DE60131412T2

DE60131412T2 - Schmaler tintenstrahldruckkopf

Info

Publication number: DE60131412T2
Application number: DE60131412T
Authority: DE
Inventors: Joseph M. Philomath TORGERSON; Robert N. Corvallis BROWNING; Mark H. Corvallis MACKENZIE; Michael D. Miller; Angela White Corvallis BAKKOM; Simon Corvallis Dodd
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2021-09-08
Also published as: IL153139A; US6722759B2; US20020140768A1; PL199531B1; CA2416599C; ES2294027T3; ZA200208794B; HU228020B1; EP1309455A1; AU2001288890B2; IL153139A0; CN1240543C; NZ523869A; MY127429A; CA2416599A1; PL358619A1; RU2270760C2; WO2002060696A1; HUP0301018A2; AR032413A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Tintenstrahldrucken und im Besonderen auf einen schmalen Dünnfilmtintenstrahldruckkopf.
Die Technik des Tintenstrahldruckens ist relativ weit entwickelt. Herkömmliche Produkte, wie z. B. Computerdrucker, Graphikplotter und Faxgeräte, werden mit Tintenstrahltechnologie zum Erzeugen gedruckter Medien implementiert. Die Beiträge der Hewlett-Packard Company zur Tintenstrahltechnologie sind beispielsweise in verschiedenen Artikeln in dem Hewlett-Packard Journal, Bd. 36, Nr. 5 (Mai 1985); Bd. 39, Nr. 5 (Oktober 1988); Bd. 43, Nr. 4 (August 1992); Bd. 43, Nr. 6 (Dezember 1992); und Bd. 45, Nr. 1 (Februar 1994) beschrieben.
Im Allgemeinen wird ein Tintenstrahlbild gemäß einer präzisen Platzierung von durch eine Tintentropfen erzeugende Vorrichtung, die als Tintenstrahldruckkopf bekannt ist, emittierten Tintentropfen auf einem Druckmedium erzeugt. In der Regel wird der Tintenstrahldruckkopf auf einem bewegbaren Druckwagen getragen, der die Oberfläche des Druckmediums überquert und gesteuert ist, um zu geeigneten Zeitpunkten gemäß einem Befehl eines Mikrocomputers oder einer anderen Steuerung Tintentropfen auszustoßen, wobei die Zeitsteuerung der Aufbringung der Tintentropfen einem Pixelmuster des Bilds, das gedruckt wird, entsprechen soll.
Ein typischer Hewlett-Packard Tintenstrahldruckkopf umfasst ein Array von präzise geformten Düsen in einer Öffnungsplatte, die an einer Tintenbarrierenschicht befestigt ist, die wiederum an einer Dünnfilmunterstruktur befestigt ist, die Tintenabfeuerungsheizwiderstände und eine Vorrichtung zum Freigeben der Widerstände implementiert. Die Tintenbar rierenschicht definiert Tintenkanäle, die Tintenkammern umfassen, die über zugeordneten Tintenabfeuerungswiderständen angeordnet sind, und die Düsen in der Öffnungsplatte sind mit den zugeordneten Tintenkammern ausgerichtet. Durch die Tintenkammern und Abschnitte der Dünnfilmunterstruktur und der Öffnungsplatte, die sich benachbart zu den Tintenkammern befinden, sind Tintentropfenerzeugerregionen gebildet.
Die Dünnfilmunterstruktur setzt sich in der Regel aus einem Substrat, wie z. B. Silizium, auf dem verschiedene Dünnfilmschichten gebildet sind, die die Dünnfilmtintenabfeuerungswiderstände bilden, einer Vorrichtung zum Freigeben der Widerstände und auch Verbindungen zu Bondanschlussflächen, die für äußere elektrische Verbindungen mit dem Druckkopf bereitgestellt sind, zusammen. Die Tintenbarrierenschicht ist in der Regel ein Polymermaterial, das als ein Trockenfilm an die Dünnfilmunterstruktur laminiert ist und ist entworfen, um photodefinierbar und sowohl UV- als auch thermisch härtbar zu sein. Bei einem Tintenstrahldruckkopf eines Schlitzzufuhrentwurfs wird Tinte durch einen oder mehrere in dem Substrat gebildete Tintenzuführschlitze aus einem oder mehreren Tintenreservoirs in die verschiedenen Tintenkammern gespeist.
Ein Beispiel der physischen Anordnung der Öffnungsplatte, der Tintenbarrierenschicht und der Dünnfilmunterstruktur ist auf Seite 44 des Hewlett-Packard-Journals vom Februar 1994, im Vorhergehenden zitiert, veranschaulicht. Weitere Beispiele von Tintenstrahldruckköpfen sind in den gemeinschaftlich übertragenen U.S.-Patenten 4,719,477 , 5,317,346 oder der europäischen Patentanmeldung EP-A-0914948 dargelegt.
Betrachtungen mit Dünnfilmtintenstrahldruckköpfen umfassen eine in dem Maß erhöhte Substratgröße und/oder Substratzerbrechlichkeit, in dem mehr Tintentropfenerzeuger und/oder Tintenzuführschlitze eingesetzt werden. Dementsprechend besteht ein Bedarf an einem Tintenstrahldruckkopf, der kompakt ist und eine große Anzahl von Tintentropfenerzeugern aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die offenbarte Erfindung richtet sich auf einen schmalen Tintenstrahldruckkopf, der vier Spaltenarrays von Tintentropfenerzeugern aufweist, die zum einfarbigen Einmaldurchlauf-Drucken mit einer Druckauflösung konfiguriert sind, die eine Medienachsenpunktbeabstandung aufweist, die geringer ist als die Spaltendüsenbeabstandung der Tintentropfenerzeuger. Gemäß einem spezifischeren Aspekt der Erfindung umfasst der Druckkopf Heizerwiderstände mit hohem Widerstand und effiziente FET-Treiberschaltungen, die konfiguriert sind, um eine Schwankung eines durch Leistungsbahnen vorliegenden parasitären Widerstands auszugleichen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Vorteile und Merkmale der offenbarten Erfindung sind für Fachleute auf dem Gebiet aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung klar ersichtlich, wenn sie im Zusammenhang mit den Zeichnungen gelesen wird. Es zeigen:
1 eine nicht skalierte schematische Draufsichtsgrundrissveranschaulichung des Layouts von Tintentropfenerzeugern und einer Grundelementauswahl eines Tintenstrahldruckkopfs, der die Erfindung einsetzt.
2 eine nicht skalierte schematische Draufsichtsgrundrissveranschaulichung des Layouts von Tintentropfenerzeugern und Massebussen des Tintenstrahldruckkopfs der 1.
3 eine schematische perspektivische Teilansicht des Tintenstrahldruckkopfs der 1.
4 eine nicht skalierte schematische Teildraufsichtsgrundrissveranschaulichung des Tintenstrahldruckkopfs der 1.
5 eine schematische Darstellung verallgemeinerter Schichten der Dünnfilmunterstruktur des Druckkopfs der 1.
6 ein Teildraufsichtsgrundriss, der allgemein das Layout eines repräsentativen FET-Treiberschaltungsarrays und eines Massebusses des Druckkopfs der 1 veranschaulicht.
7 ein elektrisches Schaltungsschema, das die elektrischen Verbindungen eines Heizwiderstands und einer FET-Treiberschaltung des Druckkopfs der 1 darstellt.
8 einen schematischen Grundriss repräsentativer Grundelementauswählbahnen des Druckkopfs der 1.
9 einen schematischen Grundriss einer veranschaulichenden Implementierung einer FET-Treiberschaltung und eines Massebusses des Druckkopfs der 1.
10 einen schematischen Aufrissquerschnitt der FET-Treiberschaltung der 9.
11 eine nicht skalierte schematische perspektivische Ansicht eines Druckers, in dem der Druckkopf der Erfindung eingesetzt werden kann.
Ausführliche Beschreibung der Offenbarung
In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und in den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Bezugnehmend auf 1 bis 4 sind darin schematisch nicht skalierte schematische Grundrisse und perspektivische Ansichten eines Tintenstrahldruckkopfs 100 veranschaulicht, bei dem die Erfindung eingesetzt werden kann, und der im Allgemeinen (a) eine Dünnfilmunterstruktur oder einen Chip 11, die/der ein Substrat wie z. B. Silizium aufweist und auf der/dem verschiedene Dünnfilmschichten gebildet sind, (b) eine Tintenbarrierenschicht 12, die auf der Dünnfilmunterstruktur 11 angeordnet ist, und (c) eine Öffnungs- oder Düsenplatte 13, die flächig an der Oberseite der Tintenbarriere 12 befestigt ist, umfasst.
Die Dünnfilmunterstruktur 11 umfasst einen Integrierte-Schaltung-Chip, der z. B. gemäß herkömmlichen Integrierte-Schaltung-Techniken gebildet ist und, wie es in 5 schematisch dargestellt ist, in der Regel ein Siliziumsubstrat 111a, eine FET-Gate- und Dielektrikumsschicht 111b, eine Widerstandsschicht 111c und eine erste Metallisierungsschicht 111d umfasst. Aktive Bauteile, wie z. B. Treiber-FET-Schaltungen, die hierin ausführlicher beschrieben sind, sind in dem oberen Abschnitt des Siliziumsubstrats 111a und der FET-Gate- und Dielektrikumsschicht 111b, die eine Gateoxidschicht, Polysiliziumgates und eine zu der Widerstandsschicht 111c benachbarte Dielektrikumsschicht umfasst, gebildet. Die Dünnfilmheizwiderstände 56 sind durch die jeweilige Strukturierung der Widerstandsschicht 111c und der ersten Metallisierungsschicht 111d gebildet. Die Dünnfilmunterstruktur umfasst ferner eine zusammengesetzte Passivierungsschicht 111e, die z. B. eine Siliziumnitridschicht und eine Siliziumcarbidschicht umfasst, und eine mechanische Tantal-Passivierungsschicht 111f, die zumindest die Heizwiderstände 56 überlagert. Eine leitfähige Goldschicht 111g überlagert die Tantalschicht 111f.
Die Tintenbarrierenschicht 12 ist aus einem Trockenfilm gebildet, der mittels Wärme und Druck an die Dünnfilmunterstruktur 11 laminiert ist und photodefiniert ist, um in derselben Tintenkammern 19 zu bilden, die über den Heizwiderständen 56 und Tintenkanälen 29 angeordnet sind. Goldbondanschlussflächen 74, die für äußere elektrische Verbindungen einsetzbar sind, sind in der Goldschicht an sich gegenüberliegenden longitudinal beabstandeten Enden der Dünnfilmunterstruktur 11 gebildet und sind nicht durch die Tintenbarrierenschicht 12 bedeckt. Beispielhaft veranschaulichend umfasst das Barrierenschichtmaterial ein Acrylat, das auf einem Photopolymertrockenfilm, wie z. B. dem Photopolymertrockenfilm der Marke „Parad", die von E. I. duPont de Nemours and Company of Wilmington, Delaware, bezogen werden kann, beruht. Ähnliche Trockenfilme umfassen andere Produkte von duPont, wie z. B. den Trockenfilm der Marke „Riston" und Trockenfilme von anderen Chemieanbietern. Die Öffnungsplatte 13 umfasst z. B. ein planares Substrat, das aus einem Polymermaterial besteht und in dem die Öffnungen durch Abtragen mit Laserstrahl gebildet sind, wie es z. B. in dem ebenfalls übertragenen U.S.-Patent 5,469,199 offenbart ist, gebildet sind. Die Öffnungsplatte kann auch ein plattiertes Metall, wie z. B. Nickel, umfassen.
Wie es in 3 dargestellt ist, sind die Tintenkammern 19 in der Tintenbarrierenschicht 12 insbesondere über jeweiligen Tintenabfeuerungsheizwiderständen 56 angeordnet, und jede Tintenkammer 19 wird durch miteinander verbundene Kanten oder Wände einer in der Barrierenschicht 12 gebildeten Kammeröffnung definiert. Die Tintenkanäle 29 werden durch weitere in der Barrierenschicht 12 gebildete Öffnungen definiert und sind einstückig mit jeweiligen Tintenabfeuerungskammern 19 verbunden. Die Tintenkanäle 29 öffnen sich zu einer Zufuhrkante eines benachbarten Tintenzuführ schlitzes 71 und nehmen Tinte von einem derartigen Tintenzuführschlitz auf.
Die Öffnungsplatte 13 umfasst Öffnungen oder Düsen 21, die über den jeweiligen Tintenkammern 19 angeordnet sind, derart, dass jeder Tintenabfeuerungsheizwiderstand 56, eine zugeordnete Tintekammer 19 und eine zugeordnete Öffnung 21 miteinander ausgerichtet sind und einen Tintentropfenerzeuger 40 bilden. Jeder der Heizwiderstände weist einen Nennwiderstand von zumindest 100 Ohm auf, z. B. etwa 120 oder 130 Ohm, und kann einen segmentierten Widerstand, wie er in 9 gezeigt ist, umfassen, wobei ein Heizwiderstand 56 aus zwei Widerstandsregionen 56a, 56b, die durch eine Metallisierungsregion 59 verbunden sind, zusammengesetzt ist. Diese Widerstandsstruktur stellt einen Widerstand bereit, der größer ist als eine einzelne Widerstandsregion gleicher Fläche.
Während die offenbarten Druckköpfe so beschrieben sind, dass sie eine Barrierenschicht und eine gesonderte Öffnungsplatte aufweisen, sei darauf hingewiesen, dass die Druckköpfe mit einer einstückigen Barrieren/Öffnungsstruktur implementiert sein können, die z. B. unter Verwendung einer einzelnen Photopolymerschicht, die mit einem Mehrfachbelichtungsprozess belichtet und anschließend entwickelt wird, hergestellt sein kann.
Die Tintentropfenerzeuger 40 sind in Spaltenarrays (Spaltenanordnungen) oder -gruppen 61 angeordnet, die sich entlang einer Referenzachse L erstrecken und voneinander seitlich oder quer relativ zu der Referenzachse L beabstandet sind. Die Heizwiderstände 56 jeder Tintentropfenerzeugergruppe sind im Allgemeinen mit der Referenzachse L ausgerichtet und weisen eine vorbestimmte Mitte-zu-Mitte-Beabstandung oder einen Düsenabstand P entlang der Referenzachse L auf. Der Düsenabstand P kann 1/600 Zoll oder mehr, wie z. B. 1/300 Zoll, betragen. Jedes Spaltenarray 61 von Tintentropfenerzeugern umfasst z. B. 100 oder mehr Tintentropfenerzeuger (d. h. zumindest 100 Tintentropfenerzeuger).
Beispielhaft veranschaulichend kann die Dünnfilmunterstruktur rechteckig sein, wobei sich gegenüberliegende Kanten 51, 52 derselben Längskanten einer longitudinalen Abmessung LS sind, während longitudinal beabstandete, sich gegenüberliegende Kanten 53, 54 eine Breite oder Seitenabmessung WS aufweisen, die geringer ist als die Länge LS der Dünnfilmunterstruktur 11. Die longitudinale Erstreckung des Dünnfilmteilsubstrats 11 liegt entlang der Kanten 51, 52 vor, die parallel zu der Referenzachse L sein können. Im Gebrauch kann die Referenzachse L mit der im Allgemeinen als Medienvorschubachse bezeichneten Achse ausgerichtet sein. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit wird auf die longitudinal getrennten Enden der Dünnfilmunterstruktur auch durch die Bezugszeichen 53, 54 Bezug genommen, die verwendet werden, um sich auf die Kanten an derartigen Enden zu beziehen.
Während die Tintentropfenerzeuger 40 jedes Spaltenarrays 61 von Tintentropfenerzeugern so veranschaulicht sind, dass sie im Wesentlichen kollinear sind, sei darauf hingewiesen, dass manche Tintentropfenerzeuger 40 des Arrays von Tintentropfenerzeugern sich geringfügig abseits der Mittellinie der Spalte befinden können, z. B. um Abfeuerungsverzögerungen auszugleichen.
Insofern als jeder der Tintentropfenerzeuger 40 einen Heizwiderstand 56 umfasst, sind die Heizwiderstände dementsprechend in Spaltengruppen oder -arrays angeordnet, die den Spaltenarrays der Tintentropfenerzeuger entsprechen. Aus Gründen der Einfachheit wird auf die Heizwiderständearrays oder -gruppen mit demselben Bezugszeichen 61 Bezug genommen.
Die Dünnfilmunterstruktur 11 des Druckkopfs 100 der 1 bis 4 umfasst insbesondere zwei Tintenzuführschlitze 71, die mit der Referenzachse L ausgerichtet sind und voneinander quer relativ zu einer Referenzachse L beabstandet sind. Die Tintenzuführschlitze 71 speisen jeweils vier Spalten 61 von Tintentropfenerzeugern, die sich jeweils an gegenüberliegenden Seiten der zwei Tintenzuführschlitze 71 befinden, wobei die Tintenkanäle sich zu einer durch einen zugeordneten Tintenzuführschlitz in der Dünnfilmunterstruktur gebildeten Kante hin öffnen. Auf diese Art und Weise bilden sich gegenüberliegende Kanten jedes Tintenzuführschlitzes eine Zuführkante und jeder der zwei Tintenzuführschlitze weist einen Dualkantentintenzuführschlitz auf. Mittels einer spezifischen Implementierung ist der Druckkopf 100 der 1–4 ein einfarbiger Druckkopf, bei dem beide Tintenzuführschlitze 71 Tinte derselben Farbe, wie z. B. Schwarz, bereitstellen, derart, dass alle vier Spalten 61 von Tintentropfenerzeugern Tintentropfen derselben Farbe erzeugen.
Der Spaltenabstand oder die Spaltenbeabstandung CP zwischen Spalten auf beiden Seiten eines Tintenzuführschlitzes ist weniger als oder gleich 630 Mikrometer (μm) (d. h., höchstens 630 μm), und der Spaltenabstand oder die Spaltenbeabstandung CP' zwischen den Spalten, die innerhalb der Tintenzuführschlitze gelegen sind, ist weniger als oder gleich 800 μm (d. h., höchstens 800 μm).
Der Düsenabstand, die Staffelung oder der Versatz der Düsen von einer Spalte zu einer angrenzenden Spalte, entlang der Referenzachse L und das Tintentropfenvolumen sind spezifischer konfiguriert, um eine Einmaldurchlauf-, einfarbige Punktbeabstandung entlang der Referenzachse L zu ermöglichen, die 1/4 des Düsenabstands P beträgt, der sich in dem Bereich von 1/300 Zoll bis 1/600 Zoll bewegt. Das Tropfenvolumen kann sich in dem Bereich von 3 bis 7 Pikoliter für farbstoffbasierte Tinten (als ein spezifisches Beispiel etwa 5 Pikoliter) und in dem Bereich von 12 bis 19 Pikoliter für pigmentbasierte Tinten (als ein spezifisches Beispiel etwa 16 Pikoliter) bewegen. Bei einem Düsenabstand von 1/300 Zoll kann die Staffelung oder der Versatz entlang der Referenzachse L zwischen angrenzenden Spalten von Düsen in einer gegebenen Querrichtung 1/1200 Zoll betragen. Mit anderen Worten, die zweite Spalte von links ist bezüglich der Spalte ganz links um 1/1200 Zoll entlang einer ausgewählten Richtung entlang der Referenzachse L versetzt. Die dritte Spalte von links ist bezüglich der zweiten Spalte von links um 1/1200 Zoll entlang der ausgewählten Richtung entlang der Referenzachse versetzt. Die vierte Spalte von links ist bezüglich der dritten Spalte von links um 1/1200 Zoll entlang der ausgewählten Richtung entlang der Referenzachse L versetzt.
Somit würde ein Düsenabstand P von 1/300 Zoll eine Einmaldurchlauf-Punktbeabstandung von 1/1200 Zoll bereitstellen, was einer Einmaldurchlauf-Druckauflösung von 1200 dpi (dots per inch = Punkte je Zoll) entspricht. Ein Düsenabstand P von 1/600 Zoll würde eine Einmaldurchlauf-Punktbeabstandung von 1/2400 bereitstellen, was einer Einmaldurchlauf-Druckauflösung von 1/2400 dpi entspricht.
Noch spezifischer kann für eine Implementierung mit vier Spaltenarrays 61, von denen jedes zumindest 100 Tintentropfenerzeuger aufweist, die einen Düsenabstand P von 1/300 Zoll aufweisen, mittels eines veranschaulichenden Beispiels die Länge LS der Dünnfilmunterstruktur 11 etwa 11500 μm betragen, und die Breite WS der Dünnfilmunterstruktur kann etwa 2900 μm betragen. Im Allgemeinen kann das Länge/Breite-Seitenverhältnis (d. h., LS/WS) der Dünnfilmunterstruktur größer als 3,7 sein.
Spalten-FET-Treiberschaltungsarrays 81, die in der Dünnfilmunterstruktur 11 der Druckköpfe 100A, 100E gebildet sind, sind jeweils zu den Spaltenarrays 61 der Tintentropfenerzeuger 40 benachbart und denselben zugeordnet, wie es schematisch in 6 für ein repräsentatives Spaltenarray 61 von Tintentropfenerzeugern dargestellt ist. Jedes FET-Treiberschaltungsarray 81 umfasst eine Mehrzahl von FET-Treiberschaltungen 85 mit Drain-Elektroden, die jeweils durch Heizwiderstandsanschlussleitungen 57a mit den entsprechenden Heizwiderständen 56 verbunden sind. Dem FET-Treiberschaltungsarray 81 und dem zugeordneten Array von Tintentropfenerzeugern zugeordnet ist ein Spaltenmassebus 181, mit dem die Sourceelektroden aller FET-Treiberschaltungen 85 des zugeordneten FET-Treiberschaltungsarrays 81 elektrisch verbunden sind. Jedes Spaltenarray 81 von FET-Treiberschaltungen und der zugeordnete Massebus 181 erstrecken sich longitudinal entlang dem zugeordneten Spaltenarray 61 von Tintentropfenerzeugern und erstrecken sich zumindest longitudinal gemeinsam mit dem zugeordneten Spaltenarray 61. Jeder Massebus 181 ist mit zumindest einer Bondanschlussfläche 74 an einem Ende der Druckkopfstruktur und mit zumindest einer Bondanschlussfläche 74 an dem anderen Ende der Druckkopfstruktur elektrisch verbunden, wie es in 1 und 2 schematisch dargestellt ist.
Die Massebusse 181 und die Heizwiderstandsanschlussleitungen 57a sind in der Metallisierungsschicht 111c (5) der Dünnfilmunterstruktur 11 gebildet, sowie auch die Heizwiderstandsanschlussleitungen 57b und die Drain- und Sourceelektroden der FET-Treiberschaltungen 85, die hierin weiter beschrieben sind.
Die FET-Treiberschaltungen 85 jedes Spaltenarrays von FET-Treiberschaltungen werden durch ein zugeordnetes Spaltenarray 31 von Decoderlogikschaltungen 35 angesteuert, die Adresseninformationen auf einem benachbarten Adressbus 33, der mit geeigneten Bondanschlussflächen 74 verbunden ist, decodieren (6). Die Adresseninformationen kennzeichnen die Tintentropfenerzeuger, die mit Tintenabfeuerungsenergie versorgt werden sollen, wie es hierin weiter erörtert wird, und werden durch die Decoderlogikschaltungen 35 verwendet, um die FET-Treiberschaltung eines adressierten oder ausgewählten Tintentropfenerzeugers anzuschalten.
Wie es in 7 schematisch dargestellt ist, ist ein Anschluss jedes Heizwiderstands 56 über eine Grundelementauswählbahn mit einer Bondanschlussfläche 74 verbunden, die ein Tintenabfeuerungsgrundelementauswählsignal PS empfängt. Auf diese Art und Weise wird, da der andere Anschluss jedes Heizwiderstands 56 mit dem Drain-Terminal einer zugeordneten FET-Treiberschaltung 85 verbunden ist, dem Heizwiderstand 56 Tintenabfeuerungsenergie PS bereitgestellt, wenn die zugeordnete FET-Treiberschaltung AN ist, wie es durch die zugeordnete Decoderlogikschaltung 35 gesteuert ist.
Wie schematisch in 8 für ein repräsentatives Spaltenarray 61 von Tintentropfenerzeugern dargestellt, können die Tintentropfenerzeuger eines Spaltenarrays 61 von Tintentropfenerzeugern in vier Grundelementgruppen 61a, 61b, 61c, 61d von zusammenhängend benachbarten Tintentropfenerzeugern gegliedert sein, und die Heizwiderstände 56 einer bestimmten Grundelementgruppe sind mit derselben von vier Grundelementauswählbahnen 86a, 86b, 86c, 86d elektrisch verbunden, derart, dass die Tintentropfenerzeuger einer bestimmten Grundelementgruppe schaltbar und parallel mit demselben Tintenabfeuerungsgrundelementauswählsignal PS gekoppelt sind. Für das spezifische Beispiel, bei dem die Anzahl N von Tintentropfenerzeugern in einem Spaltenarray ein ganzzahliges Vielfaches von vier ist, umfasst jede Grundelementgruppe N/4 Tintentropfenerzeuger. Zur Bezugnahme sind die Grundelementgruppen 61a, 61b, 61c, 61d der Reihe nach von der seitlichen Kante 53 zu der seitlichen Kante 54 hin angeordnet.
8 legt noch genauer eine schematische Draufsicht von Grundelementauswählbahnen 86a, 86b, 86c, 86d für ein zugeordnetes Spaltenarray 61 von Tropfenerzeugern und ein zugeordnetes Spaltenarray 81 von FET-Treiberschaltungen 85 dar (6), wie es z. B. durch Leiterbahnen in der Goldmetallisierungsschicht 111g implementiert ist (5), die über dem zugeordneten Array 81 von FET-Treiberschaltungn und dem Massebus 181 liegt und von denselben dielektrisch getrennt ist. Die Grundelementauswählbahnen 86a, 86b, 86c, 86d sind jeweils mit vier Grundelementgruppen 61a, 61b, 61c, 61d elektrisch verbunden (8), und zwar durch Widerstandsanschlussleitungen 57b, die in der Metallisierungsschicht 111c gebildet sind und die Durchgangskontaktierungen 58 (8), die sich zwischen den Grundelementauswählbahnen und den Widerstandsanschlussleitungen 57b erstrecken, verbinden.
Die erste Grundelementauswählbahn 86a erstreckt sich longitudinal entlang der ersten Grundelementgruppe 61a und überlagert einen Abschnitt der Heizwiderstandanschlussleitungen 57b (9), die jeweils mit den Heizwiderständen 56 der ersten Grundelementgruppe 61a verbunden sind, und ist über Durchkontaktierungen 58 (9) mit derartigen Heizwiderstandsanschlussleitungen 57b verbunden. Die zweite Grundelementauswählbahn 86b umfasst einen Abschnitt, der sich entlang der zweiten Grundelementgruppe 61b erstreckt und einen Abschnitt der Heizwiderstandsanschlussleitungen 57b (9) überlagert, die jeweils mit den Heizwiderständen 56 der zweiten Grundelementgruppe 61b verbunden sind, und ist über Durchkontaktierungen 58 mit derartigen Heizwiderstandsanschlussleitungen 57b verbunden. Die zweite Leiterbahn 86b umfasst einen weiteren Abschnitt, der sich entlang der ersten Grundelementauswählbahn 86a auf der Seite der ersten Grundelementauswählbahn 86a erstreckt, die sich gegenüber den Heizwiderständen 56 der ersten Grundelementgruppe 61a befindet. Die zweite Grundelementauswählbahn 86b ist gewöhnlich L-förmig, wobei der zweite Abschnitt schmäler ist als der erste Abschnitt, um die erste Grundelementauswählbahn 86a, die schmäler ist als der breitere Abschnitt der zweiten Grundelementauswählbahn 86b zu umgehen.
Die erste und die zweite Grundelementauswählbahn 86a, 86b erstrecken sich gewöhnlich zumindest longitudinal gemeinsam mit der ersten und zweiten Grundelementgruppe 61a, 61b und sind jeweils geeignet mit jeweiligen Bondanschlussflächen 74 verbunden, die an der seitlichen Kante 53, die der ersten und zweiten Grundelementauswählbahn 86a, 86b am nächsten liegt, angeordnet sind.
Die vierte Grundelementauswählbahn 86d erstreckt sich longitudinal entlang der vierten Grundelementgruppe 61d und überlagert einen Abschnitt der Heizwiderstandsanschlussleitungen 57b (9), die mit den Heizwiderständen 56 der vierten Grundelementgruppe 61d verbunden sind, und ist über Durchkontaktierungen 58 mit derartigen Heizwiderstandsanschlussleitungen 57b verbunden. Die dritte Grundelementauswählbahn 86c umfasst einen Abschnitt, der sich entlang der dritten Grundelementgruppe 61c erstreckt und einen Abschnitt der Heizwiderstandsanschlussleitungen 57b (9) überlagert, die mit den Heizwiderständen 56 der dritten Grundelementgruppe 61c verbunden sind, und ist über Durchkontaktierungen 58 mit derartigen Heizwiderstandsanschlussleitungen 57b verbunden. Die dritte Grundelementauswählbahn 86c umfasst einen weiteren Abschnitt, der sich entlang der vierten Grundelementauswählbahn 86d erstreckt. Die dritte Grundelementauswählbahn 86c ist gewöhnlich L-förmig, wobei der zweite Abschnitt schmäler ist als der erste Abschnitt, um die vierte Grundelementauswählbahn 86d, die schmäler ist als der breitere Abschnitt der dritten Grundelementauswählbahn 86c, zu umgehen.
Die dritte und vierte Grundelementauswählbahn 86c, 86d erstrecken sich gewöhnlich zumindest longitudinal gemeinsam mit der dritten und vierten Grundelementgruppe 61c, 61d und sind jeweils geeignet mit entsprechenden Bondanschlussflächen 74 verbunden, die an der seitlichen Kante 54, die der dritten und vierten Grundelementauswählbahn 86c, 86d am nächsten liegt, angeordnet sind.
Als spezifisches Beispiel überlagern die Grundelementauswählbahnen 86a, 86b, 86c, 86d für ein Spaltenarray 61 von Tintentropfenerzeugern die FET-Treiberschaltungen und den dem Spaltenarray von Tintentropfenerzeugern zugeordneten Massebus und sind in einer Region enthalten, die sich longitudinal gemeinsam mit dem zugeordneten Spaltenarray 61 erstreckt. In dieser Art und Weise erstrecken sich die Grundelementauswählbahnen für die vier Grundelemente eines Spaltenarrays 61 von Tintentropfenerzeugern entlang dem Array zu den Enden des Druckkopfsubstrats. Insbesondere ist ein erstes Paar von Grundelementauswählbahnen für ein erstes Paar von Grundelementgruppen 61a, 61b, das in der Hälfte der Länge des Druckkopfsubstrats angeordnet ist, in einer Region enthalten, die sich entlang eines derartigen ersten Paars von Grundelementgruppen erstreckt, während ein zweites Paar von Grundelementauswählbahnen für ein zweites Paar von Grundelementgruppen 61c, 61d, das in der anderen Hälfte der Länge des Druckkopfsubstrats angeordnet ist, in einer Region enthalten ist, die sich entlang eines derartigen zweiten Paars von Grundelementgruppen erstreckt.
Zur Erleichterung der Bezugnahme werden die Grundelementauswählbahnen 68 und der zugeordnete Massebus, die die Heizwiderstände 56 und zugeordnete FET-Treiberschaltungen 85 elektrisch mit den Bondanschlussflächen 74 verbinden, gemeinsam als Leistungsbahnen bezeichnet. Ebenfalls zur Erleichterung der Bezugnahme können die Grundelementauswählbahnen 86 als die Heiße-Seite-Leistungsbahnen oder als nicht geerdete Leistungsbahnen bezeichnet werden.
Im Allgemeinen ist der parasitäre Widerstand (oder Ein-Widerstand) jeder der FET-Treiberschaltungen 85 aufgebaut, um die Schwankung in dem parasitären Widerstand, der den unterschiedlichen FET-Treiberschaltungen 85 durch den durch die Leistungsbahnen gebildeten parasitären Weg vorliegt, zu kompensieren, um die Schwankung in der den Heizwiderständen bereitgestellten Energie zu reduzieren. Im Besonderen bilden die Leistungsbahnen einen parasitären Weg, der die FET-Schaltungen mit einem parasitären Widerstand versieht, der je nach Ort auf dem Weg variiert, und der parasitäre Widerstand jeder der FET-Treiberschaltungen 85 ist so ausgewählt, dass die Kombination des parasitären Wider stands jeder FET-Treiberschaltung 85 und des parasitären Widerstands der Leistungsbahnen, wie er der FET-Treiberschaltung zur Verfügung gestellt wird, nur geringfügig von einem Tintentropfenerzeuger zu einem nächsten abweicht. Insofern als die Heizwiderstände 56 alle im Wesentlichen den gleichen Widerstand aufweisen, ist der parasitäre Widerstand jeder FET-Treiberschaltung 85 somit konfiguriert, um die Schwankung des parasitären Widerstands der zugeordneten Leistungsbahnen, wie er den unterschiedlichen FET-Treiberschaltungen 85 bereitgestellt wird, auszugleichen. Auf diese Art und Weise können in dem Maß, in dem im Wesentlichen gleiche Energien den mit den Leistungsbahnen verbundenen Bondanschlussflächen bereitgestellt werden, im Wesentlichen gleiche Energien den unterschiedlichen Heizwiderständen 56 zur Verfügung gestellt werden.
Insbesondere Bezug nehmend auf 9 und 10 umfasst jede der FET-Treiberschaltungen 85 eine Mehrzahl von elektrisch verbundenen Drainelektrodenfingern 87, die über den Drainregionsfingern 89, die in dem Siliziumsubstrat 111a (5) gebildet sind, angeordnet sind, und eine Mehrzahl von elektrisch verbundenen Sourceelektrodenfingern 97, die mit den Drainelektroden 87 ineinandergreifend oder verschachtelt angeordnet sind und über den Sourceregionsfingern 99, die in dem Siliziumsubstrat 111a gebildet sind, angeordnet sind. Die Polysiliziumgatefinger 91, die an jeweiligen Enden verbunden sind, sind auf einer dünnen Gateoxidschicht 93, die auf dem Siliziumsubstrat 111a gebildet ist, angeordnet. Eine Phosphorsilikatglasschicht 95 trennt die Drainelektroden 87 und die Sourceelektroden 97 von dem Siliziumsubstrat 111a. Eine Mehrzahl von leitfähigen Drainkontakten 88 verbindet die Drainelektroden 87 elektrisch mit den Drainregionen 89, während eine Mehrzahl von leitfähigen Sourcekontakten 98 die Sourceelektroden 97 elektrisch mit den Sourceregionen 99 verbindet.
Die durch jede FET-Treiberschaltung belegte Fläche ist vorzugsweise klein, und der Ein-Widerstand jeder FET- Treiberschaltung ist vorzugsweise niedrig, z. B. weniger als oder gleich 14 oder 16 Ohm (d. h., höchsten 14 oder 16 Ohm), was FET-Treiberschaltungen mit einem hohen Wirkungsgrad erforderlich macht. Zum Beispiel kann der Einwiderstand Ron mit der FET-Treiberschaltungsfläche A wie Folgt in Beziehung stehen: Ron < (250.000 Ohm·Mikrometer2)/A,wobei die Fläche A in Mikrometer² (μm²) angegeben ist. Dies kann z. B. mit einer Gateoxidschicht 93, die eine Dicke aufweist, die weniger oder gleich 800 Angstrom ist (d. h., höchstens 800 Angstrom) oder eine Gatelänge aufweist, die weniger als 4 μm beträgt, erreicht werden. Zudem ermöglicht auch ein Heizwiderstandswiderstand von zumindest 100 Ohm, dass die FET-Schaltungen verkleinert werden können, im Gegensatz zu Heizwiderständen mit einen niedrigeren Widerstand, da bei einem größeren Heizwiderstandswert ein größerer FET-Anschaltwiderstand toleriert werden kann, von einem Standpunkt einer Energieverteilung zwischen parasitären Effekten und den Heizwiderständen aus betrachtet.
Als ein bestimmtes Beispiel können sich die Drainelektroden 87, die Drainregionen 89, die Sourceelektroden 97, die Sourceregionen 99 und die Polysiliziumgatefinger 91 im Wesentlichen orthogonal oder quer zu der Referenzachse L und zu der longitudinalen Erstreckung der Massebusse 181 erstrecken. Auch ist für jede FET-Schaltung 85 die Erstreckung der Drainregionen 89 und der Sourceregionen 99 quer zu der Referenzachse L gleich der Erstreckung der Gatefinger quer zu der Referenzachse L, wie es in 6 gezeigt ist, was die Erstreckung der aktiven Regionen quer zu der Referenzachse L definiert. Zur Vereinfachung der Bezugnahme kann die Erstreckung der Drainelektrodenfinger 87, der Drainregionsfinger 89, der Sourceelektrodenfinger 97, der Sourceregionsfinger 99 und der Polysiliziumgatefinger 91 als die longitudinale Erstreckung derartiger Elemente bezeichnet werden, insofern derartige Elemente in einer streifenartigen oder fingerartigen Art und Weise lang und schmal sind.
Beispielhaft veranschaulichend ist der Ein-Widerstand jeder der FET-Schaltungen 85 durch Ansteuerung der longitudinalen Erstreckung oder Länge eines kontinuierlich berührungsfreien Segments der Drainregionsfinger einzeln konfiguriert, wobei ein kontinuierlich berührungsfreies Segment frei von elektrischen Kontakten 88 ist. Zum Beispiel können die kontinuierlich berührungsfreien Segmente der Drainregionsfinger an den Enden der Drainregionen 89 beginnen, die am weitesten von dem Heizwiderstand 56 entfernt sind. Der Ein-Widerstand einer bestimmten FET-Schaltung 85 vergrößert sich mit sich vergrößernder Länge des kontinuierlich berührungsfreien Drainregionsfingersegments, und eine derartige Länge wird ausgewählt, um den Ein-Widerstand einer bestimmten FET-Schaltung zu bestimmen.
Als ein weiteres Beispiel kann der Ein-Widerstand jeder FET-Schaltung 85 durch Auswählen der Größe der FET-Schaltung konfiguriert werden. Zum Beispiel kann die Erstreckung einer FET-Schaltung quer zu der Referenzachse L ausgewählt sein, um den Ein-Widerstand zu bestimmen.
Für eine typische Implementierung, bei der die Leistungsbahnen für eine bestimmte FET-Schaltung 85 durch angemessen direkte Wege zu den Bondanschlussflächen 74 an dem am nächsten gelegenen der longitudinal getrennten Enden der Druckkopfstruktur geleitet sind, erhöht sich der parasitäre Widerstand mit einer Entfernung von dem am nächsten gelegenen Ende des Druckkopfs, und der Ein-Widerstand der FET-Treiberschaltungen 85 wird mit einer Entfernung von einem derartigen am nächsten gelegenen Ende verringert (wodurch der Wirkungsgrad einer FET-Schaltung steigt), um die Erhöhung des parasitären Widerstands der Leistungsbahn zu versetzen. Als ein spezifisches Beispiel bezüglich der kontinuierlich berührungsfreien Drainfingersegmente der jeweiligen FET-Treiberschaltungen 85, die an den Enden der Drainregionsfinger, die sich am weitesten entfernt von den Heizwiderständen 56 befinden, beginnen, wird die Länge derartiger Segmente mit einer Entfernung von dem am nächsten liegenden der longitudinal getrennten Enden der Druckkopfstruktur verringert.
Jeder Massebus 181 ist aus derselben Dünnfilmmetallisierungsschicht wie die Drainelektroden 87 und die Sourceelektroden 97 der FET-Schaltungen 85 gebildet, und die aktiven Bereiche jeder der FET-Schaltungen, die sich aus den Source- und Drainregionen 89, 99 und den Polysiliziumgates 91 zusammensetzen, erstrecken sich vorteilhafterweise unterhalb eines zugeordneten Massebusses 181. Dies ermöglicht es, dass der Massebus und die FET-Schaltungsarrays schmälere Regionen belegen, was wiederum eine schmälere und daher kostengünstigere Dünnfilmunterstruktur möglicht macht.
Zudem kann, bei einer Implementierung, bei der die kontinuierlich berührungsfreien Segmente der Drainregionsfinger an den Enden der Drainregionsfinger beginnen, die am weitesten von den Heizwiderständen 56 entfernt sind, die Erstreckung jedes Massebusses 181 quer oder seitlich zu der Referenzachse L und hin zu den zugeordneten Heizwiderständen 56 in dem Maße erhöht werden, in dem sich die Länge der kontinuierlich berührungsfreien Drainfingerabschnitte erhöht, da sich die Drainelektroden nicht über derartige kontinuierlich berührungsfreie Drainfingersektionen erstrecken müssen. Mit anderen Worten, die Breite W eines Massebusses 181 kann durch Erhöhen des Betrags, um den der Massebus die aktiven Regionen der FET-Treiberschaltungen 85 überlagert, erhöht werden, abhängig von der Länge der kontinuierlich berührungsfreien Drainregionssegmente. Dies wird erzielt, ohne die Breite der durch einen Massebus 181 und sein zugeordnetes FET-Treiberschaltungsarray 81 belegten Region zu vergrößern, da die Vergrößerung durch Erhöhen des Betrags an Überlappung zwischen dem Massebus und den aktiven Regionen der FET-Treiberschaltungen 85 erzielt wird. Tat sächlich kann bei jeder beliebigen FET-Schaltung 85 der Massebus die aktive Region quer zu der Referenzachse L um im Wesentlichen die Länge der berührungsfreien Segmente der Drainregionen überlappen.
Für das spezifische Beispiel, bei dem die kontinuierlich berührungsfreien Drainregionssegmente an den Enden der Drainregionsfinger beginnen, die am weitesten von den Heizwiderständen 56 entfernt sind, und bei dem die Längen derartiger kontinuierlich berührungsfreier Drainregionssegmente sich mit einer Entfernung von dem am nächsten liegenden Ende der Druckkopfstruktur verringern, stellt die Modulation oder Variation der Breite W eines Massebusses 181 mit der Variation der Länge der kontinuierlich berührungsfreien Drainregionssegmente einen Massebus bereit, der eine Breite W181 aufweist, die sich mit einer Nähe zu dem am nächsten liegenden Ende der Druckkopfsstruktur vergrößert, wie es in 8 gezeigt ist. Da die Menge von gemeinschaftlich verwendeten Strömen sich mit der Nähe zu den Bondanschlussflächen 74 vergrößert, stellt eine derartige Form vorteilhafterweise mit einer Nähe zu den Bondanschlussflächen 74 einen verringerten Massebuswiderstand bereit.
Der Massebuswiderstand kann auch durch sich seitlich erstreckende Abschnitte des Massebusses 181 in longitudinal beabstandete Bereiche zwischen den Decoderlogikschaltungen 35 reduziert werden. Zum Beispiel können sich derartige Abschnitte seitlich um die Breite der Region, in der die Decoderlogikschaltungen 35 gebildet sind, über die aktiven Regionen hinaus erstrecken.

Die nachfolgenden Schaltungsanordnungsabschnitte, die einem Spaltenarray von Tintentropfenerzeugern zugeordnet sind, können in jeweiligen Regionen mit den nachfolgenden Breiten, die in den 6 und 8 durch die Referenzbezeichnungen, die den Breitenwerten folgen, angezeigt sind, enthalten sein.

REGIONEN MIT FOLGENDEM INHALT:	BREITE
Widerstandsanschlussleitungen 57	Etwa 95 Mikrometer (μm) oder weniger (W57)
FET-Schaltungen 81	Höchstens 250 μm oder höchstens 180 μm, zum Beispiel (W81)
Decodierlogikschaltungen 31	Etwa 34 μm oder weniger (W31)
Grundelementauswählbahnen 86	Etwa 290 μm oder weniger (W86)

Diese Breiten sind orthogonal oder seitlich bezüglich der longitudinalen Erstreckung des Druckkopfsubstrats, das mit der Referenzachse L ausgerichtet ist, gemessen.
Bezug nehmend auf 11 ist darin eine schematische perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Tintenstrahldruckvorrichtung 20 dargestellt, in der die im Vorhergehenden beschriebenen Druckköpfe eingesetzt werden können. Die Tintenstrahldruckvorrichtung 20 der 11 umfasst ein Chassis 122, das von einem Gehäuse oder einer Umfassung 124, in der Regel aus einem geformten Kunststoffmaterial, umgeben ist. Das Chassis 122 ist z. B. aus Blech gebildet und umfasst eine vertikale Platte 122a. Druckmedienblätter werden einzeln durch eine Druckzone 125 hindurch durch ein adaptives Druckmedienhandhabungssystem 126, das eine Zuführablage 128 zum Lagern von Druckmedien vor dem Drucken umfasst, individuell zugeführt. Die Druckmedien können ein beliebiger Typ geeigneten bedruckbaren Blattmaterials, wie z. B. Papier, ein Kartenvorrat, Folien, Mylar und dergleichen sein, aus Gründen der Einfachheit sind die veranschaulichten Ausführungsbeispiele jedoch so beschrieben, dass sie Papier als das Druckmedium verwenden. Eine Reihe von herkömmlichen motorbetriebenen Rollen, die eine Antriebsrolle 129, die durch einen Schrittmotor angetrieben ist, umfassen, können verwendet werden, um Druckmedien von der Zuführablage 128 in die Druckzone 125 zu bewegen. Nach dem Drucken treibt die Antriebsrolle 129 die bedruckten Blätter auf ein Paar von zurückziehbaren Ausgabetrocknungsflügelbaugliedern 130, die zur Aufnahme eines bedruckten Blatts ausgefahren gezeigt sind. Die Flügelbauglieder 130 halten das frisch bedruckte Blatt für eine kurze Zeit über jegliche im Vorhergehenden bedruckte Blätter, die noch in einer Ausgabeablage 132 trocknen, bevor sie sich in einer Drehbewegung an die Seiten zurückziehen, wie es durch gebogene Pfeile 133 gezeigt ist, um das frisch bedruckte Blatt in die Ausgabeablage 132 fallen zu lassen. Das Druckmedienhandhabungssystem kann eine Reihe von Einstellmechanismen zum Aufnehmen verschiedener Größen von Druckmedien, einschließlich Briefen, Legalen, A-4, Umschlägen usw. umfassen, wie z. B. einen Gleitlängeneinstellungsarm 134 und einen Umschlagzuführschlitz 135.
Der Drucker der 11 umfasst ferner eine Druckersteuerung 136, die schematisch als ein Mikroprozessor veranschaulicht ist, angeordnet auf einer gedruckten Schaltungsplatine 139, die an der Hinterseite der Chassisvertikalplatte 122a getragen ist. Die Druckersteuerung 136 empfängt Befehle von einer Hostvorrichtung, wie z. B. einem Personalcomputer (nicht gezeigt), und steuert den Betrieb des Druckers einschließlich eines Vorschubs von Druckmedien durch die Druckzone 125, einer Bewegung eines Druckwagens 140 und eines Anlegens von Signalen an die Tintentropfenerzeuger 40.
Eine Druckwagenschieberstange 138 mit einer Längsachse parallel zu einer Wagenbewegungsachse ist durch die Chassis 122 getragen, um zu einem beträchtlichen Anteil einen Druckwagen 140 für eine hin- und herfahrende Translationsbewegung oder einen derartigen Bewegungslauf entlang der Wagenbewegungsachse zu tragen. Der Druckwagen 140 trägt eine erste und zweite entfernbare Tintenstrahldruckkopfkassette 150, 152 (von denen jede manchmal als „Stift", „Druckkassette” oder „Kassette" bezeichnet wird). Die Druckkassetten 150, 152 umfassen jeweilige Druckköpfe 154, 156, die jeweils gewöhnlich nach unten gerichtete Düsen zum Ausstoßen von Tinte gewöhnlich nach unten auf einen Abschnitt des Druckmediums, das sich in der Druckzone 125 befindet, aufweisen. Die Druckkassetten 150, 152 sind insbesondere in den Druckwagen 140 durch einen Verriegelungsmechanismus, der Klemmhebel, Verriegelungsbauglieder oder -klappen 170, 172 umfasst, eingeklemmt.
Zur Bezugnahme wird ein Druckmedium durch die Druckzone 125 entlang einer Medienachse vorbewegt, die parallel zu der Tangente zu dem Abschnitt des Druckmediums ist, der sich unterhalb der Düsen der Kassetten 150, 152 befindet und von denselben überquert wird. Wenn sich die Medienachse und die Wagenachse auf derselben Ebene befinden, wie es in 9 gezeigt ist, würden sie senkrecht aufeinander stehen.
Ein Antirotationsmechanismus an der Rückseite des Druckwagens nimmt eine horizontal angeordnete Antischwenkleiste 185 in Eingriff, die einstückig mit der vertikalen Platte 122a des Chassis 122 gebildet ist, z. B. um ein Vorwärtsschwenken des Druckwagens 140 um die Schieberstange 138 herum zu verhindern.
Als veranschaulichendes Beispiel ist die Druckkassette 150 eine Einfarben-Druckkassette, während die Druckkassette 152 eine Dreifarben-Druckkassette ist.
Der Druckwagen 140 wird entlang der Schieberstange 138 durch einen Endlosriemen 158 getrieben, der in herkömmlicher Art und Weise angetrieben werden kann, und ein linearer Codiererstreifen 159 wird verwendet, um eine Position des Druckwagens 140 entlang der Wagenbewegungsachse z. B. gemäß herkömmlichen Techniken zu erfassen.
Auch wenn das Vorhergehende eine Beschreibung und Veranschaulichung spezifischer Ausführungsbeispiele der Erfin dung ist, können verschiedene Modifizierungen und Veränderungen durch Fachleute auf dem Gebiet daran vorgenommen werden, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims

Ein Tintenstrahldruckkopf, der folgende Merkmale aufweist: ein Druckkopfsubstrat (11), das eine Mehrzahl von Dünnfilmschichten umfasst; vier nebeneinander angeordnete Spaltenarrays (61) von Tropfenerzeugern (40), die in dem Druckkopfsubstrat gebildet sind und sich entlang einer longitudinalen Erstreckung erstrecken; wobei jedes Spaltenarray von Tropfenerzeugern zumindest 100 Tropfenerzeuger aufweist, die durch einen Tropfenerzeugerabstand P getrennt sind; wobei die vier Spaltenarrays von Tropfenerzeugern ein erstes Spaltenarray und ein zweites Spaltenarray, die durch höchstens 630 Mikrometer voneinander getrennt sind, und ein drittes Spaltenarray und ein viertes Spaltenarray, die durch höchstens 630 Mikrometer voneinander getrennt sind, aufweisen; wobei die Tropfenerzeuger zum Herstellen von Tintentropfen derselben vorbestimmten Farbe ausgelegt sind und ein Tropfenvolumen aufweisen, das ein Einmaldurchlauf-Einfarbendrucken einer Auflösung ermöglicht, die entlang einer zu der longitudinalen Erstreckung parallelen Druckachse 1/(4P) dpi beträgt; und vier Spaltenarrays (81) von FET-Treiberschaltungen (85), die in dem Druckkopfsubstrat jeweils benachbart zu den Spaltenarrays von Tropfenerzeugern zum Versor gen der Spaltenarrays von Tropfenerzeugern mit Energie gebildet sind.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, der ferner einen ersten Tintenzuführschlitz (71) und einen zweiten Tintenzuführschlitz (71) umfasst und bei dem: das erste Spaltenarray von Tropfenerzeugern und das zweite Spaltenarray von Tropfenerzeugern an beiden Seiten des ersten Tintenzuführschlitzes angeordnet sind; und das dritte Spaltenarray von Tropfenerzeugern und das vierte Spaltenarray von Tropfenerzeugern an beiden Seiten des zweiten Tintenzuführschlitzes angeordnet sind.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 2, bei dem das zweite Spaltenarray von Tropfenerzeugern und das dritte Spaltenarray von Tropfenerzeugern durch höchstens 800 Mikrometer getrennt sind.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, bei dem P in dem Bereich von 1/300stel Zoll bis 1/600stel Zoll (84,7 Mikrometer bis 42,3 Mikrometer) liegt.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, bei dem die Tropfenerzeuger ausgelegt sind, um Tropfen zu emittieren, die ein Tropfenvolumen in dem Bereich von 12 bis 19 Pikolitern aufweisen.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, bei dem die Tropfenerzeuger ausgelegt sind, um Tropfen zu emittieren, die ein Tropfenvolumen in dem Bereich von 3 bis 7 Pikolitern aufweisen.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, bei dem jeder der Tropfenerzeuger einen Heizerwiderstand (56) umfasst, der einen Widerstand aufweist, der zumindest 100 Ohm beträgt.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, der ferner Massebusse (181) umfasst, die aktive Regionen der FET-Treiberschaltungen überlappen.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, bei dem jede der FET-Treiberschaltungen einen Ein-Widerstand aufweist, der weniger als (250000 Ohm·Mikrometer²)/A beträgt, wobei A ein Bereich einer derartigen FET-Treiberschaltung in Mikrometer² ist.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 9, bei dem jede der FET-Treiberschaltungen eine Dicke eines Gate-Oxids (93) aufweist, die höchstens 800 Angström beträgt.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 9, bei dem jede der FET-Treiberschaltungen eine Gate-Länge aufweist, die weniger als 4 Mikrometer beträgt.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, bei dem jede der FET-Treiberschaltungen einen Ein-Widerstand von höchstens 14 Ohm aufweist.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, bei dem jede der FET-Treiberschaltungen einen Ein-Widerstand von höchstens 16 Ohm aufweist.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, der ferner Leistungsbahnen (86a, 86b, 86c, 86d, 181) umfasst, und bei dem die FET-Treiberschaltungen ausgelegt sind, um einen parasitären Widerstand, der durch die Leistungsbahnen vorliegt, zu kompensieren.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 14, bei dem die jeweiligen Ein-Widerstände der FET-Schaltungen ausgewählt sind, um eine Schwankung eines durch die Leistungsbah nen vorliegenden parasitären Widerstands zu kompensieren.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 15, bei dem eine Größe jeder der FET-Schaltungen ausgewählt ist, um den Ein-Widerstand einzustellen.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 15, bei dem jede der FET-Schaltungen folgende Merkmale umfasst: Drain-Elektroden (87); Drain-Regionen (89); Drain-Kontakte (88), die die Drain-Elektroden elektrisch mit den Drain-Regionen verbinden; Source-Elektroden (97); Source-Regionen (99); Source-Kontakte (98), die die Source-Elektroden elektrisch mit den Source-Regionen verbinden; und wobei die Drain-Regionen ausgelegt sind, um einen Ein-Widerstand jeder der FET-Schaltungen einzustellen, um eine Schwankung eines durch die Leistungsbahnen vorliegenden parasitären Widerstands zu kompensieren.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 17, bei dem die Drain-Regionen längliche Drain-Regionen aufweisen, die jeweils ein durchgehend berührungsfreies Segment umfassen, das eine Länge aufweist, die ausgewählt ist, um den Ein-Widerstand einzustellen.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, bei dem jedes der Spaltenarrays von FET-Treiberschaltungen in einer Re gion enthalten ist, die eine Breite aufweist, die höchstens 180 Mikrometer beträgt.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, bei dem jedes der Spaltenarrays von FET-Treiberschaltungen in einer Region enthalten ist, die eine Breite aufweist, die höchstens 250 Mikrometer beträgt.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 1, bei dem das Druckkopfsubstrat eine Länge LS und eine Breite WS aufweist, und bei dem LS/WS größer als 3,7 ist.
Der Druckkopf gemäß Anspruch 21, bei dem WS etwa 2900 Mikrometer beträgt.