anders ist als die Mitte-zu-Mitte-Beabstandung S1, und die Tintentropfengeneratoren 40 der
innerhalb gelegenen Gruppe 63 haben ebenfalls die Mitte-zu-Mitte-Beabstandung S2.
Anders ausgedrückt,
Tintentropfengeneratoren 40 von jeder der außerhalb
gelegenen Gruppen 61, 64 sind innerhalb der Gruppe
entlang der Referenzachse L näher
oder weiter voneinander beabstandet als die Tintengeneratoren 40 von
jeder der innerhalb gelegenen Gruppe 62, 63.
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Als
darstellendes Beispiel ist die Mitte-zu-Mitte-Beabstandung S2 zweimal die Mitte-zu-Mitte-Beabstandung 51,
und die Tintentropfengeneratoren 40 der innerhalb gelegenen
Gruppe 62 sind entlang der Referenzachse versetzt relativ
zu den Tintentropfengeneratoren 40 der innerhalb gelegenen
Gruppe 63, so dass eine kombinierte Mitte-zu-Mitte-Beabstandung PC der
Tintentropfengeneratoren der innerhalb gelegenen Gruppe 62, 63 im Wesentlichen
gleich ist zu der Mitte-zu-Mitte-Beabstandung S1. Allgemeiner gesagt,
die Mitte-zu-Mitte-Beabstandung S2 der Tintentropfengeneratoren 40 von
jeder der innerhalb gelegenen Gruppen 62, 63 kann
ausgewählt
werden, so dass die zusammengesetzte Mitte-zu-Mitte-Beabstandung PC entlang der Referenzachse
L der Kombination der innerhalb gelegenen Gruppe 62, 63 ein
ganzzahliges Mehrfaches der Mitte-zu-Mitte- oder Düsen-Beabstandung S1 von
jeder der außerhalb
gelegenen Gruppe 61, 64 ist.
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Die
vorhergehende Anordnung von Tintentropfengeneratoren kann in einem
ausschließlichen Schlitzzuführdruckkopf
implementiert werden, wie er in 1, 2 und 3 gezeigt
ist, oder einem Kantenzuführ-
und Schlitzzuführdruckkopf,
wie er in 6 gezeigt ist. Genauer gesagt,
die innerhalb gelegenen Tintentropfengeneratorgruppen 62, 63 empfangen
Tinte von dem gleichen Tintenzuführschlitz 72 und
erzeugen somit Tintentropfen der gleichen Farbe, während die
außerhalb
gelegenen Gruppen 61, 64 Tinte von jedem anderen
Schlitz 71, 73 oder anderen Außenkanten 51, 52 empfangen,
so dass die außerhalb
gelegenen Tintentropfengeneratorgruppen 61, 64 jeweils
Tintentropfen mit jeweils unterschiedlichen Farben oder der gleichen
Farbe erzeugen können.
Als darstellendes Beispiel können
bis zu dem Umfang, dass bei der Herstellung des Druckkopfs die Platzierung
und/oder Ausrichtung der Tintentropfengeneratoren 40 der
innerhalb gelegenen Gruppe 62, 63 nicht so genau
ist wie die Platzierung und/oder Ausrichtung der Tintentropfengeneratoren
der außerhalb
gelegenen Gruppen 61, 64, die Tintentropfengeneratoren 40 der
innerhalb gelegenen Gruppe 62, 63 konfiguriert
werden, um Tropfen einer Farbe zu erzeugen, die einen größeren Punktgrößenschwellenwert
der Sehschärfe
aufweisen, wie zum Beispiel Gelb in einem Cyan-, Gelb-, Magenta-Farbsystem. Da
Punktplatzierungsfehler eines gelben Punkts geringer wahrnehmbar
sind, werden auf diese Weise gelbe Punkte durch Tintentropfengeneratoren
erzeugt, die dazu neigen, größere Punktplatzierungsfehler
zu erzeugen.
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Die
Dünnfilmteilstruktur 11 des
Druckkopfs von 1, 2 und 3 umfasst
insbesondere Tintenzuführschlitze 71, 72, 73,
die mit der Referenzachse L ausgerichtet sind, und transversal relativ
zu einer Referenzachse L voneinander beabstandet sind. Der Tintenzuführschlitz 72 ist
zwischen den innerhalb gelegenen Tintentropfengeneratorgruppen 62, 63 angeordnet,
und führt
Tinte zu diesen Tintentropfengeneratorgruppen, während die Tintenzuführschlitze 71, 73 jeweils
innerhalb gelegen von der außerhalb
gelegenen Tintentropfengeneratorgruppe 61 und der außerhalb
gelegenen Tintentropfengeneratorgruppe 64 angeordnet sind,
und Tinte jeweils nur an die Tintentropfengeneratoren 40 einer
benachbarten außerhalb
gelegenen Tintentropfengeneratorgruppe liefern. Genauer gesagt,
der Tintenzuführschlitz 71 ist
zwischen der außerhalb
gelegenen Tintentropfengeneratorgruppe 61 und der innerhalb
gelegenen Tintentropfengeneratorgruppe 62 angeordnet, aber
ist nur mit der außerhalb
gelegenen Tintentropfengeneratorgruppe 61 fluidisch gekoppelt,
die benachbart zu der Kante 51 der Dünnfilmteilstruktur ist. Gleichartig
dazu ist der Tintenzuführschlitz 73 zwischen
der außerhalb
gelegenen Tintentropfengeneratorgruppe 64 und der innerhalb
gelegenen Tintentropfengeneratorgruppe 63 angeordnet, aber
ist nur mit der Tintentropfengeneratorgruppe 64 fluidisch gekoppelt,
die benachbart zu der Kante 52 der Dünnfilmteilstruktur 11 ist.
Anders ausgedrückt,
der Tintenzuführschlitz 73 ist
ein Doppelkan ten- oder Doppelseitenzuführtintenschlitz, während jeder
der außerhalb
gelegenen Tintenzuführschlitze 71, 73 ein
Einzelkanten- oder Einzelseitenzuführtintenschlitz ist.
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Die
Dünnfilmteilstruktur 11 umfasst
ferner eine erste Schaltungsregion 81, die zwischen einem lateral
am weitesten außen
gelegenen Tintenzuführschlitz 71 und
der innerhalb gelegenen Tintentropfengeneratorgruppe 62 angeordnet
ist, und eine zweite Schaltungsregion 82, die zwischen
dem anderen lateral am weitesten außen gelegenen Tintenzuführschlitz 73 und
der innerhalb gelegenen Tintentropfengeneratorgruppe 63 angeordnet
ist. Die erste Schaltungsregion 81 ist verfügbar für eine Treiberschaltungsanordnung
(z. B. Treibertransistoren und/oder Verbindungsleitungen) für die innerhalb
gelegene Tintentropfengeneratorgruppe 62, während die
zweite Schaltungsregion 82 verfügbar ist für eine Treiberschaltungsanordnung
für die
innerhalb gelegene Tintentropfengeneratorgruppe 63.
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Mit
Bezugnahme auf 4 sind die Tintentropfengeneratoren 40 der
Tintentropfengeneratorgruppen 62, 63, die an gegenüberliegenden
Kanten des Tintenzuführschlitzes 72 angeordnet
sind, elektrisch gruppiert und angeordnet als eine Mehrzahl von
Grundelementgruppen P1 bis P6, wobei die Tintentropfengeneratoren
eines bestimmten Grundelements schaltbar parallel mit dem gleichen
Heizwiderstanderregungssignal gekoppelt sind (wie es mit Bezugnahme
auf 9 näher
erörtert
wird), und wobei jedes Grundelement aus einer Untergruppe aus Tintentropfengeneratoren,
die entlang einer Kante des Tintenzuführschlitzes 72 angeordnet
sind, und einer Untergruppe aus Tintentropfengeneratoren besteht, die
entlang der anderen Kante des Tintenzuführschlitzes 72 angeordnet
sind. Insbesondere empfängt
jede Grundelementgruppe ein anderes Heizwiderstanderregungssignal
und ist aus einem Teilsatz der Tintentropfengeneratoren der Gruppe 62,
der auf einer Seite des Tintenzuführschlitzes 72 ist,
und einem Teilsatz der Tintentropfengeneratoren der Gruppe 63 gebildet,
die auf der gegenüberliegenden
Seite des Tintenzuführ schlitzes 72 ist,
so dass eine Grundelementgruppe über
den Tintenzuführschlitz 72 räumlich geteilt
ist. Als darstellendes Beispiel können die Tintentropfengeneratoren
in zumindest vier Grundelementgruppen gruppiert sein.
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Mit
Bezugnahme auf 5 wird jeder Heizwiderstand 56 der
Tintentropfengeneratoren der Tintentropfengeneratorgruppen 62, 63 durch
seinen eigenen FET-Treibertransistor gesteuert, der einen Adressauswahlanschluss
aufweist, der mit einer Adressauswahlleitung (A1–A6) verbunden ist, die mit dem
Adressauswahlanschluss eines FET-Treibertransistors von zumindest
einem anderen Grundelement verbunden ist. Anders ausgedrückt, Tintentropfengeneratoren
einer Mehrzahl von Grundelementen verwenden eine gemeinsame Adressauswahlleitung gemeinsam,
wobei nur ein Adressauswahlanschluss eines Grundelements mit einer
gegebenen Adressauswahlleitung verbunden sein kann. Alle der Heizwiderstände 56 einer
Grundelementgruppe (P1–P6) haben
Grundelementauswahlanschlüsse,
die gewöhnlich
zusammen mit einer Grundelementauswahlleitung oder einem Knoten
(PS1–PS6)
verbunden sind, wobei die Heizwiderstände eines Grundelements nur
mit der Grundelementauswahlleitung für dieses Grundelement verbunden
sind. Folglich erfordert das Abfeuern eines bestimmten Heizwiderstands
das Anlegen eines Adressauswahlsignals an den Adressauswahlanschluss
desselben und das Liefern eines Erregungsleistungspulses an der
Grundelementauswahl derselben. Beispielsweise wird die Zeitgebung
der Adressauswahlsignale und der Erregungsleistungspulse gesteuert,
so dass nur ein Heizwiderstand einer Grundelementgruppe zu jedem Zeitpunkt
erregt werden kann.
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Die
Treiber-FETs sind vorzugsweise in dem Substrat und den Dünnfilmschichten
des Druckkopfs implementiert, und abhängig von der Implementierung
kann die Verbindung der Grundelementauswahlanschlüsse eines
Grundelements auf dem Druckkopf vorgesehen sein, beispielsweise
durch geeignete leitfähige
Spuren, die elektrisch mit einer der Verbindungsanschlussflächen verbunden
sind, oder in einem Drucker, in den der Druckkopf installiert ist.
Im letzteren Fall wären
die Grundelementauswahlanschlüsse
eines Grundelements mit einer Mehrzahl von Verbindungsanschlussflächen elektrisch
verbunden, beispielsweise durch eine leitfähige Spur, die die Grundelementauswahlanschlüsse auf
einer Seite des Tintenzuführschlitzes 72 mit
einer Verbindungsanschlussfläche
elektrisch verbindet, und eine andere leitfähige Spur, die die Grundelementauswahlanschlüsse auf
der anderen Seite des Tintenzuführschlitzes 72 mit
einer anderen Verbindungsanschlussfläche verbindet.
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Mit
Bezugnahme auf 6 kann das oben beschriebene
Layout der Tintentropfengeneratoren 40 in einem Kantenzuführ- und
Schlitzzuführdruckkopf
implementiert werden, wobei sich die Tintenkanäle 19, die in die
außerhalb
gelegenen Tintentropfengeneratorgruppen 61, 64 führen, zu
den longitudinalen Kanten 51, 52 des Dünnfilmsubstrats 11 öffnen. Beispiele
von Kantenzuführdruckköpfen sind
in den gemeinschaftlich übertragenen
U.S.-Patenten 5,604,519; 5,638,101; und 3,568,171 offenbart, die hierin
durch Bezugnahme aufgenommen sind. Die innerhalb gelegenen Tintentropfengeneratorgruppen 62, 63 empfangen
Tinte von einem Tintenzuführschlitz 72,
der zwischen den innerhalb gelegenen Gruppen 62, 63 angeordnet
ist.
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Das
offenbarte Layout von Tintentropfengeneratoren eines Tintenstrahldruckkopfs
und das Layout von Tintenzuführschlitzen
eines Tintenstrahldruckkopfs vermeiden vorteilhafterweise Dünnfilmsubstratzerbrechlichkeit
und schaffen eine starke kompakte Dünnfilmteilstruktur im Hinblick
auf eine Struktur zwischen den Kanten der Dünnfilmteilstruktur und der
Schlitze 71, 73, und auch einer Struktur zwischen
den Schlitzen 71, 72, 73. Mit besonderer Bezugnahme
auf 7 schafft das Layout der Dünnfilmteilstruktur 11 ferner
einen optimalen Grenzflächenbereich 83 an
der unteren Seite der Dünnfilmteilstruktur 11 zum
Befestigen des Druckkopfs an einem Kopfbereich 61 eines
Druckkassettenkörpers 90 (8).
Der Grenzflächenbereich 83 ist
insbesondere ein Bereich an der Unterseite der Dünnfilmteilstruktur 11,
die durch ein Haftmittel kontaktiert werden kann, das verwendet
wird, um den Druckkopf an einem Kopfbereich 91 eines Druckkassettenkörpers 90 zu
befestigen. Der Grenzflächenbereich 83 umfasst
insbesondere nebeneinanderliegende längliche geschlossene Schleifen,
die jeweils Öffnungen
der Schlitze 71, 72, 73 an der unteren
Oberfläche
der Dünnfilmteilstruktur 11 umgeben.
Der Kopfbereich 91 der Druckkassette 90 umfasst
insbesondere Flansche 95, die Tintenschlitze 93 umgeben
und zu der Grenzflächenstruktur 83 auf
der Unterseite der Dünnfilmteilstruktur
passen und haftend an der Unterseite der Dünnfilmteilstruktur angebracht
sind. Beispielsweise ist eine Haftkugel auf den Flanschen 95 des Kopfbereichs 91 gebildet,
und der Druckkopf wird dann auf den Kopfbereich 91 gedrückt, wobei
die Grenzflächenstruktur 83 in
Ausrichtung mit den Flanschen 95 des Kopfes ist. Auf diese
Weise bilden die Tintenschlitze in dem Kassettenkörper 90,
das Haftmittel und die Tintenzuführschlitze
in dem Druckkopf effektiv jeweilige Leitungen zum Befördern von
Tinte von Reservoirs in dem Druckkassettenkörper 90 zu den Tintenkanälen des
Tintenstrahldruckkopfs.
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Mit
Bezugnahme auf 9 ist eine schematische perspektivische
Ansicht eines Beispiels einer Tintenstrahldruckvorrichtung 110 gezeigt,
in der die oben beschriebenen Druckköpfe verwendet werden können. Die
Tintenstrahldruckvorrichtung 110 von 9 umfasst
ein Chassis 122, das durch ein Gehäuse oder eine Umhüllung 124 umgeben
ist, typischerweise aus einem gegossenen Kunststoffmaterial. Das
Chassis 122 ist beispielsweise aus einem Metallblech gebildet
und umfasst eine vertikale Tafel 122a. Druckmedienblätter werden
einzeln durch eine Druckzone 125 zugeführt, durch ein adaptives Druckmedienhandhabungssystem 126,
das eine Zuführablage 128 zum
Speichern von Druckmedien vor dem Drucken umfasst. Das Druckmedium
kann jeder Typ von geeigneten druckbarem Blattmaterial sein, wie zum
Beispiel Papier, Kartonmaterial, Transparentfolien, Mylar und dergleichen,
aber der Zweckmäßigkeit halber
sind die dargestellten Aus führungsbeispiele so
beschrieben, dass dieselben Papier als Druckmedium verwenden. Eine
Reihe von herkömmlichen motorbetriebenen
Rollen, einschließlich
einer Antriebsrolle 129, die durch einen Schrittmotor angetrieben
werden, kann verwendet werden, um Druckmedien von der Zuführablage 128 in
die Druckzone 125 zu bewegen. Nach dem Drucken treibt die
Antriebsrolle 129 das gedruckte Blatt auf ein Paar von
zurückziehbaren
Ausgabetrockenflügelbaugliedern 130,
die ausgedehnt gezeigt sind, um ein gedrucktes Blatt aufzunehmen.
Die Flügelbauglieder 130 halten
das neu bedruckte Blatt für
eine kurze Zeit über
allen vorher gedruckten Blättern,
die nach wie vor in einer Ausgabeablage 132 trocknen, bevor
sich dieselben schwenkbar zu den Seiten zurückziehen, wie es durch die
gebogenen Pfeile 133 gezeigt ist, um das neu bedruckte
Blatt in die Ausgabeablage 132 fallen zu lassen. Das Druckmedienhandhabesystem
kann eine Reihe von Einstellmechanismen zum Unterbringen unterschiedlicher
Größen von
Druckmedien umfassen, einschließlich
Brief, Legal, A-4, Umschläge, usw.,
wie z. B. einen Gleitlängeneinstellarm 134 und ein
Umschlagzuführschlitz 135.
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Der
Drucker von 9 umfasst ferner eine Druckersteuerung 136,
die schematisch als ein Mikroprozessor dargestellt ist, die auf
einer gedruckten Schaltungsplatine 139 angeordnet ist,
die auf der Rückseite
der vertikalen Chassistafel 122a getragen wird. Die Druckersteuerung 136 empfängt Befehle von
einer Hostvorrichtung, wie zum Beispiel einen Personalcomputer (nicht
gezeigt) und steuert den Betrieb des Druckers, einschließlich des
Vorschubs von Druckmedien durch die Druckzone 125, der
Bewegung eines Druckwagens 140 und des Anlegens von Signalen
an die Tintentropfengeneratoren 40.
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Ein
Druckwagengleitstab 138 mit einer longitudinalen Achse
parallel zu einer Wagenbewegungsachse wird durch das Chassis 122 getragen,
um einen Druckwagen 140 für eine translatorische Hin- und
Herbewegung oder eine Bewegung entlang der Wagenbewegungsachse beträchtlich
zu tragen. Der Druck wagen 140 trägt eine erste und eine zweite
entfernbare Tintenstrahldruckkopfkassette 150, 152 (die jeweils
manchmal als „Stift", „Druckkassette" oder „Kassette" bezeichnet werden).
Die Druckkassetten 150, 152 umfassen jeweilige
Druckköpfe 154, 156, die
jeweils im Allgemeinen nach unten gerichtete Düsen aufweisen, zum Ausstoßen von
Tinte im Allgemeinen nach unten auf einen Abschnitt des Mediums,
das sich in der Druckzone 125 befindet. Die Druckkassetten 150, 152 sind
insbesondere durch einen Verriegelungsmechanismus, der Klemmhebel, Verriegelungshebel
oder Deckel 170, 172 umfasst, in den Druckwagen
geklemmt.
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Ein
darstellendes Beispiel eines geeigneten Druckwagens ist offenbart
in der gemeinschaftlich übertragenen
U.S.-Anmeldung mit
der Seriennummer 08/757,009, eingereicht am 26. 11. 96, an Harmon
u. a., Aktenzeichen Nr. 10941036, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen
ist.
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Beispielsweise
wird ein Druckmedium durch die Druckzone 125 entlang einer
Medienachse vorgeschoben, die parallel zu der Tangente zu dem Abschnitt
des Druckmediums ist, der unterhalb der Düsen der Wägen 150, 152 liegt
und von demselben überquert
wird. Falls die Medienachse und die Wagenachse auf der gleichen
Ebene positioniert sind, wie es in 9 gezeigt
ist, wären
dieselben senkrecht zueinander.
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Ein
Antidrehmechanismus auf der Rückseite des
Druckwagens nimmt einen horizontal angeordneten Antischwenkstab 185 in
Eingriff, der einstückig mit
der vertikalen Tafel 122a des Chassis 122 gebildet
ist, beispielsweise, zum Verhindern des Vorwärtsschwenkens des Druckwagens 140 um
den Gleitstab 138.
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Als
darstellendes Beispiel ist die Druckkassette 150 eine Einfarbendruckkassette,
während
die Druckkassette 152 eine Dreifarbendruckkassette ist, die
einen Druckkopf gemäß den Lehren
hierin verwendet.
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Der
Druckwagen 140 wird durch einen endlosen Riemen 158 entlang
dem Gleitstab 138 getrieben, der auf herkömmliche
Weise getrieben werden kann, und ein linearer Kodierstreifen 159 wird
verwendet, um eine Position des Druckwagens 140 entlang
der Wagenbewegungsachse zu erfassen, beispielsweise gemäß herkömmlichen
Techniken.
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Obwohl
das Vorhergehende eine Beschreibung und Darstellung spezifischer
Ausführungsbeispiele
der Erfindung war, können
durch Fachleute auf diesem Gebiet verschiedene Modifikationen und Änderungen
an denselben durchgeführt
werden, ohne von dem Schutzbereich und der Wesensart der Erfindung
abzuweichen, wie sie durch die folgenden Ansprüche definiert sind.