DE68921812T2

DE68921812T2 - Farbstrahlaufzeichnungsträgerschicht, Aufzeichnungskopf und damit versehene Vorrichtung.

Info

Publication number: DE68921812T2
Application number: DE68921812T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Isehara-Shi Kanagawa-Ken Abe; Tsuguhiro Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Fukuda; Masami Setagaya-Ku Tokyo Ikeda; Hiroyuki Arakawa-Ku Tokyo Ishinaga; Seiichiro Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Karita; Tsutomu Kawasaki-Shi Kanagawa-Ken Katoh; Ryoichi Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Koizumi; Nobuyuki Setagaya-Ku Tokyo Kuwabara; Toshihiro Kawasaki-Shi Kanagawa-Ken Mori; Asao Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Saito; Kenjiro Ohta-Ku Tokyo Watanabe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1989-07-24
Publication date: 1995-08-17
Anticipated expiration: 2009-07-25
Also published as: EP0353925A3; CN1043389A; KR940008249B1; ATE185319T1; EP0353925B1; EP0593133B1; ATE120130T1; EP0593133A3; ES2069586T3; CN1102157A; DE68929082T2; GR3032117T3; EP0593133A2; ES2136637T3; DE68929488D1; DE68929488T2; EP0353925A2; ATE251550T1; CN1030346C; DE68929082D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Farbstrahlaufzeichnungsträgerschicht, einen Farbstrahlaufzeichnungskopf, der die Trägerschicht verwendet, sowie eine Aufzeichnungsvorrichtung, welche den Aufzeichnungskopf verwendet und insbesondere auf ein Substrat, einen Kopf und eine Vorrichtung, wobei ein elektrothermischer Transduktor für das Erzeugen einer thermischen Energie verwendet wird, um die Energie für das Ausspritzen der Aufzeichnungsfarbe bzw. der Aufzeichnungsflüssigkeit zu erzeugen.
Eine Aufzeichnungsvorrichtung, in welcher Farbe unter Verwendung thermischer Energie ausgestoßen wird, die insbesondere in den kürzlich vergangenen Jahren bezeichnet wurde, ist in den US-Patenten Nr. 4,723,129 und 4,740,796 offenbart. Eine derartige Aufzeichnungsvorrichtung ist unter anderem vorteilhaft in ihrem schnellen Ansprechen auf ein elektrisches Aufzeichnungssignal und in ihrer geringen Baugröße infolge einer hochdichten Anordnung der Ausstoßelemente. Eine weitere Entwicklung dieser Aufzeichnungsvorrichtung wird in dem US-Patent Nr. 4,719,472 offenbart, in welcher die Farbe auf eine vorbestimmte Temperatur vorgeheizt wird, um die Aufzeichnung zu verbessern. Um dies zu erreichen, ist das Flüssigkeitsreservoir mit einem Temperatursensor und einem Heizkörper versehen. Der Zweck hierfür besteht darin, die Viskosität der Farbflüssigkeit zu regeln. Als eine weitere Entwicklung offenbart das US-Patent Nr. 4,550,327 einen Aufzeichnungskopf, wobei eine Anzahl wärmeenergieerzeugender Elemente in einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind und wobei ein Sensor vorgesehen ist, um das Vorhandensein und Fehlen der Flüssigkeit in jeder der Flüssigkeitskanäle zu unterscheiden, welche die wärmeenergieerzeugenden Elemente haben. Der Zweck hierfür betrifft nicht das thermische Problem. Das System hat eine Anzahl von Elementen und eine Anzahl von Sensoren. Jedoch verhindert dieses mehr oder weniger den Vorteil der vorstehend beschriebenen Aufzeichnungsvorrichtung (kleine Baugröße) infolge der Notwendigkeit der Vergrößerung der Flüssigkeitskanalweite. Dementsprechend ist eine Aufzeichnungsvorrichtung dringendst gewünscht, mit der der Vorteil einer kleinen Baugröße und einer hohen Dichte beibehalten wird und der Zustand des Aufzeichnungssubstrats bzw. der Aufzeichnungsträgerschicht oder des Aufzeichnungskopfs auf schnelle Weise erfaßt oder unterschieden werden kann. In dem Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungssubstrat, welches mit einer Anzahl wärmeenergieerzeugender Elemente versehen ist, kann eine ungleichmäßige Temperaturverteilung oder lokale Hochtemperaturpunkte entstehen. Dies wurde jedoch bisher nicht in Betracht gezogen, so daß Ausstoßfehler zu einer abnormalen Temperaturerhöhung mit dem möglichen Resultat physikalischer Deformation der Struktur um das Substrat führen können, welches für gewöhnlich aus einem organischen Material gefertigt ist. In der vorstehend genannten konventionellen Vorrichtung sind der Temperatursensor und der Heizkörper voneinander getrennt montiert, mit dem Ergebnis von erhöhten Herstellungsschritten und -kosten. Desweiteren ist eine Temperaturregelung in dem konventionellen System mit lediglich einer beschränkten Genauigkeit in Abhängigkeit von der Messung der Temperatur des Aufzeichnungskopfs möglich. Jedoch haben eine Anzahl von Experimenten und Untersuchungen, welche von den Erfindern ausgeführt wurden aufgedeckt, daß nach Fortsetzen von Aufzeichnungsoperationen ein Temperaturgradient in dem Substrat erzeugt wird, so daß die Qualität des Aufzeichnungsbildes verschlechtert wird. In dem konventionellen System ist es schwierig eine gute Aufzeichnung fortzuführen, wenn ein Temperaturgradient erzeugt ist.
Die vorliegende Erfindung wird als eine Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme angesehen. Es wird beabsichtigt, eine Verbesserung der Mittel zur Temperaturmessung und Regelung zu schaffen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wird ein Farbstrahlaufzeichnungssubstrat mit den folgenden integral darin enthaltenen Bauteilen geschaffen: Eine Anordnung bzw. ein Feld von energieerzeugenden Elementen für die Erzeugung von Hitze, jeweils für den Ausstoß von Farbe und ein Elektrodenverkabelungsabschnitt, der mit dem Feld verbunden ist, um jeweils elektrische Signale zu den Elementen des Feldes zu führen, wobei das Substrat gekennzeichnet ist durch ein Paar von Temperaturerfassungselementen, welche integral mit dem Substrat ausgebildet sind, von dem Feld getrennt sind und ein Temperaturerfassungselement an jedem Ende des und in der Nähe zum Feld angeordnet ist. Da in der vorstehend beschriebenen Konstruktion jedes Temperaturerfassungselement einstückig mit dem Substrat ausgebildet ist, können exakte Messungen der Temperatur erhalten werden. Da desweiteren diese Temperaturerfassungselemente an jedem Ende der und in der Nähe der Anordnung bzw. des Feldes angeordnet sind, folgen die gemessenen Temperaturen jeder Spitzentemperatur, die in der Temperaturverteilung quer über das Feld entsteht. Das letztere Resultat wurde durch nachfolgend beschriebene Experimente bestätigt. Die vorliegende Erfindung schafft desweiteren einen Aufzeichnungskopf, der das vorstehend genannte Aufzeichnungssubstrat aufnimmt und desweiteren eine Vorrichtung, die einen derartigen Aufzeichnungskopf umfaßt. In den nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen werden die Messungen der Temperatur in unterschiedlichen Weisen vorgenommen. Sie können verwendet werden, um eine exzessive Erhöhung der Temperatur zu erfassen und eine Unterbrechung des Aufzeichnungsvorgangs auszulösen. Alternativ hierzu können sie als ein Mittel zur Regelung von Heizkörpern verwendet werden, um einen Temperaturgradienten zu eliminieren oder zu reduzieren. Sie können sogar dazu verwendet werden, einen gewünschten Temperaturgradienten aufrecht zu erhalten, welcher für eine hilfreiche Wirkung benutzt werden kann, was beispielsweise gewünscht sein kann, wenn die Verwendungshäufigkeit der energieerzeugenden Elemente ungleichmäßig ist. Es ist vorteilhaft, daß die Temperaturerfassungselemente und entweder beide oder jeweils einzeln der Elektrodenverkabelungsabschnitt und das Feld von energieerzeugenden Elementen ein gemeinsames Material aufweisen. Dies ermöglicht eine Herstellungsvereinfachung und eine Verringerung der Herstellungskosten. Ein Paar von Heizkörpern können vorgesehen sein, wobei eines an jeweils einem Ende des Feldes angeordnet ist, wobei diese dazu verwendet werden können, den Temperaturgradienten zu eliminieren oder alternativ hierzu einen gewünschten Temperaturgradienten zu erzeugen. Das Aufheizen kann ergänzt werden durch Betätigen von ausgewählten energieerzeugenden Elementen, wobei derart in Betrieb genommene Elemente eine Hitze mit einer Menge erzeugen, welche unzureichend für den Ausstoß von Farbe ist. In der begleitenden Zeichnung zeigen:
Fig. 1A eine Draufsicht eines Substrats (Heizkörperplatte), die in einem Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendbar ist;
Fig. 1B eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Figur 1A;
Fig. 2 eine Perspektivenansicht einer Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsvorrichtung, welche die vorliegende Erfindung verwendet;
Fig. 3 eine Schaltung für die Erfassung einer Temperaturerhöhung, die auf einen Ausstoßfehler oder ähnlichem zurück zu führen ist;
Fig. 4 einen Graphen der Temperatur vs. Zeit, welche die Temperaturerhöhung infolge eines Ausstoßfehlers oder ähnliches darstellt;
Fig. 5 ein weiteres Beispiel einer Schaltung für die Erfassung einer Temperaturerhöhung;
Fig. 6 einen Graphen einer Temperatur vs. Zeit, welche einen Betrieb der Schaltung gemäß der Figur 5 darstellt;
Fig. 7 ein weiteres Beispiel einer Temperaturerhöhungserfassungsschaltung;
Fig. 8 eine Flußkarte, welche die Schritte für das Unterscheiden eines irrigen Betriebs im Ansprechen auf eine Temperaturerhöhungserfassung darstellt;
Fig. 9A eine Draufsicht auf ein Substrat (Heizkörperplatte), welches mit einem Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendbar ist;
Fig. 9B eine vergrößerte Ansicht von Fig. 9A;
Fig. 10 ein Blockdiagramm, welches das Regelsystem darstellt;
Fig. 11A, 11B und 11C Temperaturen an unterschiedlichen Positionen des Aufzeichnungskopfs;
Fig. 12 eine Flußkarte, die ein Beispiel von aufgenommenen Temperaturreglungsschritten darstellt;
Fig. 13 einen Graphen einer Temperatur vs.Zeit für die Darstellung eines Betriebs;
Fig. 14 eine Draufsicht auf einen weiteren Temperatursensor;
Fig. 15, 16A, 16B, 16C und 16D Draufsichten, die die Verringerung einer Anzahl von Kissen darstellen;
Fig. 17 eine Perspektivenansicht eines Aufzeichnungskopfs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 18, 19A und 19B Schnittansichten des
Aufzeichnungskopfs gemäß der Figur 17;
Fig. 20 eine schematische Draufsicht auf ein Substrat gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 21 eine Schnittansicht, die eine Struktur der Schichten eines Teils des Auf zeichnungskopf von Figur 20 darstellt;
Fig. 22 eine Schnittansicht, eines Substrats, welches eine weiter verbesserte Schnittstruktur darstellt;
Fig. 23A eine Schnittansicht eines modifizierten Temperatursensors für ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 23B eine äquivalente Schaltung der Struktur gemäß der Figur 23A;
Fig. 24 einen Graphen eines Spanungsabfalls vs.Temperatur des Temperatursensors gemäß der Figur 23A;
Fig. 25 Schritte für die Erzeugung eines Diodensensors;
Fig. 26 eine Perspektivenansicht einer Aufzeichnungskopfkartusche als ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 27 eine Perspektivenansicht eines Hauptabschnitts der Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsvorrichtung, welche die Kartusche gemäß der Figur 26 verwendet;
Fig. 28 einen Graphen eines Spannungsabfalls des Temperatursensors vs. Ausstoßleistung des Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfs;
Fig. 29 ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Regelungssystems für einen Wiedererlangungsbetrieb;
Fig. 30 eine Flußkarte, welche Beispiele von Aufzeichnungs- und Wiedergewinnungsvorgängen darstellt;
Fig. 31 ein Beispiel eines Temperaturregelsystems in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 32 eine Schaltung für ein Beispiel der Temperaturregelung in dem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 33 ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel des Temperaturregelsystem in dritten Ausführungsbeispiel darstellt;
Fig. 34 einen Graphen, der eine Temperaturverteilung auf dem Substrat zeigt, welches für das Regelsystem gemäß der Figur 33 vorgesehen werden kann;
Fig. 35 eine Flußkarte, die ein Beispiel von Temperaturregelschritten darstellt, um die Temperaturverteilung gemäß der Figur 34 zu schaffen;
Fig. 36 eine Perspektivenansicht eines Aufzeichnungskopfs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 37 ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Regelsystems;
Fig. 38A, 38B und 38C eine Korrektur einer Temperaturverteilung;
Fig. 39 eine Flußkarte eines Beispiels für die Temperaturregelschritte und
Fig. 40 einen Graphen, der vorteilhafte Wirkungen dieses Ausführungsbeispiels darstellt.
Um die Verständlichkeit der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, werden im nachfolgenden bevorzugte Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Die folgende Beschreibung wird lediglich als Beispiel gegeben.
Bezüglich der Figuren 1A und 1B wird ein Substrat (Basisteil) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Substrat ist in der Struktur gemäß der Figuren 2 und 26 verwendbar, welche im einzelnen nachfolgend beschrieben werden. Gemäß der Figur 1A und 1B hat das Substrat einen Ausstoßerhitzerabschnitt oder Bereich 3 in welchem eine Anzahl von thermischer energieerzeugender Elemente (elektrothermischer Transduktoren) angeordnet sind. Die generelle Struktur des Aufzeichnungskopfs wird verständlicher, wenn auf die Figur 17 Bezug genommen wird, worin Flüssigkeitsausstoßkanäle durch Verbinden einer oberen Platte 110 mit einem Substrat 102 erhalten werden. Ausstoßkanäle mit Ausstoßauslässen 103 werden gebildet, wobei Flüssigkeit oder Farbe in jedem Kanal durch jeweils einen Erhitzer 106 in Abhängigkeit von einem Betätigungssignal erhitzt wird, um die Farbe auf ein Blatt auszustoßen, welches vor den Auslässen angeordnet ist. Um auf die Figuren 1A und 1B zurück zu kommen, sind Temperatursensoren 2 so angerodnet, daß zumindest Teile von diesen sich angrenzend an längsweise Enden der Region 3 anordnen. Die Sensoren 2 sind im Gegensatz zu den konventionellen Sensoren eingebaute Sensoren. Das Substrat 1 hat Ausstoßerhitzer 3 und Kontakte 4, die mit einer externen elektrischen Verkabelung durch eine Kabelverbindungstechnik oder ähnlichem verbindbar sind. Jeder Temperatursensor 2 ist angrenzend an den Ausstoßerhitzerabschnitt 3 durch den gleichen Filmablagerungsprozeß ausgebildet, welcher verwendet wird, wenn der Ausstoßerhitzerabschnitt 3 ausgebildet wird. Die Figur 1B ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts B, der ein Sensor 2 enthält, wobei die Ausstoßerhitzer und die hierfür verwendete Verkabelung mit den Bezugszeichen 5 und 6 gekennzeichnet sind. Da die Sensoren 2 durch den gleichen Filmablagerungsprozeß ausgebildet werden, wie bei der Herstellung der Ausstoßerhitzer und der Verkabelung, ein Filmablagerungsprozeß, welcher bei der Semileitereinrichtungsherstellung verwendet wird, werden sie äußerst genau hergestellt. Sie können aus Aluminium, Titan, Tantal oder ähnlichem mit einer mit der Temperatur variablen elektrischen Konduktivität gefertigt sein, welches für den anderen Teil des Substrats verwendet wird, beispielsweise werden diese Materialien in dem Substrat an den folgenden Teilen verwendet. Aluminium kann für Elektroden verwendet werden, Titan kann zwischen dem elektrothermischen Transduktorelement (wärmeerzeugende Widerstandsschicht) und einer Elektrode verwendet werden, um die Verbindungseigenschaft dazwischen zu erhöhen und Tantal kann dazu verwendet werden, die wärmeerzeugende Widerstandsschicht als eine Schutzschicht gegen Kavitation zu überziehen.
Jeder gezeigte Sensor 2 hat eine Meanderstruktur zur Schaffung eines insgesamt hohen Widerstandes ohne nachteiligen Einfluß auf die Verkabelung auf dem Substrat. Der Ausgang eines jeden Sensors 2 kann von den Kontakten 4 aufgenommen werden. Das Substrat mit dieser Struktur kann zur Bildung eines Aufzeichnungskopfs verwendet werden, wobei eine Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsvorrichtung (Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung) konstruiert werden kann unter Verwendung des Aufzeichnungskopfs, wie er schematisch in der Figur 2 in einer Perspektivenansicht gezeigt wird. In Figur 2 hat eine Kopfkartusche 14 einen Aufzeichnungskopf, der unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Substrats 1 konstruiert ist und einen Tintencontainer als eine Einheit, welche entfernbar an dem Schlitten 15 der Aufzeichnungsvorrichtung befestigbar ist. Die Kopfkartusche 14 ist entfernbar an dem Schlitten 15 mittels eines Begrenzungsbauteils 41 befestigt. Die Halterung bzw. der Schlitten 15 ist längs der Welle 21 hin und her bewegbar, durch welche die Kopfkartusche 14 ebenfalls hin und her bewegbar ist. Die durch den Aufzeichnungskopf ausgestoßene Tinte erreicht ein Aufzeichnungsmedium 18, welches auf einer Schreibwalze 19 in einem kleinen Abstand von dem Aufzeichnungskopf gelagert ist, wodurch ein Bild auf dem Aufzeichnungsmedium 18 erzeugt wird. Der Aufzeichnungskopf wird mit Ausstoßsignalen, entsprechend der für das aufzuzeichnende Bild repräsentativen Informationen von einer Informationsquelle durch geeignete Kabel 16 und Kontakte 4 (Figur 1A) beaufschlagt, welche daran angeschlossen sind.
Eine oder mehrere (zwei in Figur 2) Kopfkartuschen 3b können verwendet werden, um die Farben zu erzeugen, in welchen die Bilder aufgezeichnet werden sollen. In der Figur 2 wir ein Schlittenmotor 17 für die Abtast-Hin- und Herbewegung des Schlittens 15 entlang der Welle 21, ein Kabel 22 für das Übertragen der Antriebskraft von dem Motor 17 auf den Schlitten 15 und ein Fördermotor 20 gezeigt, der an die Schreibwalze 19 angeschlossen ist, um das Aufzeichnungsmedium 18 zu befördern. Die Figur 3 zeigt ein Beispiel einer Temperaturerfassungsschaltung, welche den Output jeweils eines der Sensoren 2 gemäß der Figuren 1A und 1B verwendet. Der Detektor kann auf einer Regelplatte der Vorrichtung befestigt werden und kann durch ein Kabel 16 mit den Kontakten 4 verbunden werden. Wie in der Figur gezeigt wird, ist der Sensor 2 an einen Spannungsteilerwiderstand 7 und an einen Hochspannungskontakt 28 angeschlossen, so daß die Widerstandsänderung des Sensors 2 in eine Spannungsänderung konvertiert wird. Der Spannungsoutput wird mit einer Bezugsspannung, welche durch eine Spannungsquelle 10 erzeugt wird, durch einen Vergleicher 9 verglichen, und wird an eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 11 angelegt, die in Figur 2 nicht gezeigt ist, welche einen Hauptabschnitt der Einrichtüng gemäß der Figur 2 darstellt. Die CPU 11 unterscheidet, ob die Substrattemperatur höher oder niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur. Die Figur 4 zeigt mögliche Temperaturänderungen, die durch die Temperatursensoren des Substrates 1 erfaßt werden. Falls die Tinte unter geeigneten Bedingungen ausgestoßen wird, erhöht sich die Temperatur entlang der Kurve 12 um eine Sättigungstemperatur zu erreichen. Falls jedoch Ausstoßfehler infolge eines Verstopfens oder ähnlichem auftritt, staut sich die Wärme an, mit dem Ergebnis, eines steilen Anstiegs der Temperatur gemäß der Kurven 13. Unterschiedliche Kurven 13 zeigen den Temperaturwechsel, wenn die Ausstoßfehler zu unterschiedlichen Zeitpunkten auftreten. Die am meisten links angeordnete Kurve 13 zeigt, daß der Ausstoßfehler von Beginn an auftritt, während die am weitesten rechts liegende Kurve 13 anzeigt, daß der Ausstoßfehler auftritt, wenn die Temperatur des Aufzeichnungskopfsubstrates die Sättigungstemperatur erreicht. Die Referenzspannung VO des Vergleichers 9 ist festgesetzt, um der Sättigungstemperatur zu entsprechen. Wenn dann die Temperatur des Substrats 1 das Niveau TO überschreitet, wird die CPU 11 über diesen Vorfall informiert, worauf die CPU 11 das Auftreten eines Ausstoßfehlers entscheidet. Auf der Basis dieser Entscheidung wird der Ausstoßbetrieb unterbrochen, ein Alarm erzeugt und desweiteren eine Wiedererlangungs- bzw. Erholungsoperation unter Verwendung einer Haube oder ähnlichem begonnen. Die Referenztemperatur TO ist so ausgewählt, daß sie während einem normalen oder geeignetem Tintenausstoßbetrieb nicht erreicht wird, wobei sie kleiner ist als eine den Kopf beschädigende Temperatur. In diesem Fall ist der Temperatursensor in das Substrat eingebaut und ist aus dem gleichen Material gefertigt, wie die Elektrode, welche ein Teil des elektrothermischen Transduktors ist. Der elektrische Widerstand des Sensors ändert sich linear mit Hinsicht auf die Temperaturänderung, so daß ein korrekter Temperaturmeßbetrieb möglich wird. Dies ist insbesondere dann so, wenn Aluminium für das Temperaturerfassungselement verwendet wird.

Zweites Ausführungsbeispiel

Bezüglich der Figur 5, welche eine alternierende Erfassungsschaltung zeigt, ist ein Differenzierglied 31 vor dem Vergleicher 9 der Schaltung gemäß der Figur angeordnet, um ein Überwachen der Änderungsrate der Temperatur zu erlauben, die durch jeweils einen der Temperatursensoren 2 erfaßt wird. Die Figur 6 zeigt eine Ausgangswellenform der Abschnitte A, B, C und D der Figur 5. Der output A des Temperatursensors ändert sich plötzlich, sobald der Ausstoßfehler auftritt. Die Änderungsrate erscheint als ein Spannungsniveau des Outputs 13 des Differenziergliedes 31. Durch Vergleich von diesem mit dem Output C der Referenzspannung 10 wird das Ausstoßfehlersignal auf die CPU 11 übertragen. Die CPU 11 ist in der Lage, im Ansprechen auf den Empfang des Fehlersignals die vorstehend beschriebenen geeigneten Aktionen zu befehlen. In diesem Fall wird die Temperaturänderung überwacht bzw. erfaßt, wodurch der Ausstoßfehler unmittelbar erfaßt werden kann, ohne daß eine Verzögerung erforderlich ist, um darauf zu warten, daß die Temperatur eine vorbestimmte hohe Temperatur erreicht. Zusätzlich wird die nachteilige Einwirkung der Umgebungstemperatur reduziert, wodurch der Aufzeichnungskopf in effektiver Weise geschützt wird.

Drittes Ausführungsbeispiel

Bezüglich der Figur 7 wird eine weitere alternative Erfassungsschaltung gezeigt, wobei die Änderungsrate der Temperatur des Substrates 1 durch eine von der CPU 11 verwendete Software erfaßt wird. Der Output jeweils eines der Temperatursensoren 2 wird durch einen Operationsverstärker 33 verstärkt und an einen A-D Konverter 34 angelegt, an dem ein digitalisiertes Temperaturniveau der CPU 11 eingegeben wird. Die CPU 11 führt ihre Entscheidungssequenz gemäß der Figur 8 als ein Beispiel aus. Die CPU berechnet eine Differenz zwischen der Temperatur Tn, welche in diesem Zeitpunkt gelesen wird (Schritt S1) und der Temperatur Tn-1, die zu einem vorhergehenden Zeitpunkt gelesen wird, d.h., einer vorbestimmten Zeitspanne vorher, wobei auf der Basis dieser Differenz der Ausstoßfehler entschieden wird (Schritt S3). Insbesondere wird die Entscheidung ausgeführt, ob die Temperaturdifferenz (Tn-Tn-1) größer als ein vorbestimmtes Niveau A ist oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird der Ausstoßfehler entschieden, um unmittelbar den Ausstoßbetrieb zu unterbrechen (Schritt S5) und die Erholungsoperation und den Alarm 1 einen möglichen Fall zu befehlen (Schritt S7). Zum Vergleich mit der Erfassungsschaltung gemäß der Figur 3 ist diese Erfassungsschaltung hinsichtlich der Verzögerungszeit nachteilig, resultierend aus der zu unterschiedlichen Zeiten verglichenen Temperatur, jedoch ist sie dahingehend vorteilhaft, daß die Referenztemperatur A wie gewünscht bestimmt werden kann. Selbst wenn die Ausstoßleistung gering ist und demzufolge die Temperaturänderung klein ist, kann demnach die Erfassung entsprechend der Ausstoßleistung durchgeführt werden. In anderen Worten ausgedrückt, ist die Regelung für die Erreichung unterschiedlicher Betriebsbedingungen des Aufzeichnungskopfes flexibel. Wie bereits vorstehend beschrieben wurde, ist der Temperaturerfassungssensor direkt in das Substrat eingebaut, wodurch die Temperaturdifferenz zwischen der tatsächlichen Temperatur des Substrates und der erfaßten Temperatur gering ist, wobei die Erfassungsverzögerung ebenfalls klein ist. Folglich können die Ursachen der Temperaturerhöhung wie beispielsweise der Ausstoßfehler oder ähnliches korrekt und schnell entschieden werden, wodurch eine Beschädigung des Aufzeichnungskopfs vermieden wird. Die Temperatursensoren können aus dem Material gefertigt werden, welches für die Herstellung des anderen Teils des Substrates verwendet wird, wodurch sie lediglich durch hinzuführen von Sensorenmodellen ausgebildet werden können. Folglich können die Herstellungskosten in bemerkenswerter Weise reduziert werden. Jeder Sensor 2 kann in der Form einer Diode oder eines Transistors oder ähnliches ausgebildet werden, falls er durch den Filmablagerungsprozeß des Substrates produziert werden kann.
Bezüglich der Figuren 9A, 9B, 10, 11A, 11B, 11C, 12 und 13 wird im folgenden ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei die Temperaturverteilung des Substrates unter Verwendung der Temperatursensoren geregelt wird. Wie in den Figuren 9A und 9B gezeigt wird, sind Temperaturerhaltungsheizkörper 8 für das Beheizen des gesamten Aufzeichnungskopfs oder des Substrats 1 der Struktur gemäß der Figuren 1A und 1B beigefügt. Das Material, welches jeden Temperaturerhaltungsheizkörper 8 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausbildet, kann das gleiche sein, wie die wärmeerzeugende Widerstandsschicht (HfB&sub2;, zum Beispiel) des Ausstoßerhitzers 5 oder ein anderes Material, welches zahlreiche Elemente oder die Verkabelung auf dem Substrat ausbildet, beispielsweise Aluminium, Tantal, Titan oder ähnliches. Bei der Verwendung eines oder mehrerer dieser Materialien, kann jeder Temperaturerhaltungsheizkörper durch den gleichen Prozeß hergestellt werden, wie er verwendet wird, wenn die zahlreichen Elemente, Verkabelung oder ähnliches auf dem Substrat ausgebildet werden, wodurch die Herstellungskosten nicht erhöht werden. Der Aufzeichnungskopf kann unter Verwendung des Substrats 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel konstruiert werden, wobei die Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsvorrichtung (Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung) gemäß der Figur 2 unter Verwendung eines solchen Aufzeichnungskopfs konstruiert werden kann. Die Grundstrukturen des Aufzeichnungskopfs und der Aufzeichnungsvorrichtung sind die gleichen wie jene des ersten Ausführungsbeispiels, weshalb zu Vereinfachung auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
Die Figur 10 zeigt ein Beispiel eines Temperaturregelsystems unter Verwendung jeweils eines der Sensoren 2 und eines entsprechenden Temperaturerhaltungsheizkörpers 8 gemäß der Figuren 9A und 9B. Das Regelsystem kann auf der Regelplatte oder ähnliches montiert werden und kann mit dem Sensor 2 und dem Heizkörper 8 durch die Kontakte 4 durch ein nicht gezeigtes Kabel angeschlossen werden. Ein Microcomputer CPU 11 funktioniert, um die Prozeßschritte durchzuführen, welche im folgenden unter Verweis auf die Figur 12 beschrieben werden. Die CPU hat einen ROM, welcher feste Informationen wie beispielsweise das Programm zur Ausführung der Prozeßschritte speichert. Die CPU 11 kann unabhängig vorgesehen sein, um die Temperaturregelung gemäß diesem Ausführungsbeispiel durchzuführen, oder sie kann gemeinsam mit dem Hauptregelsystem dieser Vorrichtung gemäß der Figur 2 verwendet werden. Ein Input-Abschnitt 200 dient dazu, dem Temperatursensor 2 Energie zuzuführen und dessen Output in ein durch die CPU 11 aufnehmbares Signal zu konvertieren und desweiteren das Signal an die CPU 11 anzulegen. Ein Erhitzertreiber 800 funktioniert um Energie an den Temperaturerhaltungsheizkörper 8 anzulegen. Bezüglich der Figur 11 wird für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung eine Beschreibung bezüglich der Temperatur des Substrats und des umgebenden Aufzeichnungskopfs gegeben. Für den Zweck der Ermöglichung, daß die Bildaufzeichnung mit hoher Auflösung erreicht wird, ist das Substrat 1 des Aufzeichnungskopfs mit einer großen Zahl von elektrothermischen Transduktorelementen versehen, welche als Flüssigkeitsausstoß energieerzeugende Elemente funktionieren. Um die Hitze auszustrahlen, ist das Substrat 1 eng mit einer Basisplatte 9 aus Aluminium oder ähnlichem verbunden, welche eine Größe hat, die größer als die des Substrates ist, gemäß der Figur 11A. Mit dieser Struktur entstehen Temperaturdifferenzen, wie sie in der Figur 13 gezeigt werden, unter den Ausstoßerhitzen 5 auf dem Substrat 1, dem anderen Abschnitt des Substrats (der Sensor 2 zum Beispiel) und der Aluminiumplatte 9. Eine Temperatur TA an der Ausstoßerhitzerposition A, eine Temperatur TB in dein anderen Abschnitt und eine Temperatur TC auf der Aluminiumplatte sind derart, daß die Temperaturen TB und TC durchaus niedriger sind, als die Temperatur TA, wie in der Figur 11B gezeigt wird. Darüberhinaus ist die Differenz in Abhängigkeit von der Zeit unterschiedlich, wie in Figur 11C gezeigt wird. Wie zu verstehen ist, zeigen die Temperaturkurven, daß die Temperatur der Aluminiumplatte 9 mit Verzögerung in einen vorübergehenden Zustand wechselt.
In dem mit dem Temperatursensor, versehenen konventionellen Kopf, wird ein Heißleiter am häufigsten verwendet. Der Heißleiter wird für gewöhnlich auf der Aluminiumplatte 9 montiert, da er einen relativ großen Raum in Anspruch nimmt. Wie nunmehr aus der Figur 11B zu entnehmen ist, ist in diesem Fall die erfaßte Temperatur erheblich unterschiedlich zu der Temperatur angrenzend an den Ausstoßerhitzer 6, was unmittelbar auf die Ausstoßeigenschaft Einfluß nimmt, so daß eine Erfassung mit ausreichend hoher Genauigkeit für die Erreichung einer guten Aufzeichnung schwierig wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist jeder Temperatursensor 2 an einer Position entsprechend der Position B in Figur 11A angeordnet, insbesondere sind die Temperatursensoren eng an die gegenüberliegenden Längsenden des Feldes der Ausstoßerhitzer angeordnet, wie aus der Figur 9A zu entnehmen ist. Dies ermöglicht, daß eine sehr hochgenaue Erfassung erreicht wird.
Mit Bezug auf die Figur 13 desweiteren beschrieben, in welchem die Temperatur an den Positionen A,B und C verändert wird, welche mit Verstreichen der Zeit gezeigt wird, wenn die Temperatur in Abhängigkeit von den Regelschritten gemäß diesem Ausführungsbeispiel geregelt wird. Durch den Betrieb entsprechend der Flußkarte in Figur 12, wird die Temperatur TA an der Position A, wo die Ausstoßerhitzer vorgesehen sind, innerhalb eines Bereichs zwischen einer Temperatur T&sub3; und einer Temperatur T&sub4; (T&sub3; < T&sub4;) eingeregelt. Der Prozeß, welcher in der Figur 12 gezeigt wird, kann an einer gewünschten Zeit gestartet werden. Nachdem er gestartet worden ist, wird der Output eines jeden Sensors 2 im Schritt S1 eingelesen, wobei eine Bestimmung ausgeführt wird, ob er höher ist, als eine Temperatur T&sub2; oder nicht, wobei die Temperatur T&sub2; eine Temperatur ist, die kleiner ist als die Temperatur T&sub3;. Falls nicht, wandert die Sequenz zum Schritt S&sub5;, wo die Entscheidung ausgeführt wird, ob die durch den Sensor 2 erfaßte Temperatur kleiner ist als eine Temperatur T&sub1; oder nicht, wobei die Temperatur T&sub1; eine Temperatur kleiner als die Temperatur T&sub2; ist. Wenn das Ergebnis der Entscheidung im Schritt S5 negativ ist oder wenn die Entscheidung im Schritt S3 bejahend ist, wird die Erregung des Erhitzers 8 im Schritt S7 gestopt. Wenn das Ergebnis der Entscheidung im Schritt S5 bejahend ist, wird der Erhitzer im Schritt S9 erregt. In dieser Weise wird die Temperatur in der Position A innerhalb des Bereichs zwischen T&sub3; - T&sub4; eingeregelt. Wie zu verstehen ist, wird das Erregen des Temperaturerhaltungsheizkörpers 8, betrieben durch den Erhitzertreiber, so geregelt, daß die Temperatur in der Position B, welche durch den Temperatursensor erfaßt wird, innerhalb des Bereichs zwischen T&sub1; und T&sub2; ist, welche niedriger sind, als die Temperatur T&sub4;. Die Eigenschaft des Flüssigkeitsausstoßes in dem Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungssystem wird durch die Temperatur beeinflußt, wodurch das Konstanthalten der Temperatur in der Position A vorteilhaft ist, um die Ausstoßcharakteristiken und folglich die Qualität der Aufzeichnung zu stabilisieren, wobei die Position A der Position entspricht, wobei die thermische Energie, welche für den Ausstoß der Tinte wirksam ist, auf die Tinte einwirkt. Es ist zu verstehen, daß die Temperaturänderung in der Position A innerhalb des Bereichs zwischen den Temperaturen T&sub3; und T&sub4; beschränkt wird, falls die Temperatur an der Position B durch den Temperatursensor 2 erfaßt wird, und der Temperaturerhaltungsheizkörper 8 entregt und erregt wird, wenn die Temperatur T&sub2; erreicht bzw. wenn die Temperatur T&sub1; erreicht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der Temperaturerhaltungsheizkörper und der Temperatursensor jeweils auf dem gleichen Substrat und insbesondere sind sie angrenzend an die gegenüberliegenden Enden des Feldes von Ausstoßerhitzern angeordnet, wie in der Figur 9 gezeigt wird, wobei die Genauigkeit der Temperaturregelung in signifikanter Weise verbessert wird. Da eine enge Beziehung in der TemPeratur zwischen der Position A und der Position B besteht, kann das System gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf verhältnismäßig einfache Weise den in dem Substrat 1 erzeugten Temperaturgradienten erreichen. Im Gegensatz hierzu spricht die Temperaturänderung in der Position C gemäß der Figur 13 nicht schnell an, wodurch sie nicht proportional wie die Temperatur in der Position B ist.
Die Beschreibung wird bezüglich des Herstellungsverfahrens für den Aufzeichnungskopf gemäß diesem Ausführungsbeispiel angegeben. Zuerst wird ein monokristallines Silikonsubstrat vorbereitet, wobei Dioden für das Verhindern eines irrigen Betriebs der Ausstoßerhitzer auf dem Substrat ausgebildet werden. Die Oberfläche des Substrates, welches nunmehr die Dioden aufweist, wird Hitze oxidiert, um eine Silikonoxidschicht auszubilden, die als eine Hitzeansammlungsschicht und eine Isolationsschicht funktioniert, wobei Kontaktlöcher durch Ätzen ausgebildet werden. Anschließend wird eine Hafniumboridschicht, welche als hitzeerzeugende Widerstandsschicht funktioniert, durch spluttern aufgebildet. Hierauf wird desweiteren eine Aluminiumschicht für das Ausbilden einer Signalverkabelung, eines Temperatursensors und eines Temperaturerhaltungsheizkörpers ausgebildet, wobei er dann in geeigneter Weise gemustert wird. Als ein Ergebnis hiervon werden eine Anzahl von Ausstoßerhitzern (elektrothermischen Transduktoren), eine Signalverkabelung aus Aluminium, Temperatursensoren aus Aluminium und einen temperaturerhaltenden Heizkörper aus Aluminium ausgebildet.
Anschließend wird eine Silikonoxidschicht auf der gesamten Oberfläche durch ein CVD Verfahren ausgebildet, wobei die Schicht als eine Isolationsschutzschicht auf den vorstehend beschriebenen Elementen und Verkabelungen funktioniert. Desweiteren wird auf dieser Schicht eine Ta Schicht, welche als eine Anti-Kavitationsschicht funktioniert sowie eine photosensitive Harzschicht, welche als eine Schutzschicht gegen Tinte funktioniert, teilweise ausgebildet. Schließlich wird eine Oberplatte mit zurückgesetzten Abschnitten für die Ausbildung von Tintenausstoßauslässen und Tintenkanälen montiert, so daß der Aufzeichnungskopf fertiggestellt ist. Wie vorstehend beschrieben sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Temperaturerfassungssensoren und Temperaturerhaltungsheizkörper integral auf dem Substrat an den gewünschten Positionen ausgebildet, wodurch die Temperaturdifferenz und die Erfassungsverzögerung reduziert werden, so daß die Temperaturregelung schnell und genau wird. Durch diese Maßnahme kann die ungleichmäßige Dichte in dem Bild und der Tintenausstoßfehler, welcher einer ungeeigneten Temperaturregelung zuzuschreiben ist, eliminiert werden. Da die Materialien des Temperatursensors und des Temperaturerhaltungsheizkörpers die gleichen sind, wie eine oder mehrere der Materialien, welche in dem Filmablagerungsprozeß für das Substrat verwendet werden, werden sie auf einfache Weise durch hinzufügen der Modelle entsprechend dieser Elemente ausgebildet. Die Herstellungskosten werden in signifikanter Weise verbessert. Die Temperatursensoren sind wie in den Figur 1A und 9A gezeigt angeordnet, wobei die Erhitzer außerhalb (entfernt von den Ausstoßerhitzern) der jeweiligen Sensoren angeordnet sind. Gemäß der Figur 14 ist das wärmeempfindliche Element 2, ähnlich zum Erhitzer 5 des wärmeerzeugenden Elementes mit Elektroden verkabelt, und elektrisch mit der bedruckten Platte 6 durch eine Kabelverbindungstechnik oder ähnlichem verbunden. Das wärmeempfindliche Element 2 kann an einer präzisen Position unter Verwendung einer Photolithographie ausgebildet werden. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Filmablagerungsprozeß und die Filmablagerungsvorrichtung vereinfacht werden, wenn das Material des wärmeempfindlichen Elementes 2 das gleiche ist, wie jenes des wärmeerzeugenden Elements 5. Darüberhinaus ist die Wärmekapizität des dünnfilmigen Temperatursensors extrem klein, wodurch das thermische Ansprechen sehr schnell ist, so daß die Temperaturregelung des Kopfes mit hoher Genauigkeit bewirkt werden kann.
In dem vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf ist jedes als Temperatursensor funktionierendes wärmeempfindliches Element 2 auf dem Substrat 1A für das Ausstoßerhitzerelement ausgebildet, d.h., auf dem gleichen Substrat, wie die wärmeerzeugenden Elemente 5. Aus diesem Grund kann eine Temperaturmessung an einer Position näher zu einem zu messenden Abschnitt ausgeführt werden. Da darüberhinaus jeder Temperatursensor durch die Dünnfilmtechnik ausgebildet wird, ist die thermische Kapazität eines jeden Sensors seinerseits extrem klein mit dem Ergebnis eines sehr schnellen thermischen Ansprechens. Sowohl die wärmeempfindlichen Elemente 2 wie auch das wärmeerzeugende Element 5 sind mit einer Schutzschicht (nicht gezeigt) für den Schutz vor Flüssigkeit (welches nachfolgend beschrieben wird) überzogen, wobei das Material der Schutzschicht ein Oxid wie beispielsweise SiO&sub2;, Ta&sub2;O&sub5;, Al&sub2;O&sub3; ein Nitrid wie beispielsweise Si&sub3;N&sub4; oder AlN, ein Karbid wie beispielsweise AlC oder ein Karbon in der Form eines Diamanten sein. Jedes wärmeempfindliche Element 2 kann ein elektrischer Widerstand mit einer Funktion einer Temperaturerfassung sein. Er zeigt in vorteilhafter Weise eine Eigenschaft des Widerstandes, welche in signifikanter Weise mit der Erhöhung der Temperatur verringert wird, unter Verwendung eines, als dessen Hauptmaterial, Oxids von Ni oder Co. Mit der Vergrößerung der Anzahl an Ausstoßerhitzern oder Flüssigkeitskanälen für das Zurückhalten und Zuführen von Flüssigkeit pro Einheitsbereich, verringert sich die Größe der Verkabelungsleitungen des Rahmens, wobei eine Anzahl von Verkabelungsleitungen sich erhöht, aus diesem Grund wird die Anzahl von Rahmenverkabelungsleitungen und die Anzahl Anschlußflächen des Substrats (Erhitzerplatte) vorzugsweise so klein wie möglich. Da jedoch das Substrat integral Temperaturerhaltungsheizkörper und Temperatursensoren enthält, werden daher Rahmenverkabelungen und Anschlußflächen zusätzlich erforderlich. Bezüglich der Figuren 15, 16A, 16B, 16C und 16D wird ein Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei die Verkabelung für die Temperaturerhaltungsheizkörper und die Temperatursensoren in geeigneter Weise auf der Heizplatte unter Berücksichtigung des vorstehenden angeordnet, um die Verkabelung auf der Heizplatte und dem Aufzeichnungskopf, welcher den gleichen verwendet zu vereinfachen, und deren Baugröße zu reduzieren. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungssubstrat oder Kopf geschaffen, welcher die folgenden Bauteile hat: Ein energieerzeugendes Elemente für die Erzeugung von Energie zum Ausstoß von Flüssigkeit, sowie eine Anzahl von Funktionselementen, welche Funktionen unterschiedlich zu jener des energieerzeugenden Elements ausführen, wobei das energieerzeugende Element und die Funktionselemente auf ein und dem gleichen Substrat ausgebildet werden und einseitige Verkabelungsleitungen der Anzahl an Funktionselementen gemeinschaftlich auf dem Substrat sind. Entsprechend dieser Struktur ist die eine der Verkabelungen des einen der Anzahl von Funktionselementen (Temperatursensor und der Temperaturerhaltungsheizkörper zum Beispiel) gemeinschaftlich mit dem anderen ausgebildet. Beispielsweise wird die Erdungsverkabelung als gemeinsame Leitung ausgebildet, wodurch die Anzahl der Elektrodenkontakte für einen externen Anschluß reduziert werden kann. Ähnlich zu der Figur 9B kann der Temperaturerhaltungsheizkörper 8 gemäß der Figur 15 aus dem gleichen Material wie die wärmeerzeugende Widerstandsschicht des Ausstoßerhitzers 5 gefertigt sein (HfB&sub2; zum Beispiel). Gemäß der Figur 15 ist er jedoch aus einem anderen Material wie beispielsweise Aluminium, Tantal oder Titan gefertigt. Die Elektrodenverkabelung an einem Ende ist als die Elektrodenverkabelung an einem Ende des Sensors 2 angeschlossen. Dies wird in den Figuren 16A, 16C und 16D gezeigt. Die Anordnung gemäß der Figur 16A wird im Vergleich mit der Anordnung der Figur 16B insbesondere in der Anzahl der Anschlußflächen betrieben. Die Figur 16A zeigt ein Hauptteil der Heizplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die gedruckte Erdungsverkabelung gemeinschaftlich für die Temperatursensoren 2 am linken und rechten des Ausstoßerhitzerabschnitts 3 und für den Temperaturerhaltungsheizkörper 8 ist. Gemäß dieser Figur sind gedruckte Kabel 2A und 8A vorgesehen, um Energie zu dem Temperatursensor 2 und dem Temperaturerhaltungsheizkörper 8 zuzuführen. Die hierfür vorgesehenen Anschlußflächen sind mit den Bezugszeichen 2C und 8C gekennzeichnet. Das gedruckte Erdungskabel 28B ist gemeinschaftlich. Die Anschlußflächen 28G sind für das Erdungskabel ausgebildet. Ein durch das Bezugszeichen 30 gekennzeichneter Bereich enthält Ausstoßerhitzer 3 und zugehörige Verkabelung, Treiber sowie Elektrodenanschlußflächen. Im Gegensatz zu der Anordnung gemäß der Figur 16B worin die Erdungskabel 2B und 8B nicht gemeinschaftlich sind, und die Elektrodenanschlußflächen 2G und 8G für die jeweiligen Kabel ausgebildet sind, wird die Anzahl der Anschlußflächen, welche für die Sensoren und Temperaturerhaltungsheizkörper erforderlich sind, gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf drei in jeder Seite, sechs insgesamt reduziert. Aus diesem Grund wird der Verbindeschritt mit dem Bleirahmen vereinfacht und die Größe der Heizplatte 1 reduziert. Wenn die vorstehende Struktur dieses Ausführungsbeispiels dazu verwendet wird, die Temperatur zu erfassen oder die Temperatur der Heizplatte 1 zu halten, werden sie in Betrieb genommen oder erregt zu unterschiedlichen Zeitpunkten beispielsweise in einer Zeitaufteilungsweise.
In dieser Anordnung kann die Verkabelung desweiteren so angeordnet werden, daß das Erdungskabel an beiden Seiten als das Einzelkabel 28G gemeinschaftlich wird. Wenn dies so gemacht wird, kann die Anzahl der Anschlußflächen nochmals verringert werden. Durch eine geeignete Auswahl der Zeitpunkte, können die zwei Sensoren und Temperaturerhaltungsheizkörper separat betrieben werden. In diesem Beispiel ist das Erdungskabel gemeinschaftlich, jedoch kann die Versorgungsseite gemeinschaftlich gemacht werden, während die Erdungsseiten getrennt voneinander erzeugt werden. In diesem Fall sind Schalter in den Erdungsleitungen zum Regelsystem vorgesehen, wobei die Schalter wahlweise geschlossen oder geöffnet werden, um die Temperatursensoren 2 und die Temperaturerhaltungsheizkörper 8 in selektiver Weise zu betreiben oder zu erregen. Die Figuren 16C und 16D zeigen zusätzliche Weiterentwicklungen. In der Figur 16C, sind die für die linken und rechten Temperatursensoren gedruckten Erdungskabel 2B gemeinschaftlich hergestellt, wobei eine einzelne Elektrodenanschlußfläche 2G' vorgesehen ist. In der Figur 16D ist die für die Temperaturerhaltungsheizkörper 8 gedruckte Erdungsverkabelung 8G gemeinschaftlich ausgebildet, wobei eine einzelne Elektrodenanschlußfläche 8G' hierfür ausgebildet ist. Die Zahl der Elektrodenanschlußflächen kann durch eines zum Vergleich mit der Struktur gemäß der Figur 16B reduziert werden. Die linken und rechten Temperatursensoren 2 und die Temperaturerhaltungsheizkörper 8 können gleichzeitig betrieben werden oder können separat voneinander zu unterschiedlichen Zeitpunkten betrieben werden. In den Beispielen, wie sie vorstehend in Verbindung mit der Figur 16A beschrieben wurden, sind die Leistungsversorgungsseiten gemeinschaftlich ausgebildet, während die Erdungsseiten separat ausgebildet sind. In diesem Fall also werden Schalter in den Erdungsleitungen zu dem Regelsystem vorgesehen. Die Schalter werden in geeigneter Weise geschlossen und geöffnet, um wahlweise die linken und rechten Temperatursensoren und die Temperaturerhaltungsheizkörper zu betreiben oder zu erregen. In einer Konstruktion der Heizplatte kann die Struktur gemäß der Figur 16C mit einer gemeinschaftlichen gedruckten Verkabelung für die linken und rechten Temperatursensoren 2 jeder Seite und die Struktur gemäß der Figur 16D mit einer gemeinschaftlich gedruckten Verkabelung für die Temperaturerhaltungsheizkörper 8 jeder Seite miteinander kombiniert werden. Desweiteren können mit Blick auf die Struktur gemäß der Figur 16C die Temperaturerhaltungsheizkörper 8 und die Verkabelung außerhalb der Heizplatte angeordnet sein. Mit Blick auf die Struktur gemäß der Figur 16D können die Temperatursensoren 2 und deren Verkabelung außerhalb der Heizplatte ausgebildet sein.
Die in Verbindung mit den Figuren 15 bis 16D beschriebenen Ausführungsbeispiele sind anwendbar, wenn eine Anzahl von Funktionselementen mit einer Funktion oder Funktionen unterschiedlich zu jener der ausstoßenergieerzeugenden Elemente auf dem gleichen Substrat ausgebildet sind, wie die ausstoßenergieerzeugenden Elemente. Als ein Beispiel eines anderen Funktionselements ist ein Peletiereffektelement oder ähnliches zur Kühlung der Heizplatte zu nennen. In dem vorstehend beschriebenen Aufzeichnungskopf sind die elektrothermischen Transduktorelemente und andere mit diesen in Verbindung stehenden Funktionselementen in hoher Dichte angeordnet, wodurch die Hitze, welche in dem Matrizenverkabelungsabschnitt und dem Diodenabschnitt erzeugt wird, gespeichert oder übertragen. Bezüglich der Figuren 17 und 22 wird ein Ausführungsbeispiel gezeigt, welches in vorteilhafter Weise diese Hitze dazu verwendet, die Flüssigkeit vorläufig zu erhitzen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Bereich, in dem die elektrothermischen Transduktorelemente angeordnet sind und der Bereich, in dem die Funktionselemente angeordnet sind, voneinander getrennt, wobei die Tintenkammer ausgedehnt wird, um den Matrizenverkabelungsabschnitt außer dem Abschnitt, wo die elektrothermischen Transduktoren auf dem Substrat angeordnet sind zu überdecken und zumindest ein Teil des Abschnitts, wo die Funktionselemente angeordnet sind zu überdecken, wodurch der Einfluß der durch die elektrothermischen Transduktoren erzeugten Hitze auf die Funktionselemente abgeschwächt wird. Auf dem Substrat sind die elektrothermischen Transduktorelemente, die Verkabelung und die Funktionselemente in der Reihenfolge bezeichnend von einem Ende angeordnet, wobei die gemeinsame Tintenkammer (gemeinsam für die jeweiligen Ausstoßdüsen) über die elektrothermischen Transduktorelemente hinaus sich erstreckt. Die gemeinsame Kammer ist desweiteren vorzugsweise unmittelbar vor dem Bereich ausgedehnt, wo die Funktionselemente angeordnet sind. Mit dieser Struktur wird der Einfluß auf die Funktionselemente durch einen Teil der durch die elektrothermischen Transduktoren erzeugten Hitze reduziert, wobei die Wärmeansammlung in einem Aufzeichnungskopf durch die Hitze durch die Wärmeabsorbtion durch die Tinte und die Wärmeabgabe durch den Ausstoß der Tinte reduziert wird. Bezüglich der Figuren 17 und 18 wird eine Explosionsperspektivenansicht und einen Längsquerschnitt des Aufzeichnungskopfs gemäß diesem Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Heizplatte, welche generell durch ein Bezugszeichen 101 gekennzeichnet ist, ist mit nicht gezeigten Temperaturerhaltungsheizkörpern und Temperaturerfassungssensoren versehen, wie sie vorstehend beschrieben worden sind. Er hat ein Substrat bzw. einen Träger 102, einen Tintenausstoßauslaß 103, elektrothermische Transduktorelemente für die Erzeugung von Wärme, welche für die Ausbildung von bubbels in der darin enthaltenen Flüssigkeit erforderlich ist, eine Verkabelungselektrode 105, wäremeerzeugende Widerstände 106, eine Matrizenverkabelung 107, eine Treiberschaltung 108, die eine Anzahl von Funktionselementen hat, welche in einem Feld angeordnet sind, Elektrodenanschlußflächen 109, eine obere Platte 110, Tintenkanäle 111, eine gemeinsame Tintenkammer für alle Tintenkanäle und eine Tintenversorgungsöffnung oder Öffnungen 113. Wie aus dieser Figur zu entnehmen ist, ist der Aufzeichnungskopf durch Verbinden der Heizplatte 101 und der oberen Platte 110 ausgebildet, die Heizplatte 101 ist im wesentlichen durch den elektrothermischen Transduktor ausmachenden Abschnitt 114 gebildet, wobei eine Anzahl von elektrothermischen Transduktorelementen 104 in einem Feld angeordnet sind, ein Treiberschaltungsabschnitt 108, der die Funktionselemente beinhaltet, für die jeweiligen elektrothermischen Transduktorelemente 104 vorgesehen ist, und ein Matrizenverkabelungsabschnitt 107, wobei die Verkabelung in der Form einer Matrize die Verbindung zwischen jedem der elektrothermischen Transduktorelemente 104 und einer entsprechenden Treiberschaltung 108 errichtet. Diese Abschnitte werden auf einem Substrat 102 ausgebildet, welches aus Silikon oder ähnlichem gefertigt ist. Die obere Platte 110 ist mit einer entsprechenden Anzahl von Nuten und einem gemeinsamen Rücksprung versehen, der mit allen Nuten verbunden ist, die vorbestimmte Konfigurationen und Abmessungen aufweisen, um Tintenkanäle 111 auszubilden, um Tinte zu dem das elektrothermische Transduktorelement ausmachenden Abschnitt und eine gemeinsame Tintenkammer 112 zu fördern. Die Nuten der oberen Platte sind in den gleichen Intervallen ausgebildet, wie jene der elektrothermischen Transduktorelemente 104. Durch diese Maßnahme werden die Heizplatte 101 und die obere Platte 110 so verbunden, daß die Nuten gegenüber den jeweiligen elektrothermischen Transduktorelementen 104 zu liegen kommen, wobei eine Anzahl von Tintenkanälen 111 mit einem wärmeeinwirkenden Abschnitt 115 an deren einem Teil und eine gemeinsame Tintenkammer 112 für die Zuführung der Tinte zu den Tintenkanälen 111 ausgebildet werden. An dem Oberteil der oberen Platte 110 ist ein Tintenversorgungsanschluß vorgesehen, der eine Tintenversorgung der gemeinsamen Kammer 112 erlaubt. Die elektrothermischen Transduktorelemente 104 auf der Heizplatte 101 umfassen eine gemeinsame Elektrode, welche gemeinschaftlich für alle Elemente ist, eine Elektrode 105, die an einen Kollektor des Transistors angeschlossen ist, um als das Funktionselement zu funktionieren, welches eine Treiberschaltung 108 bildet, sowie einen wärmeerzeugenden Widerstand 106, der zwischen der gemeinsamen Elektrode und der Elektrode 105 angeschlossen ist, um die Tinte mit Hitze zu beaufschlagen. Desweiteren ist eine elektrisch isolierende Schutzschicht (nicht gezeigt) über dem gesamten Oberflächenbereich des das elektrothermische Transduktorelement ausmachenden Abschnitts 114 vorgesehen, wobei eine Antikavitationsschicht (nicht gezeigt) darauf vorgesehen ist. In dem Treiberschaltungsabschnitt 108 sind Transistoren (Funktionelemente) in dem Oberflächenabschnitt des Substrats 102 angeordnet. In der vorstehend beschriebenen Struktur sind die elektrothermischen Transduktorelemente in selektiver Weise in Übereinstimmung mit den Signalen betrieben, welche zu den Funktionselementen des Treiberschaltungsabschnitts 108 in Übereinstimmung mit den Aufzeichnungsinformationen zugeführt werden, wobei im Ansprechen auf diese Signale die Tinte ausgestoßen wird. Auf der Heizplatte 101 sind die Ausstoßauslässe 103, der das elektrothermische Transduktorelement ausmachende Abschnitt 114, der Matrizenverkabelungsabschnitt 107, der Treiberschaltungsabschnitt 108 sowie die Elektrodenanschlußflächen vorgesehen, die in der von der Tintenausstoßseite bezeichnenden Reihenfolge angeordnet sind, wobei eine Struktur vorgesehen wird, in der die elektrothermischen Transduktorelemente und der Treiberschaltungsabschnitt voneinander getrennt sind. Infolge dieser Anordnung wird der Einfluß von der Hitze auf die Funktionselemente, die durch das elektrothermische Transduktorelement erzeugt wird verringert. Die gemeinsame Kammer 112 erstreckt sich zu dem Matrizenverkabelungsabschnitt, wobei die Tinte in der Kammer dazu benutzt wird, Hitzeansammlung in dem Aufzeichnungskopf wie nachfolgend noch beschrieben wird zu verringern. Wie zu verstehen ist, erstreckt sich die Tintenkammer zu dem hinteren Abschnitt des Matrizenverkabelungsabschnitts, und zu jenem, vor dem Treiberschaltungsabschnitt, wodurch die Menge an Tinte in der Tintenkammer ausreichend ist, einen Hitzeabgabeeffekt in einem solchen Maße zu erzielen, daß die Erhitzeransammlung auf der Heizplatte nicht einflußreich ist auf die jeweiligen Funktionselemente, wodurch die Aufzeichnung mit einer guten Aufzeichnungsqualität und mit einer hohen Zuverlässigkeit über einen langen Aufzeichnungszeitraum ausgeführt werden kann. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß kein zusätzliches Mittel für die Verringerung der Hitzeansammlung notwendig wird, wodurch die Herstellungskosten des Aufzeichnungskopfs nicht erhöht werden. Die Figuren 19A und 19B sind Schnittansichten, zur vergleichsweisen Darstellung des Hitzeansammlungsreduziereffekts, wenn die Größe der Tintenkammer unterschiedlich ist. In der Figur 19A ist die Tintenkammer kleiner als das vorstehend betriebene Ausführungsbeispiel. In dieser Struktur ist die Verringerung der Hitzeansammlung in dem Aufzeichnungskopf infolge der Hitze, welche durch die elektrothermischen Transduktorelemente erzeugt wird, manchmal unzureichend, wenn die Aufzeichnung über einen langen Zeitraum hinweg fortgesetzt wird, mit dem Ergebnis, daß die Funktionselemente in nachteiliger Weise durch die Hitze angegriffen werden und daß die Vorrichtung fehlerhaft betrieben werden kann. Aus diesem Grund ist diese Anordnung verwendbar in einer niedrig Geschwindigkeitsaufzeichnungsvorrichtung oder einer low class Aufzeichnungsvorrichtung. In der Figur 19B erstreckt sich die Tintenkammer weiter, um den Treiberschaltungsabschnitt zu überdecken. Mit dieser Struktur wird die Abschwächung der Hitzeansammlung und die Abgabewirkungen an Wärme ausreichend. Es sollte jedoch daran erinnert werden, daß in dem Treiberschaltungsabschnitt die Verkabelung mit hoher Dichte verkompliziert wird, wobei der Schritt, Abdeckung der Schutzschicht, schwierig wird, wodurch die Defekte der Schutzschicht leichter auftreten können, als bei den anderen Abschnitten. Aus diesem Grunde ist die gemäß der Figur 19B gezeigte Anordnung möglich ohne Probleme, wenn die Schutzschicht sehr gut ist. In dem Fall einer fehlenden Schutzschicht oder einer mit niedrigen Kosten hergestellten Schutzschicht jedoch, sollte man darauf achten, die Möglichkeit einer Kurzschlusses zu vermeiden, welcher zwischen den Elektroden durch die Tinte auftreten kann. Aus dem vorstehenden läßt sich entnehmen, daß die am meisten vorzugsweise Ausdehnung der Flüssigkeitskammer wie in der Figur 18 gezeigt wird ist. In der vorherstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels wurde das den Treiberschaltungsabschnitt bildender Funktionselement als ein Transistor mit einer Schaltfunktion beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist jedoch anwendbar für einen Fall, wo das Funktionselement ein Diodenfeld ausgerüstet mit einem Signalverstärkermittel, erzeugt durch ein bekanntes Verfahren ist. Die Figur 20 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei die Anordnung unter Berücksichtigung der Temperatur und der thermischen Bedingungen des Aufzeichnungskopfs bestimmt wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Diodensensor anstelle des Temperatursensors 2 gemäß der Figur 9A verwendet. Ein schraffierter Bereich 110 ist der Bereich, wo die gemeinschaftliche Kammer mit dem Substrat 1 in Kontakt ist, insbesondere entspricht er einem Querschnitt einer vertikalen (senkrecht zur Zeichnungsebene) Wand der gemeinschaftlichen Kammer. Eine Gruppe 3G von flüssigkeitsausstoßenden, thermischer Energie erzeugenden Elementen wird in diesem Ausführungsbeispiel durch acht elektrothermische Transduktoren gebildet, wobei deren acht Gruppen in dem Ausstoßerhitzerbereich 3 angeordnet sind, so daß 64 elektrothermische Transduktorelemente in diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden. Ein Treiberdiodenschaltungsabschnitt 624G ist zum Zwecke eines Zeitaufteilungsantriebs der 64 elektrothermischen Transduktoren vorgesehen, in welches eine Diode jeweils einem der elektrothermischen Transduktoren entspricht. Die Verkabelung ist in dieser Figur nicht gezeigt, sie ist jedoch ähnlich zu jener gemäß der Figur 17. In der Figur werden acht horizontale elektrische Leitungen gezeigt, welche ein horizontaler Teil der Matrizenverkabelung gemäß der Figur 17 sind. An die erste Leitung (1) sind die am weitesten links angeordneten elektrothermischen Transduktoren von acht Gruppen 3G angeschlossen, an die zweite Leitung ist der zweite von den linken Transduktoren der acht Gruppen 3G angeschlossen, wobei die dritte bis achte Leitung in ähnlicher Weise angeschlossen sind. Die Kontakte sind teilweise in dieser Figur durch die Bezugszeichen 105c gekennzeichnet. In einem durch das Bezugszeichen 109G gekennzeichneten Bereich sind eine Anzahl von Anschlußflächen mit einer Struktur wie eines derjenigen, gemäß der Figuren 16A, 16B, 16C, 16D und 17 angeordnet. Bezüglich des Kontaktbereichs 110 ist die Innenseite der vertikalen Wand so angeordnet, daß sie den Ausstoßerhitzerbereich 3 umschließt. Der Kontaktbereich 1 10 wird in der Mitte durch einen Parallelabschnitt gebildet, welcher parallel ist zu den zentralen elektrothermischen Transduktoren 32 in dem Ausstoßerhitzerbereich 3, wobei sich Seitenabschnitte zum Anschlußflächenbereich 109 erstrecken, und geneigte Abschnitte die zwei vorstehend genannten Abschnitte in einem Winkel verbinden. Folglich überdeckt die gemeinsame Kammer, welche durch den Kontaktbereich 110 definiert ist, den größten Teil des Matrizenverkabelungsabschnitts 107. Der Rest des Verkabelungsabschnitts 107 ist unter dem Kontaktbereich 110 (Querschnitt der vertikalen Wand), wodurch die durch den gesamten Verkabelungsabschnitt 107 erzeugte Hitze im wesentlichen durch die gemeinsame Kammer und die darin enthaltene Flüssigkeit absorbiert wird, so daß die vorteilhaften Wirkungen der Anordnung gemäß der Figur 18 erreicht werden. Die Wand der gemeinsamen Kammer ist im allgemeinen aus synthetischem Harzmaterial oder Glas (SiO&sub2;) gefertigt, wodurch der Überdeckungseffekt auf den Kontaktbereich 110 verbessert wird. Die vertikale Wand wird durch Aufbringen von Bindemittel von der Außenseite der Wand aus verbunden, wobei es sich bestätigt hat, daß obgleich eine geringe Menge an Flüssigkeit in den unvermeidbaren Spalt zwischen dem Boden der vertikalen Wand und dem Oberteil des Substrates eindringt, keine elektrische Lekage auftritt (das Bindemittel, welches von außerhalb der vertikalen Wand aufgetragen wird, würde sich nicht vollständig zu der Innenseite der vertikalen Wand erstrecken), wobei die gleichen Effekte wie in der Anordnung gemäß der Figur 18 erreicht wurden.
Gemäß der Figur 20 sind die Dioden-Temperatursensoren und die Substraterhitzer 8 in dem Substrat 1 eingebaut, wodurch eine korrekte Temperaturerfassung und eine effiziente Erhitzung gewährleistet wird. In diesem Ausführungsbeispiel sind diese Elemente teilweise vom Kontaktbereich 110 zwischen der gemeinsamen Kammer und dem Substrat überlappt, wobei sie jedoch als ganzes sich außerhalb der gemeinsamen Kammer befinden. D.h., daß die Flüssigkeit nicht oberhalb dieser Elemente existiert, so daß diese Elemente im wesentlichen auf dem Substrat einwirken. Es ist hinzuzufügen, daß dann, wenn zumindest einer der Temperatursensoren und der Substraterhitzer dieser Lagebeziehung entsprechen, die entsprechenden vorteilhaften Wirkungen erzielt werden. Bezüglich der Figur 21 ist jeder Sensor 2 und jeder Erhitzer 8 innerhalb der laminierten Struktur des Substrats, so daß sie durch ihre obere und unter Wärmeisolationsschichten überdeckt werden, wodurch die Temperaturmessung und die Erhitzungsvorgänge nicht gestört werden. Bezüglich der Figur 20 hat die gemeinsame Kammer eine derartige Konfiguration, daß die Quantität an Flüssigkeit entsprechend der zentralen elektrothermischen Transduktoren und dem Matrizenverkabelungsabschnitt größer ist als jene an den beiden Seiten, so daß die Wärmeübertragung von dem Zentralabschnitt aus verbessert werden kann. An den Seitenabschnitten ist auf der anderen Seite die Quantität an Flüssigkeit relativ klein (die Distanz von dem Transduktorelement und der Innenseite der vertikalen Wand der gemeinsamen Kammer ist verhältnismäßig klein), die Temperaturerhöhungsrate durch den Erhitzer 8 wird verbessert. Aus diesem Grunde ist diese Anordnung insbesondere effektiv, wenn sie mit der Wärmeregelung verwendet wird, welche in Verbindung mit den Figuren 28 bis 40 beschrieben wird. Die Zahl der elektrothermischen Transduktorelemente in einer Gruppe und die Zahl der Gruppen können wie aus der Figur 20 zu entnehmen ist erhöht werden. Mit erneutem Bezug auf die Figur 21 zeigt deren linker Teil (A) die laminierte Struktur der elektrothermischen Transduktoren im einzelnen (effektiv zur Ausbildung eines bubbels durch Filmsieden) des Ausstoßerhitzerbereichs 3 und den Substraterhitzer 8 für das Erhitzen des Substrates 1, und der rechte Abschnitt (B) zeigt die laminierte Struktur eines jeden der Diodensensoren 2 gemäß der Figur 20 und eines jeden der Dioden in dem Treiberdiodenschaltungsabschnitt 624G. Wie aus dieser Figur zu entnehmen ist, hat das Substrat 1 drei Schichten, nämlich eine erste Isolationsschicht 203, eine zweite Isolationsschicht 201 und eine dritte Isolationsschicht 200, die aus einem elektrischen Isolationsmaterial wie beispielsweise SiO&sub2; auf einer Si Materialfilmschicht gefertigt ist, welche als die Grundlage dient. Die Dicke dieser Schichten T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; erfüllen die Bedingung T&sub1; > T&sub2; > T&sub3;, wobei die Gesamtdicke 2,0 bis 4,5 um beträgt. In dem Bereich A ist die elektrische Widerstandsschicht HfB&sub2; eine Widerstandsschicht für den Ausstoßerhitzer 5 oder den substraterhitzenden Erhitzer 8. Auf der Widerstandsschicht HfB&sub2; ist ein Paar von Aluminiumelektroden A1 montiert, um elektrische Signale daran anzulegen. Das Paar von Elektroden kann eine Schicht unter der Widerstandsschicht sein. In jedem Fall sind das Paar von Elektroden A1 und die Widerstandsschicht HfB&sub2; zwischen der zweiten Isolationsschicht 201 und der dritten Isolationsschicht 200 sandwichartig angeordnet, so daß die dort erzeugte Hitze auf beide Schichten 200 und 201 übertragen wird. Mit Bezug auf den Ausstoßerhitzer 5 ist die thermische Übertragung auf die untere Schicht 201 dazu bestimmt, in effizienter Weise ein Filmsieden in der Flüssigkeit (Tinte) auf der Schicht 200 durch die thermische Energie zu erzeugen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Erhitzer 8 auf der Schicht 201 angeordnet, wobei die thermische Energie in geeigneter Weise zu der Schicht 201 gefördert wird, wodurch die thermische Verteilung auf eine gewünschte Weise stabilisiert wird. Die Erhitzer 5 und 8 können in der gleichen Struktur und durch den gleichen Filmablagerungsprozeß an einer gewünschten Position erzeugt werden, wodurch die vorstehend genannten vorteilhaften Wirkungen gewährleistet werden. Die Struktur der im (B)- Teil gemäß der Figur 21 gezeigten Diode ist gleich zu der Schaltdiode 624, die an den Ausstoßerhitzer 5 und an einen unabhängigen Diodensensore 2 angeschlossen ist. Die Diode ist unter der zweiten und dritten Isolationsschicht 201 und 200 angeordnet, um die Si Basisschicht und ein dünner Abschnitt (Dicke beträgt T&sub4;, welches kleiner ist als T&sub1;) der ersten Isolationsschicht 203 zu verwenden. Da die Isolationsschichten 201 und 200 sich über der Sensordiode befinden, kann er die Temperatur der Si Basisschicht im wesentlichen ohne thermischer Beeinflussung durch die Umgebungszustände umfassen. Aus diesem Grund spricht der Diodensensor in linearer Weise selbst auf eine geringe Temperaturänderung an. Wenn der Temperatursensor durch einen Temperatursensor eines Elektrodentyps gemäß vorstehender Beschreibung in Bezug auf die Figuren 1B und die Figur 9B gebildet wird, bildet die Elektrode A1 in dem Teil (A) den Sensor und die zweite Isolationsschicht, so daß eine korrekte Erfassung möglich wird. In jedem Fall enthält der Temperatursensor die gesamte oder einen Teil der Struktur der elektrothermischen Transduktoren und der Schaltdiode oder des Transistors, welche bereits in dem Substrat enthalten sind, wodurch eine exzellente Temperaturerfassung erreicht wird. Wenn der A1 Temperatursensor und die Diode oder der Transistorsensor verglichen werden, ist der letzter dahingehend vorteilhaft, daß er näher zu der Si Basisschicht des Substrates liegt, vom Standpunkt der Herstellungsvereinfachung und der Regelwirkung.
Die Temperaturerfassung unter Verwendung der Diode wird im folgenden Beschrieben. Eine Diode zeigt einen Vorwärtsspannungsabfall VF. Für gewöhnlich ist der Vorwärtsspannungsabfall VF von der Temperatur abhängig, wobei er sich mit der Temperatur ändert. Unter Nutzung dieser Änderung kann die Temperaturänderung erfaßt werden.
Der Vorwärtsspannungsabfall VF ist desweiteren von der Dichte des Stromes abhängig, welcher durch die Diode strömt. Falls der Strom konstant ist, ist der Vorwärtsspannungsabfall der Diode 34 lediglich von der Temperatur abhängig. Es existiert die folgende Beziehung zwischen dem Spannungsabfall VF und der Temperatur:
VF = (KT/g)ln(IF/IS) ...(1)
wobei K eine Wellenanzahl ist, und q eine elektrische Ladung, wobei diese Werte konstant sind; und IS eine Stromkonstante ist, die durch einen Bereich der p-n Verbindung geschaffen wird, IF der Vorwärtsstrom ist und T die absolute Temperatur ist. Aus diesem Grund ist der Vorwärtsstrom IF der Diode fest, wobei der Vorwärtsspannungsabfall VF eine Funktion lediglich von der Temperatur T ist, d.h.:
VF = cT ...(2)
c = (K/g)ln(IF/IS)
Figur 22 zeigt einen Aufzeichnungskopf, der die gemeinschaftliche Kammer mit der gleichen Struktur hat, die vorstehend in Verbindung mit den Figuren 17 bis 20 beschrieben wurde. Auf einem Basisbauteil 620 sind ein Erhitzerabschnitt 601, welcher elektrothermische Transduktorelemente hat, ein Matrizenverkabelungsabschnitt 630 und ein Diodenabschnitt 624 (Funktionselemente) ausgebildet. Das Basisbauteil 620 in diesem Ausführungsbeispiel ist aus einem n-Typsilikon gefertigt. Das Basisbauteil 620 kann aus einem p-typischen Silikonsubstrat oder einem n-Typsilikonsubstrat gefertigt sein, auf welches eine p-Typ- oder eine n-Typbeschichtung durch Epitaxie ausgebildet ist, oder kann aus einem p-Typ- Silikonsubstrat gefertigt sein, auf der eine p-Typ- oder eine n-Typbeschichtung durch Epitaxie ausgebildet ist.
Bei dem Basisbauteil 620 ist für den Bereich, in welchem der Erhitzerabschnitt 601, der Matrizenverkabelungsabschnitt 630 und der Diodenabschnitt 624 ausgebildet sind, es gewünscht, daß er einen hohen Widerstand unter Beachtung der Haltbarkeit auf die Treiberspannung für den Erhitzerabschnitt 601 hat. Wenn der Bereich durch Epitaxie ausgebildet wird, kann der elektrische Widerstand (Widerstandswert) beispielsweise durch Regelung der Menge an darin enthaltenen Fremdstoffen verändert werden. Die Fremdstoffe sind beispielsweise diese Materialien, welche der dritten Gruppe der Periodentafel angehören, wie beispielsweise B oder oder Ga, falls ein p- Tpy gewünscht wird, oder jene Materialien, welche der fünften Gruppe der Periodentafel angehören, wie beispielsweise P oder As, falls ein n-Tpy gewünscht wird. Der Fremdstoffgehalt beträgt vorzugsweise 1.10¹² - 1x10 cm&supmin;³, desweiteren vorzugsweise 1x10¹² - 1x10¹&sup5;. Das Material der Wärmeansammlungsschicht 603-1 und 602-2 unterhalb des Erhitzers 601 wird in geeigneter Weise von den Materialien ausgewählt, welche gute Wärmespeicherungsund Isolationseigenschaften zeigen. Die Beispiele von verwendbaren Materialien sind Oxide von Silikon, Titan, Vanadium, Niobium, Molybdän, Tantal, Tungsten, Chrom, Zirkonium, Hafnium, Lanthanum, Yttrium, Mangan, Aluminium, Kalzium, Strontium, Barium, Hochwiderstandsnitride von Silikon, Aluminium, Boron und Tantal. Zusätzlich zu diesen anorganischen Materialien, sind organische Materialien verwendbar, wie beispielsweise Epoxyd-Harzmaterial, Silikon-Harzmaterial, Flur-Harzmaterial, Polymide, Polyethylen-Terephtal oder photosensitives Harzmaterial. Sie werden in eine einfache oder eine Anzahl von Schichten ausgebildet. Unter diesen ist ein Silikonoxid (SiO&sub2;, zum Beispiel) oder ein Silikonnitrid (Si&sub3;N&sub4;, zum Beispiel) vorteilhaft. Der Erhitzer 601 ist aus einer gemusterten Struktur, die eine wärmeerzeugende Widerstandsschicht und ein Paar von Elektroden hat, wobei er auf der Isolationsschicht ausgebildet ist. Die Anzahl an wärmeerzeugenden Schichten entspricht der Anzahl an Bildelementen, welche aufgezeichnet werden, wobei sie beispielsweise gleich der Anzahl von Ausstoßöffnungen ist (N x M; N und M sind Integer-Zahlen nicht kleiner als 2).
Die Beispiele für Materialien, welche für die wärmeerzeugende Widerstandsschicht verwendbar sind, sind beispielsweise Tantal, Nichrom, Hafnium, Lanthanum, Zirkonium, Titan, Tungsten, Aluminium, Molybdän, Niobium, Chrom oder Palladium, eine Legierung von diesen oder ein Borid von diesen. Der Matrizenverkabelungsabschnitt 630 hat N Gemeinschaftssignal-Auswahlleitungen 602-3, die auf der Hitzespeicherungsschicht 603-1 aufbildet sind, eine Wärmespeicherungsschicht 603-2 die auf den N-gemeinsamen Signalauswahlleitungen 602-3 ausgebildet ist und als eine Isolationsschicht zwischen den Schichten funktioniert, NxM individuelle Signalleitungen 602-1 und NxM individuelle Signalauswahlleitungen 602-2, die auf der Isolationsschicht 603-2 ausgebildet sind. Er besitzt eine Multischichtverkabelungsstruktur. Die individuelle Signalauswahlleitung 602-2 ist an eine der Elektroden einer der elektrothermischen Transduktorelemente angeschlossen, wobei sie an eine der gemeinsamen Signalauswahlleitungen 602-3 durch das Kontaktloch angeschlossen ist, welches in der Wärmespeicherungsschicht 603-2 ausgebildet wird. Die individuelle Signalleitung 602-1 ist an die andere Elektrode der einen der elektrothermischen Transduktoren angeschlossen und ist an einer Anodenelektrode des Diodenabschnitts durch das Kontaktloch angeschlossen, welches in der Wärmespeicherungsschicht 603-2 ausgebildet ist. Durch eine dreidimensionale Anordnung der Überbrückungsleitungen, kann der durch die Verkabelung in Anspruch genommene Bereich verkleinert werden. Die gleiche Anzahl wie die Anzahl der Erhitzer 601 (NxM) an Dioden sind auf dem Basisbauteil 620 ausgebildet. In dieser Beschreibung wird ein Element als "auf der Basisbauteil oder Substrat ausgebildet oder erzeugt" selbst dann bezeichnet, wenn es innerhalb des Basisbauteils oder Substrates ausgebildet ist. Durch eine derartige Anordnung wird vermieden, daß dann, wenn eines der N-Gruppen ausgewählt wird, der elektrische Strom in fehlerhafter Weise durch den Erhitzer in die Gruppe fließt, welche nicht betrieben werden soll. Jede Diode dieses Ausführungsbeispiels hat einen p-Typ-Hochwiderstandsbereich (p-Bereich) 621, der einen niedrigen Fremdstoffgehalt hat, einen p-Typ Nieder-Widerstandsbereich (p&spplus;Bereich) 622, der in dem p-Bereich 621 vorgesehen ist, in ohmschen Kontakt mit der Anodenelektrode 602-c ist und einen hohen Gehalt an Fremdstoffen hat. Diese Bereiche bilden einen Anodenbereich. Jede Diode hat desweiteren einen n-Typ Niedrig-Widerstandsbereich (n&spplus;-Bereich) 623, der in dem p- Bereich 621 vorgesehen ist, einen hohen Gehalt an Fremdstoffen hat und als ein Kathodenbereich funktioniert. Diese Bereiche bilden eine Einheitszelle. Die Polarität jeder Diode wird bestimmt durch die polarität der Signale, welche an den Erhitzer 601 angelegt werden, wobei es ausreichend ist, wenn sie eine gleichgerichtete Eigenschaft zeigt. In der Anordnung gemäß der Figur 22, ist der Matrizenverkabelungsabschnitt 630 zwischen dem Erhitzerabschnitt 601 und dem Diodenabschnitt 624 angeordnet (Funktionselementabschnitt), wodurch die Distanz zwischen dem Erhitzerabschnitt und dem Diodenabschnitt in geeigneter Weise bestimmt werden kann, um einen Einfluß von Hitze zu vermeiden. In der Dickenrichtung des Substrats wird die Wärmespeicherschicht als die elektrische Isolationsschicht zwischen den Schichten in dem Matrizenverkabelungsabschnitt verwendet, wodurch sie durch den gleichen Prozeß erzeugt werden können, so daß die gesamte Schichtstruktur nicht verkompliziert wird. Da zusätzlich die Metallverkabelung (Leitungsschicht) zwischen den Schichten von dem wärmeerzeugenden Bereich (die wärmeerzeugende Widerstandsschicht) bis zu der Diode existieren, wird die Hitze in geeigneter Weise und gleichmäßig verbreitet, wodurch die Wärmeübertragungscharakteristiken gut werden. Zusätzlich wird die untere Schichtverkabelung des Matrizenverkabelungsabschnitt in der Wärmespeicherungsschicht ausgebildet, so daß die Wärme beaufschlagende Oberfläche d.h., die Oberfläche, welche den Tintenkanal bildet in geringerer Weise abgestuft ist, d.h., glatter ist, so daß ein einfachereres Ausgestalten des Kanals ermöglicht wird. Die effiziente Verwendung des Bereichs auf dem teueren Monokrystallinen-Silikonsubstrat fördert die Verringerung der Baugröße des Aufzeichnungskopfs, die Vereinfachung der Struktur und die Verringerung der Herstellungskosten. Auf der Oberfläche des Basisbauteils, welches den Erhitzerabschnitt, den Matrizenverkabelungsabschnitt und den Diodenabschnitt umfaßt, ist eine Schutzschicht 604 ausgebildet, welche eine gute elektrische Isolationseigenschaft und eine gute thermische Konduktivität aufweist. Auf der Schutzschicht 604 angrenzend an den Erhitzer 601 ist eine Antikavitationsschicht 608 vorgesehen. In ähnlicher Weise ist oberhalb des Matrizenverkabelungsabschnitts und des Diodenabschnitts eine obere Schicht 607 vorgesehen. Die Materialien der Schutzschicht 604 und der oberen Schicht 607 können die gleichen sein, wie jene für die Wärmespeicherschicht. Bei Verwendung unterschiedlicher Materialien für die Schutzschicht 604 gegenüber der oberen Schicht 607, wird eine Funktionstrennung erreicht. Beispiele für Materialien, welche für die Antikavitationsschicht 608 verwendbar sind, sind Materialien wie beispielsweise Ti, Zr, Hf, Ta, V, Nb, Cr, Mo, W, Fe, Co, Ni, Legierungen von diesen, oder Karbide, Boride, Silizide oder Nitride von diesen Materialien.
Mit Bezug auf die Figuren 23A, 23B und 24 wird ein weiteres Beispiel des Temperatursensors 2 gezeigt, wobei eine Anzahl von Dioden in Serie geschaltet sind. In der Figur 23A hat der Temperatursensor 5 der Dioden gemäß der Figur 21. Aluminiumelektroden sind zwischen dem p-Bereich und dem n- Bereich der Dioden 624a - 624d angeschlossen, um eine serielle Verbindung zwischen diesen Dioden zu schaffen, wobei die Kontakte für die exterenen Leitungen hergestellt werden. Eine Isolationsschicht 203 ist aus SiO&sub2; gefertigt und ist auf der Oberseite des Aufzeichnungskopfsubstrats 1 ausgebildet, um eine elektrische Isolation unter den Elektroden zu bewirken. Wie hieraus zu entnehmen ist, sind die fünf Dioden 624a - 624d durch die Aluminiumelektroden 105 in Serie miteinander verbunden. Die Figur 23B zeigt eine äquivalente Schaltung von der Anordnung gemäß der Figur 23A. Wie aus dieser Figur zu entnehmen ist, ist der gesamte Vorwärtsspannungsabfall VF V&sub1; - V&sub2; = VFa + VFb + VFc + VFd + VFe, wobei VFa, VFb, VFc, VFd, und Ve Vorwärtsspannungsabfälle durch die Diode 3a, 3b, 3c, 3d und 3e jeweils sind. Die Figur 24 zeigt die Messungsergebnisse der Temperaturänderung auf der Basis des Vorwärtsspannungsabfalls VF, wenn der vorstehend beschriebene Temperatursensor in dem Aufzeichnungskopf eingesetzt ist. Wenn die Temperatur des Aufzeichnungskopfs wie aus dieser Figur zu entnehmen ist, innerhalb des Bereichs zwischen 0 - -50 ºC variiert, dann verändert sich der Spannungsabfall VF zwischen 3,0 - 2,5 V, d.h, die Spannungsänderung ist so groß wie 0,5 V. Folglich schafft die Verwendung einer Mehrzahl von Dioden, welche in Serie zueinander geschaltet sind, eine größere Spannungsänderung. Die Figur 25 zeigt die Prozeßschritte für die Herstellung des Diodenfeldes gemäß der Figur 23A auf einen n-Typ- Silikonsubstrat, obgleich lediglich eine Diode in dieser Figur gezeigt wird. In Schritt 2 wird eine Isolationsschicht 92 aus SiO&sub2; auf dem n-Typ-Silikonsubstrat 23 ausgebildet. In den Schritten (3), (4) und (5) wird eine gutverteilte p-Schicht 93 durch Verwendung einer Widerstandsnachbildungstechnik gedopt, wobei eine p&spplus; Schicht 94 und eine n&spplus; Schicht 95 in der p-Schicht 93 gedopt wird. Im Schritt (6) wird eine Isolationsschicht 96 auf dem so erzeugten Halbleiter nachgebildet. In dem letzen Schritten (7) wird die Aluminiumelektrodenverkabelung 105 nachgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel werden fünf Dioden ausgewählt, wobei jedoch die Anzahl der Elektroden nicht beschränkt ist. Durch Verbindung zwei oder mehrerer Elektroden, kann entsprechend die Erfassungsgenauigkeit verbessert werden. Die Figur 26 ist eine Perspektivenansicht, einer Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfs 500 der Kartuschenart, der einen Aufzeichnungskopf und einen Tintencontainer als eine Einheit beinhaltet. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Substrat 501 (Silikonbasisplatte 501) mit zahlreichen Elementen 502 mit einer oberen Platte 502 integral gebildet, um zusammen mit dem Substrat 510 Flüssigkeitskanäle und eine gemeinsame Kammer in einer Einheit auszubilden. Die Einheit ist in der Kartusche befestigt, wodurch die Anschlußflächen des Substrats für die elektrische Verbindung mit den entsprechenden Anschlußflächen der Kartusche verbunden werden. Die Kartusche ist mit den Eingangskontakten 504 verkabelt, welche in einem Rücksprung der Kartusche ausgebildet sind. Das Bezugszeichen 505 kennzeichnet den Bereich, in dem thermische Energie durch die elektrothermischen Transduktoren einwirkt und 503 kennzeichnet die Gruppe von Flüssigkeitsauslässen. Mit Bezug auf die Figur 27 ist die Kartusche 500 des Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopfs gemäß der Figur 26 in einer Aufzeichnungs- oder Druckervorrichtung montiert. Die Vorrichtung hat wie in dieser Figur gezeigt wird einen Schlitten 50, eine Schlittenführungsschiene 51, ein flexibles Kabel 53 für die Zuführung elektrischer Signale und Spannungen von der Hauptmontagegruppe der Aufzeichnungsvorrichtung, eine Abdeckeinrichtung 54, eine Kappe 55, ein Ansaugrohr 56, eine Ansaugpumpe 57, eine Schreibwalze 52. Das Bezugszeichen P bezeichnet ein Aufzeichnungspapier. Durch die Tatsache, daß die Kopfkartusche 500 an einer Stelle auf dem Schlitten 50 montiert ist, wird die mechanische Positionierung erreicht und desweiteren die elektrische Verbindung zwischen den Eingangskontakten 504 und den entsprechenden Kontakten auf dem Schlitten 50 hergestellt. Der Schlitten 50 wird durch ein nicht gezeigtes Antriebsmittel entlang der Schiene 51 hin- und her bewegt.
Die Beschreibung richtet sich nunmehr auf ein Beispiel eines Wiederherstellungsbetriebs im Ansprechen auf die Erfassung, welche vorstehend in Verbindung mit den Figuren 1A und 1B beschrieben wurde. Es wird auch auf die Figur 27 Bezug genommen. Das Abdeckmittel 54 hat die Kappe 55, welche automatisch den Flüssigkeitsausstoßauslaß der Kopfkartusche durch die Kappe 55 abdeckt, wenn die Kopfkartusche 500 durch die Bewegung des Schlittens 50 in einer Abdeckposition kommt. Wenn in diesem abgedeckten Zustand die Saugpumpe 57 betrieben wird, wird die Tinte durch die Ausstoßauslässe der Kopfkartusche 500 gesaugt, wobei die angesaugte Tinte in ein Ansaugrohr 56 strömt, wodurch die Funktion der Kopfkartusche wieder hergestellt oder beibehalten wird. Die Struktur der Kopfkartusche ist nicht auf jene beschränkt, welche den Tintencontainer in dieser Weise aufweist, sondern der Aufzeichnungskopf kann auf einfache Weise auf dem Schlitten 702 befestigt werden, wobei die Tinte von dem Tintencontainer durch ein Tintenversorgungsrohr zugeführt wird. Andere Modifikationen sind möglich. Die Abdeckeinrichtung funktioniert, um Tinte anzusaugen, jedoch ist dieses nicht darauf beschränkt, und kann von einer anderen Struktur sein, falls sie die Funktion des Kopfes und dessen Befreiung von Ausstoßfehlern oder ungeeignetem Ausstoß aufrechterhalten kann. Eine Abdeckeinrichtung ist nicht immer notwendig. Um jedoch eine korrekte Aufzeichnung zu gewährleisten, ist eine Abdeckeinrichtung vorteilhaft. Mit Bezug auf die Figur 28 -40 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel im einzelnen mit Hinsicht auf die Temperaturmessung oder ähnlichem bei Verwendung des Aufzeichnungskopfs 500 gemäß vorstehender Beschreibung beschrieben. Unter Bezug auf die Figuren 28 - 30 wird die Referenztemperatur To, die in Verbindung mit den Figuren 3 und 5 beschrieben wurde auf 60 ºC gesetzt, wodurch die Bezugsspannung Vo festgesetzt wird, um die Temperatur gleich oder größer als 60 ºC zu erfassen. In dem normalen Aufzeichnungsmodus, worin die Tinte ausgestoßen wird, existiert eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Ausstoßleistung und der Rate VT der Temperaturänderung wie in der Figur 28 gezeigt wird. Bei der normalen Aufzeichnung ist es möglich eine Durchschnittsleistung für eine Einzeilen- Aufzeichnung auf der Basis der Informationen zu bestimmen, welche in einem Zeilenpuffer enthalten sind, welche die Daten für eine Zeile speichert. Wenn eine geeignete Tafel in einem ROM oder ähnlichem abgespeichert wird, kann die normale Temperaturänderung VT entsprechend der Durchschnittsleistung bestimmt werden. Anschließend wird das normale VT Niveau und der Output B (Figur 5) miteinander verglichen. Wenn der letztere größer ist als das 1,5fache des vorhergehenden (bei Betrachtung des möglichen Fehlers), wird die Fehlfunktion unterschieden. Im Ansprechen hierauf wird der Notfallbetrieb gestartet, welcher im nachfolgenden beschrieben wird.
Die CPU 110 ist in der Form eines Microcomputers, welcher desweiteren für die Hauptsteuerung verwendet wird. Ein Temperaturzustandserfassungsabschnitt 510 umfaßt die Temperaturerfassungsschaltung, welche in Verbindung mit den Figuren 3 und 5 beschrieben wurde. In der Struktur gemäß der Figur 3 wird das Fehlfunktionserfassungssignal erzeugt, wenn T ≥ 60 ºC ist. In der Struktur gemäß der Figur 5 wird die Temperaturänderungsrateninformation erzeugt. Ein ROM 520 speichert ein Programm für die Prozeßschritte, welche nachfolgend mit Bezug auf die Figur 30 beschrieben werden und Festinformationen wie beispielsweise die Tafel, welche die Information gemäß der Figur 28 representiert, wenn der Temperaturdetektor 510 in der Struktur gemäß der Figur 5 ausgebildet ist. Ein RAM 530 umfaßt ein Informationsbereich zur Speicherung einer Einseiten-Information welche aufgezeichnet werden soll oder für das Anordnen einer Einzeilen-Information und einen Arbeitsbereich, der für das Rechnen und Steuern verwendbar ist. Durch das Bezugszeichen 540 wird eine Ausstoßwiederherstellungseinrichtung gekennzeichnet, die für gewöhnlich außerhalb des Aufzeichnungsbereiches angeordnet ist. Sie kann den Ansaugemechanismus gemäß der Figur 27 oder ein Druckbeaufschlagungsmechanismus für die Beaufschlagung von Druck auf das Tintenzuführsystem des Aufzeichnungskopfs 500 enthalten, um Tinte auszulassen. Eine Alarmeinrichtung 550 kann eine Anzeige wie beispielsweise eine LED Anzeige enthalten oder eine Tonerzeugungseinrichtung wie beispielsweise eine Summe oder beides enthalten. Ein Hauptabtastmechanismus 560 funktioniert, um in abtastender Weise den Schlitten 50 während der Aufzeichnung zu bewegen. Er enthält eine Motor oder ähnliches. Ein Nebenabtastmechanismus 570 umfaßt ein Motor 20 für das Fördern des Aufzeichnungsmediums P. Bezüglich der Figur 30 werden im folgenden die Prozeßschritte des Betriebs der Einrichtung gemäß der Figur 29 beschrieben. Gemäß dieser Figur ist die Flußkarte (A) die im wesentlichen gesamte Prozeßkarte, wobei die Flußkarte (B) die Flußkarte für den Wiederherstellungsprozeß ist, der von geeigneten Schritten der Flußkarte (A) verwertbar ist.
Wenn gemäß der Flußkarte (A) die Aufzeichnungsinstruktion erzeugt wird, beispielsweise wird ein vorläufiger Ausstoßschritt in dem Aufzeichnungskopf 500 in Schritt S1 aufgeführt. Während dieses Schrittes wird der Aufzeichnungskopf 500 durch die Abdeckungsvorrichtung der Ausstoßwiedererlangungseinrichtung 540 abgedeckt, wobei die Flüssigkeit oder Tinte in ähnlicher Weise ausgestoßen wird, wie bei der Aufzeichnung, um die Tinte in dem Tintenkanal aufzufrischen. Anschließend wird der Aufzeichnungsprozeß (Schritt SA3) im Ansprechen auf die Daten, welche auf zuzeichnen sind, Zeile für Zeile durchgeführt, während der Schlitten 50 hin- und her bewegt wird. Der Aufzeichnungsprozeß wird bis zum Ende der Aufzeichnung (Schritt SA5) wiederholt. Der Aufzeichnungsprozeß gemäß der Flußkarte (B) kann während des vorläufigen Ausstoßprozesses (Schritt SA1) in der Flußkarte (A) durchgeführt werden, unmittelbar nach dem vorläufigen Ausstoßschritt, während der Einzeilen-Aufzeichnung (Schritt SA3) oder unmittelbar nach dem Aufzeichnungschritt. Nachdem der Wiederherstellungsprozeß gestartet wurde, wird in Schritt SB1 zuerst eine Entscheidung getroffen, ob eine Fehlfunktion aufgetreten ist oder nicht. Die Entscheidung wird beispielsweise anhand des vorliegens oder der Abwesenheit des Signals von dem Vergleicher 9 getroffen, falls die Struktur gemäß der Figur 3 verwendet wird. Falls die Struktur gemäß der Figur 5 verwendet wird, kann die Entscheidung auf der Basis der Temperaturerhöhungsrate getroffen werden, welche durch den Output des A-D Konverters 32 representiert wird. Wenn der Wiederherstellungsprozeß gestartet wurde, in Verbindung mit dem vorläufigen Ausstoßprozeß, wird die Tafel dem ROM 520 unter Verwendung der Ausstoßleistung zum Zeitpunkt des vorläufigen Ausstoßes eingelesen; und wenn der Wiederherstellungsprozeß gestartet wird, in Verbindung mit dem Aufzeichnungsprozeß, dann wird die Tafel unter Verwendung des Ausstoßleistungsdurchschnitts für eine Zeile eingelesen. Anschließend wird die erfaßte Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit mit der entsprechenden Geschwindigkeit verglichen. Falls keine Fehlfunktion entschieden wird, wird der Prozeß zuende geführt. Bei Erfassung werden die Prozeßschritte SB3 und die nachfolgenden Schritte ausgeführt. Bei Schritt SB3, werden zahlreiche Prozesse für das Ausführen der nachfolgenden Wiederherstellungsoperationen durchgeführt. Beispielsweise wird der Aufzeichnungskopf 500 mit der Überdeckungseinrichtung vereinigt. Falls während der Einzeilen-Aufzeichnung der Wiederherstellungsprozeß gestartet wird, wird der Aufzeichnungsbetrieb unterbrochen. Bei Schritt SB5 wird als nächstes der Alarm 550 in Betrieb gesetzt, um den Betreiber über die Fehlfunktion zu informieren. Bei Schritt SB7 wird der Ausstoßwiederherstellungsprozeß ausgeführt, um die Ursache oder die Ursachen der Fehlfunktion zu beseitigen. Anschließend wird bei Schritt SB9 der vorläufige Ausstoß durchgeführt, wobei die Entscheidung getroffen wird, ob die Fehlfunktion während dieses vorläufigen Ausstoßes bei Schritt SB11 bereinigt ist oder nicht. Falls nicht werden die Schritte SB7 bis SB11 wiederholt. Falls ja werden die Schritte SB13 für das Beenden des Wiedererlangungsprozesses beispielsweise das Wiederaufnehmen der Aufzeichnung durchgeführt. Anschließend wird der Wiederherstellungsprozeß beendet. Durch diesen Wiederherstellungsprozeß kann das Auftreten einer Ursache der Ausstoßfehlfunktion oder eines ungenauen Ausstoßes auf korrekte und schnelle Weise erfaßt werden, so daß der Alarmier- und Wiederherstellungsbetrieb auf geeignete und schnelle Weise durchgeführt werden kann. In dem vorherstehenden Beispiel wird die Fehlfunktion in Verbindung mit sowohl dem vorläufigen Ausstoß wie auch mit dem Aufzeichnungsausstoß erfaßt. Jedoch kann diese auch in Verbindung mit lediglich einem von diesen ausgeführt werden. Beispielsweise wird die Fehlfunktion jedes mal nach einer vorbestimmten Menge an Aufzeichnungen durchgeführt oder lediglich in Verbindung mit dem vorläufigen Ausstoß, welcher unmittelbar vor dem Start der Aufzeichnung durchgeführt wird, um den Prozeß gemäß der Figur 30 auszuführen. Der in diesem Ausführungsbeispiel verwendete Aufzeichnungskopf hat die Struktur gemäß der Figuren 1A, 9A oder 20, wobei die Temperatursensoren 2 an gegenüberliegenden Enden des Substrats 1 angeordnet sind, wodurch die Temperaturverteilung auf dem Substrat in Feldrichtung der elektrothermischen Transduktorelemente 5 von den Ausgängen der Sensoren 2 bestimmt werden kann. Zusätzlich werden die Temperaturerhaltungserhitzer 8 angrenzend an die Temperatursensoren 2 angeordnet, wobei die Sensoren 2 schnell auf die Änderung der Temperatur durch das Erhitzen der Erhitzer 8 Ansprechen. Bei Verwendung dieser Elemente wird die Temperaturverteilung auf dem Substrat in der folgenden Weise konstant gehalten. Die Figur 31 zeigt ein Beispiel einer Schaltung für die Durchführung der Temperaturregelung in dieser Weise. In dieser Figur bezeichnen die Bezugszeichen S1 und S2 Temperaturerfassungsabschnitte, welche den zwei Temperatursensoren 2 auf dem Substrat 1 jeweils entsprechen. Erhitzungsabschnitte H1 und H2 entsprechen den Temperaturerhaltungserhitzern 8, welche angrenzend an die jeweiligen Temperatursensoren 2 angeordnet sind. In der Schaltung gemäß dieser Figur können die Heizabschnitte H1 und H2 den Temperaturerhaltungserhitzern 8 plus mehreren Ausstoßerhitzern 5 angrenzend an die gegenüberliegenden Enden des Substrates entsprechen, falls es für ein vorläufiges Erhitzen des Substrates verwendet wird. Die Schaltung hat Umkehrverstärkerschaltungen A1 und A2, die an die Ausgangsteile der Temperatursensoren S1 und S2 angeschlossen sind, Vergleicher A2 und A4 für das Vergleichen der Outputs der Schaltung A1 und der Schaltung A3 mit einer Bezugsspannung sowie Schalttransistoren Q1 und Q2 für das Erregen oder Entregen der Erhitzer H1 und H2 im Ansprechen auf die Outputs der Vergleicher A2 und A4. Ein Output des einen S1 der Temperatursensoren wird durch den Verstärker A1 verstärkt, wobei der Vergleicher A1 den Erhitzer H1 angrenzend an den Temperatursensor S1 erregt oder entregt. In ähnlicher Weise wird auf der Basis der Temperaturerfassung durch den anderen Temperatursensor S2 der Erhitzer H2 geregelt. Folglich werden in dieser Struktur zwei Temperaturen unabhängig voneinander erfaßt. Wenn eine erfaßte Temperatur höher ist als die Bezugstemperatur, dann wird die Energieversorgung des Erhitzers angrenzend an den Sensor verringert, um das Beheizen zu verringern, und falls die erfaßte Temperatur geringer ist als die andere Bezugstemperatur, dann wird die Energieversorgung des Erhitzers angrenzend an den Sensor vergrößert, um die Temperatur anzuheben. Diese Temperaturregelung kann für alle der Sensoren durchgeführt werden. Durch diese Regelung wird die Menge an Wärmeerzeugung durch die Temperaturerhaltungserhitzer (H1, H2), welche angrenzend an die gegenüberliegenden Enden des Substrates angeordnet sind, unabhängig voneinander geregelt, so daß die Temperatur auf dem gesamten Substrat 1 vorzugsweise die Temperatur angrenzend an die Ausstoßauslässe gleichförmig aufrechterhalten werden kann. Folglich ist dieses Ausführungsbeispiel dahingehend vorteilhaft, daß der Substraterhitzer 9, welcher den Teil der Ausstoßerhitzer enthält, teilweise geregelt und entregt werden kann, wobei die mögliche Ungleichmäßigkeit des Substrates, welcher einer unvermeidbaren Natur des aufzuzeichnenden Bildes zuzuschreiben ist, insbesondere die ungleichförmige Auswahl der Ausstoßerhitzer 5 für die Bilderzeugung, eliminiert werden kann, um die gleichförmige Temperaturverteilung zu erzielen. Durch diese Tatsache können die auf den flüssigkeitsausstoßeinflußreichen Bedingungen über das gesamte Ausstoßerhitzerfeld 3 gleichförmig sein. Gemäß der Figur 31 ist es möglich, daß die Temperatur an einer Seite des Substrates 1 in wohlüberlegter Weise höher ausgeführt wird, als jene auf der anderen Seite, d.h., in anderen Worten, der Temperaturgradient wird absichtlich erzeugt. Dies kann durchgeführt werden in Abhängigkeit von der Natur des aufzuzeichnenden Bildes, beispielsweise ist die Menge an ausgestoßener Tinte auf einer Seite größer als auf der anderen. Oder er ist wirksam, falls die Verwendungsfrequenz der Ausstoßerhitzer nicht gleichmäßig ist. Um dies zu erreichen, wird die Größe der Verstärkung der Verstärker A1 und A3 unterschiedlich ausgeführt. Insbesondere wird R&sub2;/R&sub1; nicht gleich zu R&sub6;/R&sub5; ausgeführt, wobei die Grenzniveaus der Vergleicher A2 und A4 unverändert bleiben. Im Gegensatz hierzu können die Grenzniveaus der Vergleicher A2 und A4 unterschiedlich ausgeführt werden, wobei die Größe der Verstärkung unverändert bleibt. Beides kann erreicht werden durch geeignetes Auswählen der Kombinationen der Widerstände R&sub3; und R&sub4; und der Widerstände R&sub7; und R&sub8;, welche in Figur 31 in geeigneter Weise ausgewählt sind. In dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird der Aufzeichnungsbetrieb durchgeführt, während die Temperatur auf dem Substrat 1 geregelt wird. Wenn die Umgebungstemperatur niedrig ist, oder wenn die gleichförmige Temperaturverteilung oder ein gewünschter Temperaturgradient in einem Abschnitt des Ausstoßerhitzerabschnitts 3 unmittelbar nach der Betätigung des Hauptschalters der Aufzeichnungsvorrichtung nicht erzeugt wird, wird ein geeigneter der Ausstoßerhitzer 5 mit einer geringen Energie erregt, welche nicht ausreichend, um Tinte auszustoßen, wodurch der Abschnitt des Substrates 1 mit niedriger Temperatur erhitzt wird, um die Temperaturverteilung zu korrigieren.
Die Figur 32 zeigt ein weiteres Beispiel der Regelschaltung für die Temperaturregelung des Substrates 1. In diesem Ausführungsbeispiel ist jeder der Temperatursensoren S1 und S2 aus einem NTC Sensor wie beispielsweise ein NTC Heißleiter gefertigt, welcher negative Temperaturcharakteristiken zeigt, wobei jeder der Erhitzer H1 und H2 aus einem PTC Heißleiter gefertigt ist, welcher positive Temperaturcharakteristiken zeigt. In der Regelschaltung gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind Transistoren RS1 und RS2 an die Temperatursensoren oder NTC Sensoren fest angeschlossen. Eine Spannung wird quer zu diesen angelegt, um Teilspannungen durch den NTC Sensor und den fixierten Widerstand zu erzeugen, wobei sie in unterschiedliche Verstärker in A5 und A6 eingeleitet werden, so daß der Unterschied in den Teilspannungen verstärkt wird. Die Differenzspannung wird an die Basis von Transistoren Q3 und Q4 angelegt, welche dazu fähig sind, einen großen Strom anzunehmen, wodurch die Emitterströme der Heißleiter verändert werden. Durch diesen Vorgang wird die Energieversorgung zu den PTC Erhitzer H1 und H2 geregelt. Da der Widerstand des NTC Sensors in Abhängigkeit von der Temperatur sich verändert, werden die Widerstände RS1 und RS2 so ausgewählt, daß sie genauso sind wie die Widerstände der Sensoren S1 und S2 entsprechend der Zieltemperaturniveaus an der Stelle der Sensoren S1 und S2. Wenn durch diese Auswahl sich die Temperatur von dem Ziel um eine große Distanz unterscheidet, wird der entsprechende Differenzialverstärker groß, so daß ein großer Strom zu den entsprechenden Temperaturerhaltungserhitzern gefördert wird, d.h., den PTC Erhitzern H1 oder H2 in diesem Ausführungsbeispiel. Wenn auf der anderen Seite die Temperatur nahe dem Zielnlveau ist, ist der Output des entsprechenden Differenzialverstärkers klein, wobei im Ansprechen auf dieses die Energieversorgung zu dem entsprechenden PTC Erhitzer H1 oder H2 unterdrückt wird. Wenn die Temperatur das Zielniveau überschreitet, kehrt sich die Polarität des Outputs des Differenzialverstärkers A5 oder A6 um, worauf der Energievesorgungsregeltransistor Q3 oder Q4 nicht betätigt wird, wodurch der PTC Erhitzer H1 oder H2 nicht erregt wird, so daß eine weitere Temperaturerhöhung unterdrückt wird. Da die Erhitzer H1 und H2 PTC Erhitzer sind, erhöht sich der Widerstand der PTC Erhitzer mit der Erhöhung der Temperatur, wodurch der Strom, welcher durch den PTC Erhitzer H1 oder H2 fließt, mit Erhöhung der Temperatur kleiner wird, so daß die vorstehend erwähnte Regelung noch effizienter ausgeführt wird. Wenn in der Schaltung gemäß der Figur 32 die Temperatursensoren S1 und S2 NTC Sensoren mit den gleichen Charakteristiken sind und wenn die Widerstände RS1 und RS2 die gleichen sind, kann die Temperaturverteilung auf dem Substrat 1 so geregelt werden, daß sie gleichförmig ist. Falls die Widerstände RS1 und RS3 unterschiedlich sind, ist die Temperaturregelung derart, daß der Temperaturgradient auf dem Substrat 1 erhalten wird. Die vorstehend beschriebene Temperaturregelung kann nicht nur durch die Hardware gemäß der Figuren 31, 32 und 33 ausgeführt werden, sondern auch durch eine Software, welche nachfolgende beschrieben wird.
Die Figur 33 ist ein Blockdiagramm, welche das Software- Temperaturregelsystem darstellt. In der Struktur gemäß dieser Figur werden die Outputs der Temperatursensoren 2 (Temperaturerfassungsabschnitte S1 und S2) auf dem Substrat 1 durch die Verstärker 71 und 72 jeweils verstärkt. Anschließend werden sie in digitale Niveaus T1 und T2 durch A/D Konverter 73 und 74 konvertiert, welche durch die CPU 70 in Form eines Microcomputers akzeptiert werden können. Die CPU 70 führt die Temperaturregelungen aus, um die Temperaturverteilung gemäß der Figur 34 zum Beispiel zu schaffen, und zwar auf der Basis der Information der digitalen Temperaturniveaus T1 und T2. Die CPU 70 ist mit einem ROM 70A verbunden, welcher ein Programm für die Durchführung der Prozeßschritte gemäß der Figur 35 speichert. Unter Verwendung dieses Programms werden die für die Regelung erforderlichen Informationen zur Hitzerzeugung durch die Erhitzer H1 und H2 berechnet, wobei sie als digitale Informationen P1 und P2 erzeugt werden. Die Informationen P1 und P2 werden durch D/A Konverter 75 und 76 in Regelsignale für die Regelung der Energiezufuhr zu den Erhitzern H1 und H2 konvertiert. Regelsignale werden unabhängig voneinander zu dem Erhitzer H1 und zu dem Erhitzer H2 durch die jeweiligen Energieversorungsschaltungen 77 und 78 zugeführt.
Desweiteren wird mit Bezug auf diese Struktur die Erzeugung des Temperaturgradienten auf der Erhitzerplatte (Substrat) gemäß der Figur 34 unter Bezugnahme auf die Flußkarte gemäß der Figur 35 beschrieben.
Bei Schritt ST1 wird eine Entscheidung getroffen, ob die Temperaturregelung durchgeführt werden soll oder nicht. Ist das Ergebnis Ja, dann geht das Programm zum Schritt ST2. Falls Nein endet der Vorgang. Bei Schritt ST2 wird eine Entscheidung getroffen, ob die erfaßte Temperatur T1 an der Position S1 gleich einer eingestellten Temperatur TA für diese Position S1 ist. Wenn sie gleich ist, ist keine Energiezufuhr zu den Temperaturerhaltungserhitzern notwendig, wodurch der Vorgang zu einem Schritt ST4 vorrückt, wo die Information T1 und T2 auf "0" zurückgesetzt wird. Anschließend wird bei Schritt ST10 eine Entscheidung getroffen, ob die Temperaturregelung weitergeführt werden soll oder nicht. Falls Ja, geht das Programm zurück zu Schritt ST2, und falls Nein, ist der Prozeß beendet. Wenn bei Schritt ST2 die Temperatur T1 nicht gleich zur Temperatur TA ist, wird bei Schritt ST3 eine Entscheidung getroffen, ob T1 größer ist als TA oder nicht. Wenn sie größer ist, bedeutet dies, daß die Substrattemperatur höher ist als das Zielniveau, so daß es nicht notwendig ist, den Temperaturerhaltungserhitzer zu erregen. Anschließend wird der Schritt ST4 ausgeführt. Wenn auf der anderen Seite T1 kleiner ist als TA, bedeutet dies, daß die Substrattemperatur kleiner ist als die Zieltemperatur, so daß der Temperaturerhaltungserhitzer erregt wird, um die Temperatur des Substrats zu erhöhen. Anschließend wird der Schritt ST5 ausgeführt, um die Höhe der Energiezufuhr zum Temperaturerhaltungserhitzer zu bestimmen. Auf der Basis der Differenz zwischen der Information T1 (T2), welche durch den Temperatursensor S1 (S2) erfaßt wird und dem Zielniveau TA (TB) an der Position des Sensors S1 (S2) wird bei Schritt ST5 der Regelungsbetrag T1 (T2) zum Temperaturerhaltungserhitzer H1 (H2) unabhängig voneinander bestimmt, um eine Proportionalregelung zu schaffen. In diesem Fall sind M1 und M2 Proportionalbänder für die Regelung der Erhitzer H1 und H2 und T0 ist der Regelungsbetrag, welcher für die minimale Hitzeerzeugung für die Erhitzer H1 und H2 erforderlich ist. Folglich werden bei Schritt S5 die Regelungsbeträge für die Erhitzer H1 und H2 lediglich auf der Basis der Tatsache bestimmt, daß die Substrattemperatur T1 kleiner ist als das Zielniveau an der Position des Sensors S1. Jedoch ist der Schritt ST6 und die nachfolgenden Schritte nutzbar, um den Betrag der Regelungen P1 und P2 in Abhängigkeit von den Temperaturdifferenzen T1 und T2 zu bestimmen, so daß die Regelung ausgeführt werden kann, um den Temperaturgradienten über das gesamte Substrat zu erhalten. Bei Schritt ST6 wird eine Entscheidung getroffen, ob die Differenz zwischen T1 und T2 gleich einer Differenz zwischen TA und TB ist oder nicht. Wenn ja sind die Regelungsbeträge T1 und T2, welche bei Schritt ST5 bestimmt wurden korrekt, so daß der Schritt ST10 durchgeführt wird. Falls die Entscheidung bei Schritt ST6 negativ ausfällt, wird der Schritt ST7 ausgeführt, um die Regelungsbeträge T1 und T2 zu modifizieren, um den Temperaturgradienten auf den Substrat zu erhalten. Bei Schritt ST7 wird eine Entscheidung getroffen, ob die erfaßte Temperaturdifferenz T1 - T2 kleiner ist als die gesetzte Temperaturdifferenz TA - TB oder nicht. Wenn sie kleiner ist, bedeutet dies, daß die Temperatur T2 geringfügig höher ist als die Temperatur T1, wobei der Regelungsbetrag T2 für den Erhitzer H2 notwendigerweise um den Prozentsatz dieser Differenz verringert wird. Um dies zu erreichen wird der Schritt ST8 durchgeführt, um diese Korrektur auszuführen. Anschließend wird der Schritt ST10 ausgeführt. Falls bei Schritt ST7 die Temperaturdifferenz T1 - T2 größer ist als die Temperaturdifferenz TA - TB, bedeutet dies, daß die Temperatur T1 geringfügig höher ist als die Temperatur T2, so daß der Regelungsbetrag T1 notwendigerweise entsprechend reduziert wird. Aus diesem Grunde wird der Schritt ST9 für die Korrektur durchgeführt und anschließend der Schritt ST10 ausgeführt. Bei Schritt ST10 wird desweiteren eine Entscheidung getroffen, ob die Berechnungsfolgen wiederholt werden sollen oder nicht. Wenn ja geht das Programm zurück auf Schritt ST2, um die Berechnungen zu wiederholen. Falls die Wiederholung nicht durchgeführt werden muß, endet das Programm hier. In der vorstehend beschriebenen Weise können die Regelungsbeträge T1 und T2 für die Temperaturerhaltungserhitzer H1 und H2 durch die Proportionalregelung bestimmt werden, um die Temperaturverteilung auf dem Substrat wie in Fig. 34 gezeigt wird auf der Basis der Temperaturerfassungen T1 und T2 durch die Temperatursensoren S1 und S2 bestimmt werden. In dem Prozeß gemäß Fig. 34 ist die Regelung derart, daß der Temperaturgradient zu jeder Zeit erhalten bleibt, und folglich der Temperaturgradient nicht umgekehrt wird, so daß die Regelung hinsichtlich ihres Ansprechverhaltens sehr gut ist. Die Figur 36 zeigt ein Beispiel, worin die vorliegende Erfindung in einem thermischen Kopf bei Verwendung eines Tintenplattes eingesetzt ist. Ein thermischer Kopf 39 hat ein Substrat 38, wärmeerzeugende Elemente 35, Temperaturerhaltungserhitzer 37 und NTC- Heißleiter 36 (Temperatuserfassungsmittel). Der gleiche Regelprozeß wie vorstehend beschrieben kann bei dem thermischen Kopf dieses Typs durchgeführt werden. Die Fig. 37 zeigt ein Beispiel eines Regelungssystems, wenn die Temperatursensoren 2 und die Temperaturerhaltungserhitzer 80 gemäß der Fig. 9 verwendet werden. Die zahlreichen Teile, welche in dieser Figur als mit den Sensoren 2 und den Erhitzern 80 verbunden gezeigt werden, können auf einer Regelplatte oder ähnlichem der Hauptvorrichtung vorgesehen sein, wobei eine elektrische Verbindung durch ein Kabel 16 unter Verwendung der Kontakte 4 hergestellt wird. In der Fig. 37 ist eine CPU 11 in der Form eines Microcomputers vorgesehen, um die im nachfolgenden beschriebenen Prozeßschritte durchzuführen. Er umfaßt desweiteren ein ROM oder ähnliches zur Speicherung fixierter Informationen wie beispielsweise ein Programm zur Durchführung der Prozeßschritte. Die CPU 11 kann dafür vorgesehen werden, unabhängig die Temperaturregelung gemäß diesem Beispiel durchzuführen oder sie kann auch für eine Hauptregelung der Vorrichtung gemäß Fig. 36 verwendet werden. Ein Eingangsabschnitt 2A gemäß der Fig. 37 ist wirksam, die erfaßte Temperatur durch Inbetriebnahme des Temperatursensors 2 einzulesen und die erfaßte Temperatur in ein für die CPU 11 akzeptierbares Signal zu konvertieren. Ein Erhitzertreiber 80A funktioniert, um dem Temperaturerhaltungserhitzer 80 Energie zuzuführen. Ein Treiber 500A dient dazu, den Aufzeichnungskopf 500 zu betreiben. Die Temperaturregelung gemäß diesem Beispiel wird im folgenden beschrieben.
Bezüglich der Fig. 38A wird eine Temperaturverteilung auf dem Substrat gezeigt, wenn lediglich ein Temperaturerhaltungserhitzer 2 verwendet wird. Bei der Struktur mit den Temperaturerhaltungserhitzern an gegenüberliegenden Seiten, ist die Temperaturverteilung derart, daß die Temperatur in dem Mittelabschnitt des Substrats 1 geringer ist. Dann können die Eigenschaften der Tinte (Viskosität, Oberflächenspannung oder ähnliches) bei geringer Temperatur mit dem möglichen Ergebnis eines ungleichförmigen Betrags an Tintenausstoß unterschiedlich werden. Es ist möglich, daß das hieraus sich ergebende Aufzeichnungsbild eine ungleichförmige Bilddichte aufweist, welches nicht wünschenswert ist. Angesichts dieses Umstandes in diesem Ausführungsbeispiel wird solche Energie, die nicht ausreichend ist, um einen Bubble auszubilden, welcher in einem Tintenausstoß resultiert, durch die Ausstoßerhitzer 5 zu der Düse entsprechend der einen oder mehrere von Düsen geführt, wo die Temperatur gering ist. Durch diese Maßnahme wird das Substrat in diesem Abschnitt erhitzt. Dies wird als "vorläufige Erhitzung" bezeichnet. Die Energieregelung für diesen Zweck kann auf der Basis der Pulsweite der Pulsenenergie, welche zu dem Ausstoßerhitzer oder Erhitzern 5 geleitet wird, auf der Basis der Treiberfrequenz und/oder deren Treiberspannung durchgeführt werden. Die Bedingungen der vorläufigen Erhitzung sind abhängig von der Konfiguration der Erhitzer 5 der Größe oder anderer Parameter. Falls das Substrat 1 in der Weise gemäß Fig. 9A konstruiert ist, sind die Energiebedingungen während der Aufzeichnung und während der vorläufigen Erhitzung so, wie sie in der GB2, 159, 465A; GB2, 169, 855A, 2, 169, 856A oder US Patentnummer 4,112,172 offenbart sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Pulsweite (PW) der zum Zwecke der vorläufigen Erhitzung zugeführten Pulsenergie vorzugsweise gleich oder kleiner als jener während des Aufzeichnungsbetriebs, insbesondere 1 - 1/20 von dieser Temperatur. Die angelegte Spannung (Vop) ist in ähnlicher Weise gleich oder kleiner als jene während der Aufzeichnung. In diesem Ausführungsbeispiel ist PW = 2 Mikro-sek., Vop = 24 V und die Treiberfrequenz Fop = 7 KHz.
Mit Blick auf die Auswahl der Ausstoßerhitzer, welche zum Zwecke der vorläufigen Erhitzung betrieben werden, kann dies auf der Basis der Temperaturverteilung gemäß Fig. 38A erreicht werden. Die Fig. 38B zeigt die Temperaturverteilung, wenn die vorläufige Erhitzung ausgeführt wird, unter Verwendung geeigneter Ausstoßerhitzer 5, welche die Zentralabschnittserhitzer umfassen. Durch diese Maßnahme ist die Temperaturverteilung derart, daß die Temperatur in dem Mittelabschnitt höher und an den Randabschnitten niedriger ist. Aus diesem Grunde kann durch Verbinden der Verteilung, wenn lediglich die Temperaturerhaltungserhitzer 8 gemäß Fig. 38A verwendet werden, die gleichförmige Temperaturverteilung gemäß Fig. 38C erzeugt werden. Die Anzahl der Ausstoßerhitzer, welche für die vorläufige Erhitzung betrieben werden, wird auf der Basis der Temperaturverteilung bestimmt, welche erzeugt wird, wenn lediglich die Temperaturerhaltungserhitzer 80 verwendet werden. Solche eine Temperaturverteilung kann im voraus gemessen werden und auf der Basis der Temperaturverteilung kann sie als feste Information in dem ROM gespeichert werden, welche verwendet wird, wenn eine Temperaturregelung ausgeführt wird. Um eine gleichförmige Temperaturverteilung zu erzeugen, werden alle Ausstoßerhitzer 5, die in dem geeigneter Weise bestimmten Bereich enthalten sind, unter gleichförmigen vorläufigen Erwärmungsbedingungen betrieben. Es ist eine mögliche Alternative, daß die Betriebsbedingungen ungleichförmig gemacht werden, um eine gewünschte Temperaturverteilung zu erzeugen. Alternativ hierzu kann lediglich jeder andere Erhitzer betrieben werden.
Die Fig. 39 zeigt die Prozeßschritte der Temperaturregelung gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Sie enthält eine Teilflußkarte, welche die Schritte zeigt, die unmittelbar nach Betätigung des Hauptschalters und zum Startzeitpunkt der Aufzeichnung durchlaufen werden. Zum Zeitpunkt der Betätigung des Hauptschalters werden zahlreiche Teile initialisiert und die Temperaturerhaltungserhitzer 80 erregt. Desweiteren werden ausgewählte Ausstoßerhitzer 5 zum Zwecke einer vorläufigen Erhitzung unter den vorstehen beschriebenen Bedingungen betrieben. Anschließend wird die Entscheidung getroffen, ob die T ºC eine vorbestimmte T1ºC überschreitet oder nicht und zwar auf der Basis des Outputs der Temperatursensoren 2. Falls ja, wird die Energiezufuhr zu den Temperaturerhaltungserhitzern 8 und den für die vorläufige Erhitzung zuständigen Ausstoßerhitzern 5 gestoppt. Durch die Ausführung dieser Prozeßschritte wird die Temperaturverteilung auf dem Substrat 1 wie in Fig. 38C gezeigt. In dem Prozeß gemäß der Fig. 38B wird zuerst die Entscheidung getroffen, ob der Aufzeichnungsbetrieb ausgeführt werden soll oder nicht und insbesondere ob das Aufzeichnungsstartsignal bei Schritt SB1 gegeben werden soll oder nicht. Fall ja, wird bei Schritt SB3 dann die Entscheidung getroffen, ob die Substrattemperatur TºC die vorbestimmte Temperatur T2ºC überschreitet oder nicht. Fall nein, wird der Schritt SB5 durchgeführt, worin der Temperaturerhitzer 80 und die für die vorläufige Erhitzung zuständigen Ausstoßerhitzer 5 erregt werden, nachdem die Entscheidung bei Schritt SB3 bejaht wurde. Wenn die Entscheidung bei Schritt SB3 ja ist, wird der Schritt SB7 ausgeführt, bei dem die Temperaturerhaltungserhitzer 80 und die für die vorläufige Erhitzung zuständigen Ausstoßerhitzer 5 entregt werden und anschließend der Aufzeichnungsbetrieb unter Verwendung der Ausstoßerhitzer 5 bei Schritt SB9 gestartet wird. Durch die vorstehend beschriebenen Prozeßschritte erhält der Ausstoßerhitzerabschnitt 3 des Substrats eine gleichförmige Temperaturverteilung (gemäß Fig. 38C) über das gesamte Feld, so daß die Bilddichte des aufgezeichneten Bildes wie durch eine durchgezogene Linie in Fig. 40 angezeigt ist gleichförmig wird. Wenn auf der anderen Seite lediglich die Temperaturerhaltungserhitzer 8 verwendet werden, wird die Temperaturverteilung in dem Bereich (gemäß Fig. 38A) ungleichförmig, wobei die Bilddichte wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 40 angezeigt ist ungleichförmig wird. In den vorhergehend beschriebenen Prozeßschritten können die vorbestimmten Niveaus T1 und T2 gleich oder ungleich sein. Zum Beispiel kann das Niveau T1 (Fig. 39) geringfügig kleiner sein als T2, wobei gemäß Fig. 39 das Niveau T2 höher gesetzt werden kann, als das Niveau T1, da der Aufzeichnungsvorgang unmittelbar ausgeführt wird. Um im Gegensatz hierzu ein unmittelbares Starten der Aufzeichnung selbst nach einer bestimmten Verweilzeit zu erlauben, wird die Temperatur T1 geringfügig höher festgesetzt, wobei in dem Prozeß gemäß der Fig. 39 die Temperatur T2 einem unteren Limit des Temperaturbereichs angeglichen sein kann, welcher fähig ist, den Aufzeichnungsbetrieb auszuführen. Anstelle der vorstehend beschriebenen Schritte wird die Heizplatte so geregelt, daß der für eine Aufzeichnung geeignete Temperaturbereich selbst währen der Verweilzeit gehalten wird. In den vorherstehenden Beschreibung hat der Aufzeichnungskopf, auf welchen sich die vorliegende Erfindung bezieht, einen solchen Kopf, wie er für einen seriellen Drucker verwendet wird, jedoch ist die vorliegende Erfindung auch bei sogenannten "full-multitype"-Aufzeichnungsköpfen anwendbar, welche bei einem Zeilendrucker mit den gleichen guten Vorteilen verwendbar sind, in welchem die Ausstoßauslässe über die gesamte Aufzeichnungsbreite angeordnet sind. Der Aufzeichnungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung kann die vorstehend beschriebenen Struktur aufweisen, wobei der Strömungskanal linear ist und Flüssigkeit ausgestoßen wird in einer Richtung von einer Kante des Erhitzers zu der anderen Kante; oder eine Struktur, bei der der Flüssigkeitskanal an der Stelle des elektrothermischen Transduktors gebogen ist, um die Flüssigkeit in einer Richtung senkrecht zur Fläche des elektrothermischen Transduktorelements auszustoßen; oder eine Struktur, worin der Kanal um einen Winkel ungleich 90º gebogen ist, wie in der US-Patentnummer 4,558,333; 4,459,600 offenbart ist. Desweiteren ist die vorliegende Erfindung für eine Struktur anwendbar, wie sie in der Japanischen Anmeldungsschrift 123670/1984 offenbart ist, wobei ein gemeinsamer Schlitz ausgebildet ist, um Ausstoßabschnitte relativ zur Mehrzahl von elektrothermischen Transduktoren zu schaffen oder für die Struktur, wie sie in der Japanischen Anmeldungsschrift 138461/1984 offenbart ist, wobei die durch die thermische Energie erzeugte Druckwelle durch eine Öffnung absorbiert wird, welche für den Ausstoßauslaß geschaffen ist. Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls anwendbar bei einem Aufzeichnungssubstrat, einem Aufzeichnungskopf und einer Aufzeichnungsvorrichtung für Mehrfach- oder Vollcoloraufzeichnungsvorrichtungen, wobei eine Mehrzahl von Aufzeichnungsköpfen in Kombination oder als eine Einheit verwendet werden. Wie vorstehend beschrieben, ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Temperatursensoren an beiden Enden des Ausstoßerhitzerelementfeldes angeordnet sind, wobei sie in das Substrat (beispielsweise integral) eingebaut sind, um eine korrekte Temperaturerfassung zu erzielen. Insgesamt kann die Temperaturverteilung durch die Verwendung von Temperaturerhaltungserhitzern oder die Anwendung eines Wiederherstellungsbetriebs oder beides verbessert werden. Thermische Effizienz kann mit der Verringerung der Baugröße der Vorrichtung verbessert werden. Während die Erfindung mit Bezug auf die hierbei offenbarten Strukturen beschrieben wurde, ist sie nicht auf die einzelnen Details beschränkt, wobei mit dieser Anmeldung beabsichtigt ist, alle in den Schutzumfang der folgenden Ansprüchen fallenden Modifikationen abzudecken.

Claims

1. Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsträger welcher integral folgende Bauteile hat:

ein Feld (3) energieerzeugender Elemente (5) zur Erzeugung von Wärme, von denen jede Tinte auswirft; und

ein Elektrodenverdrahtungsabschnitt (6, 107), der mit dem Feld (3) für die jeweilige Zuführung elektrischer Signale zu den Elementen (5) des Felds (3) verbunden ist;

wobei der Träger (1) gekennzeichnet ist durch

ein Paar von Temperaturerfassungselementen (2) welche mit dem Träger (1) integriert sind, von dem Feld (3) abgetrennt sind, wobei ein Temperaturerfassungselement (2) an jedem Ende des und in der Nähe zum Feld (3) angeordnet ist.

2. Träger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Temperaturerfassungselementen (2) und entweder eines der nachfolgenden Elemente oder beide der nachfolgenden Elemente nämlich das Feld (3) der energieerzeugenden Elemente (5) und der Elektrodenverkabelungsabschnitt (6, 107) ein gemeinsames Material in zumindest einem Teil ihrer Struktur aufweisen.

3. Träger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Paar von Erhitzern (8) für das Erhitzen des Trägers (1) wobei ein Erhitzer (8) an jedem Ende des Felds (3) für die Temperaturregelung vorgesehen ist, wobei die Temperaturregelung unter Verwendung einer des Paares an Temperaturerfassungselementen (2) und eines des Paares an Erhitzern (8) bewirkt wird, wobei beide benachbart zu einem Ende des Feldes (3) sind, sowie unter Verwendung des anderen des Paares von Temperaturerfassungselementen (2) und des anderen des Paares von Erhitzern (8), wobei beide benachbart zu dem anderen Ende des Felds (3) sind.

4. Träger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Temperaturerfassungselemente (2) und jeweiligen Erhitzern (8) über jeweilige Paare von jeweils gemeinsamen elektrischen Leitungen (28B) verbunden sind.

5. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) folgende Elemente hat:

eine Gruppe (108) an Schaltelementen (116), die in einem ersten Bereich des Trägers (1) für das wahlweise Betreiben eines jeden der energieerzeugenden Elemente (5) angeordnet ist, die in einem separaten Weitenbereich des Trägers (1) angeordnet sind,

eine Matrixverkabelung (107), die in einem dritten Bereich des Trägers (1) angeordnet ist und den Elektrodenverkabelungsabschnitt (6, 107) zwischen dem Feld (3) der energieerzeugenden Elemente und der Gruppe (108) der Schaltelemente (116) ausbilden, und

ein Paar von Erhitzern (8) von denen jeweils ein Erhitzer (8) angrenzend zu jeder Seite der Matrixverkabelung (107) angeordnet ist.

6. Träger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerfassungselemente (2) in und über eine Schicht (620) eines Silikonmaterials ausgebildet sind, wobei die Erhitzer (8) zwischen zwei Schichten (200, 201) eines elektrisch isolierenden Materials eingesetzt sind, wobei die zwei Schichten (200, 201) sich über die Schicht (620) des Silikonmaterials erstrecken und die Temperaturerfassungselemente (2) überdecken.

7. Träger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Matrixverkabelung (107) an einem unteren (201) der zwei Schichten (200, 201) sowie benachbart zu jeder der Erhitzer (8) angeordnet ist.

8. Träger nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Erhitzern (8) sowie entweder eines der nachfolgenden Elemente oder beide der nachfolgenden Elemente nämlich das Feld (3) von energieerzeugenden Elementen (5) und der Elektrodenverkabelungsabschnitt (6, 107) ein gemeinsames Material in zumindest einem Teil ihrer Strukturen aufweisen.

9. Aufzeichnungskopf für eine Tintenstrahlaufzeichnung, wobei der Aufzeichnungskopf folgende Bauteile hat:

ein Träger (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, und

ein Überdeckungsbauteil (110), welches auf dem Träger (1) montiert ist, wobei das Überdeckungsbauteil (110) eine Mehrzahl von Tintenkanälen (111) in sich ausbildet, von denen jede aneinander angeordnet sind und jeweils eine der energieerzeugenden Elemente (5) einschließen, wobei jede durch einen Tintenausstoßauslaß begrenzt wird, durch den Tinte für eine Aufzeichnung ausgestoßen wird, wobei das Überdeckungsbauteil (110) ferner eine gemeinsame Tintenkammer (112) hat, welcher für eine Zuführung von Tinte zu den Kanälen (111) mit diesen verbunden ist.

10. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) ein Träger gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8 ist und die Erhitzer bzw. Heizelemente (8) an jeweiligen Bereichen des Trägers (1) angeordnet sind, welche außerhalb der gemeinsamen Tintenkammer (112) und jeder der Tintenkanäle (111) sich befinden.

11. Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungseinrichtung mit folgenden Bauteilen:

einen Aufzeichnungskopf gemäß einem der Ansprüche 9 und 10 und

Mittel für die Zuführung von Signalen für den Antrieb jeweiliger energieerzeugender Elemente (5) des Aufzeichnungskopfs für den Ausstoß von Tinte.

12. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Regel- oder Steuermittel, die für die Temperaturerfassungslemente (2) verantwortlich sind, welche mit den energieerzeugenden Elementen (5) für das wahlweise in Betrieb nehmen der energieerzeugenden Elemente (5) zur Erzeugung von Hitze in einer Menge zusammenarbeiten, die für den Ausstoß von Tinte ungenügend ist, um die Temperaturverteilung des Trägers zu regeln und gleichförmig zu machen.

13. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelmittel für das Schließen eines Hauptschalters der Aufzeichnungseinrichtung und/oder für ein Aufzeichnungsstartsignal welches in der Aufzeichnungseinrichtung vorgesehen ist, verantwortlich ist, sowie zusammen arbeitsfähig mit den energieerzeugenden Elementen (5) ist, um den Aufzeichnungskopf zu erhitzen.

14. Aufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch Wiedererlangungsmittel, für die Verbesserung der Tintenausstoßfunktion, und Wiedererlangungsregelmittel, die zusammen arbeitsfähig mit dem Wiedererlangungsmittel ist und das für die Temperaturerfassungselemente (2) verantwortlich ist.

15. Aufzeichnungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch Differenziermittel (31), welches mit den Temperaturerfassungselementen (2) zusammen arbeitsfähig ist.

16. Aufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch

eine Analog zu Digitalsignalkonvertiereinrichtung (34) die mit den Temperaturerfassungselementen (2 ) zusammen arbeitsfähig ist und

ein Signalverarbeitungsmittel (11), welches mit des Konvertiereinrichtung (34) zusammen arbeitsfähig ist, um ein Maß der Inkrementier-- oder Grenzraten der Temperaturveränderung für den Träger (1) abzuleiten.