DE69018175T2

DE69018175T2 - Tintenstrahldruckkopf, -Kassette und -Gerät.

Info

Publication number: DE69018175T2
Application number: DE69018175T
Authority: DE
Inventors: Tsuguhiro Fukuda; Akira Goto; Yoshifumi Hattori; Masami Ikeda; Masaaki Izumida; Nobuyuki Kuwabara; Kunihiko Maeoka; Kazuaki Masuda; Tsuyoshi Orikasa; Akio Saito; Asao Saito; Koichi Sato; Hiroshi Sugitani; Shigeaki Tanaka; Takashi Watanabe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2010-09-18
Also published as: ATE120406T1; CA2025538C; ES2069699T3; US5508725A; KR960005989B1; AU6258290A; KR910006023A; EP0419190A3; EP0419190A2; CN1080892A; AU661541B2; CN1073937C; AU3213493A; EP0419190B1; CA2025538A1; DE69018175D1

Description

Gebiet der Erfindung und verwandte Technik

Die vorliegende Erfindung gezieht sich auf einen Tintenstrahl- Aufzeichnungskopf, eine Tintenstrahl-Aufzeichnungskartusche, die den Aufzeichnungskopf besitzt, und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, das die Aufzeichnungskartusche enthält. Diese Erfindung bezieht sich ferner auf eine Tintenstrahlkartusche, in die ein Aufzeichnungskopf und ein Tintenbehälter integriert sind. Sie bezieht sich des weiteren auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, in welchem die Tintenstrahlkartusche der integrierten Bauart ein Aufzeichnungsmaterial abtastet.
In jüngerer Zeit wird ein Laser, der zum Oszillieren eines ultravioletten Lichtstrahls imstande ist, wie ein Excimer- Laser oder ein Vierniveau-YAG-Laser, verwendet, um eine Düsenöffnung eines solchen Aufzeichnungskopfes auszubilden. Der die Düsenöffnung ausbildende Prozeß unter Verwendung des ultravioletten Laserstrahls ist folgendermaßen.
(1) Eine die Düsenöffnungsplatte bildende Harzfolie wird an der Öffnungsfläche angebracht, in welcher eine mit dem Tintenkanal in Verbindung stehende Öffnung ausgebildet ist, und anschließend wird der ultraviolette Laserstrahl angewendet.
Das ist in Fig. 1 gezeigt, in welcher die Bezugszahl 101 einen Ultraviolett-Lasergenerator bezeichnet; 102 einen durch den Lasergenerator erzeugten Laserstrahl bezeichnet; 103a, 103b und 103c ein Objektivsystem bezeichnen; 104 eine Maske bezeichnet, die eine Düsenstruktur ganz oder zum Teil besitzt; 105 einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf bezeichnet, in welchem die Harzfolie an der Öffnungsfläche des Tintenkanals gehalten ist; und 106 eine bewegbare Bühne bezeichnet.
Die Fig. 2 zeigt den Aufzeichnungskopf 105, in welchem durch diesen Prozeß solche Düsenöffnungen ausgebildet sind, wobei die Fig. 2 eine Schnittdarstellung ist. In dieser Figur bezeichnen die Bezugszahl 202 eine Deckplatte mit Kehlen, die die Tintenkanäle bilden; 203 eine Basisplatte, die mit Energieerzeugungselementen 207 zur Erzeugung von zum Flüssigkeitsausstoß beitragender Energie ausgestattet ist; 204 eine aus einer Harzfolie gefertigte Düsenplatte; und 205 Düsenöffnungen (Ausstoßöffnungen), die in der Düsenplatte 204 ausgestaltet sind. Ferner bezeichnet die Bezugszahl 206 einen Tintenkanal.
Das Energieerzeugungselement 207 hat beispielsweise die Ausgestaltung eines elektrothermischen Wandlers.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Gestalt der durch das herkömmliche, in Fig. 1 gezeigte Verfahren hergestellten Düsenöffnung 205 in der Richtung des Ausstoßes divergierend.
Es wird im folgenden eine Beschreibung für den Fall der Verwendung eines Excimer-Laserstrahls und nicht eines Ultraviolett- Lasers gegeben.
In Fig. 3 bezeichnen die Bezugszahl 301 einen Excimer-Lasergenerator; 302 einen durch den Lasergenerator oszillierten Laserstrahl; 303a, 303b und 303c ein optisches Objektivsystem; 304 eine Projektionsmaske, die die Ausstoßöffnungsstruktur (Düsenöffnungsstruktur) besitzt; 305 einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, bei welchem die Harzfolie an der Öffnungsfläche des Tintenkanals angebracht ist; und 306 eine bewegbare Bühne.
Die Fig. 4 zeigt ein Beispiel des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes 305, bei welchem die Ausstoßöffnungen durch den obigen Prozeß ausgebildet sind. Die Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht von diesem. In dieser Figur bezeichnen eine Bezugszahl 401 eine Deckplatte mit Kehlen, die die Tintenkanäle bilden; 402 eine Basisplatte, die mit Energieerzeugungselementen ausgestattet ist; 403 mit den Tintenkanälen in Verbindung stehende Öffnungen; 404 eine aus der Kunstharzfolie gefertigte Düsenplatte; und 405 eine in der Düsenplatte 404 ausgebildete Ausstoßöffnung. Die Fig. 5 ist eine Querschnittsdarstellung nach der Linie A-A' in der Fig. 4. In Fig. 5 bezeichnen eine Bezugszahl 505 mit der Öffnung 403 in Verbindung stehende Tintenkanäle; und 506 ein Energieerzeugungselement, z.B. ein elektrothermisches Wandlerelement, das zum Ausstoß der Flüssigkeit durch die Ausstoßöffnungen 405 hindurch beitragende Energie erzeugt.
Wenn die Ausstoßöffnung durch einen an der Frontseite der Düsenplatte, wie in Fig. 3 gezeigt ist, angewendeten Excimer- Laser ausgebildet wird, ist die Ausgestaltung der Ausstoßöffnung derart, daß sie in der Ausstoßrichtung eines Tintentröpfchens divergiert.
Im Fall einer derartigen divergierenden Ausgestaltung wird bei Papier die Flüssigkeitsausstoßgeschwindigkeit in manchen Fällen mit dem Ergebnis einer verschlechterten Druckqualität vermindert.
(2) Es wird in Betracht gezogen, daß ein Ultraviolett-Laserstrahl von der Innenseite zur Anwendung kommt, insbesondere von der Auskehlungsseite her bei einem Bauteil, das eine Deckplatte mit Vertiefungen, die die Tintenkanäle bilden, und ein Ausstoßöffnungselement, in welchem die Ausstoßöffnungen (Düsenöffnungen) ausgestaltet sind, besitzt.
Das ist in Fig. 6 gezeigt, wobei ein Ultraviolett-Laserstrahl von der Seite des Tintenkanals aus bei der integrierten Deck- und Düsenplatte angewendet wird. In dieser Figur bezeichnen eine Bezugszahl 601 einen Laseroszillator zur Erzeugung eines ultravioletten Laserstrahls; 602 einen durch den Laseroszillator 601 erzeugten Laserstrahl; 603a, 603b und 603c optische Glieder, die ein Objektivsystem bilden; und 604 eine Projektionsmaske, an welcher Material, z.B. Aluminium, das imstande ist, den Laserstrahl 602 zu blockieren, verdampft ist.
Die Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung einer Deckplatte, in welcher die Düsenöffnungen durch diesen Prozeß ausgebildet sind. In dieser Figur bezeichnen eine Bezugszahl 701 eine mit der Deckplatte 703 einstückige Düsenplatte; 704 eine Mittellinie der durch den Laserstrahl ausgebildeten Düsenöffnung 702. Die Mittellinie ist geneigt, weil der Laserstrahl mit Bezug zur Deckplatte eine Neigung aufweist.
Durch den in Fig. 6 gezeigten Prozeß der Ausbildung einer Düsenöffnung hat die resultierende Düsenöffnung eine umgekehrte Verjüngung, die in der Richtung des Flüssigkeitsausstoßes konvergiert. In dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf mit einer derartigen Düsenöffnung wird die Ausstoßgeschwindigkeit zur Zeit einer Aufzeichnung stabilisiert.
Die übliche Ausbildung des durch Verbinden einer Basisplatte sowie einer Deckplatte gebildeten Tintenkanals hat eine rechtwinklige Ausgestaltung, wobei die Tintenbewegung relativ stabil ist, so daß die Ausstoß- und die Wiederfüllvorgänge glatt ablaufen. Wenn jedoch der Versuch gemacht wird, eine groß bemessene Düsenöffnung auszubilden, um die Tintenausstoßeigenschaften zu begünstigen, wird der durch die Maske hindurchgetretene Laserstrahl durch die den Tintenkanal bildende Wand abgeschattet, was die Bildung einer kleinkalibrigen Düsenöffnung oder einer verformten Düsenöffnung zum Ergebnis hat.
Das ist in Fig. 15 gezeigt, in welcher die Bezugszahl 1502 eine Deckplatte mit die Tintenkanäle bildenden Kehlen bezeichnet; 1504 eine einstückig an der Deckplatte angebrachte Düsenplatte bezeichnet; 1501 ein durch die Maske hindurchgetretener und an der Ebene der Düsenöffnung fokussierter Laserstrahl ist; und 1502 eine den Tintenkanal 1503 bestimmende Kanalwand bezeichnet. Wie aus der Fig. 15 erkennbar wird, wird, wenn man sich bemüht, eine großkalibrige Düsenöffnung zum Zweck der Begünstigung der Tintenausstoßeigenschaften auszubilden, der Teil des Laserstrahls, der durch Schraffierung angegeben ist, durch die Kanalwand 1502, die den Tintenkanal bildet, abgeschattet. Wenn der Strahl durch die Kanalwand 1502 an der Eintrittsseite abgeschattet wird, ist die Ausstoßöffnung (Düsenöffnung), die in der Düsenplatte 1504 ausgebildet wird, nicht länger kreisförmig und wird der Durchmesser kleiner. Falls die einen derart kleinen Durchmesser und eine verformte Ausgestaltung aufweisende Düsenöffnung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf verwendet wird, ist die Menge der Flüssigkeit in einem Tintentröpfchen für die Bildaufzeichnung nicht geeignet; die Richtung der ausgestoßenen Tinte ist nicht stabil.
In der Internationalen Patentanmeldung WO 89/00921 ist ein piezoelektrischer Tintenschreibkopf mit einem Tintenkanal von trapezförmigem Querschnitt offenbart.

Abriß der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Tintenstrahlkopf: ein erstes Bauteil, das mit einem elektrothermischen Energieerzeugungs-Wandlerelement ausgestattet ist, um zum Ausstoßen von Tinte beitragende Wärmeenergie zu erzeugen; ein zweites Bauteil, das mit einer Ausnehmung, um durch Verbinden mit dem genannten ersten Bauteil einen dem erwähnten elektrothermischen Wandlerelement zugeordneten Tintenkanal abzugrenzen, versehen ist; wobei der besagte Tintenkanal einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt hat; und dadurch gekennzeichnet ist, daß: das erwähnte elektrothermische Wandlerelement an einer längeren parallelen Seite des Trapezes angeordnet ist.
Wie die Erfindung ausgeführt wird, wird im folgenden lediglich beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1, 3 und 6 zeigen herkömmliche Laser-Bearbeitungsverfahren;
Fig. 2, 5 und 7 sind schematische Schnittdarstellungen, die die Ausgestaltungen von Ausstoßöffnungen von Tintenstrahl- Aufzeichnungsköpfen zeigen, welche durch den in Fig. 1 dargestellten Prozeß bzw. durch den in Fig. 3 dargestellten Prozeß bzw. durch den in Fig. 6 dargestellten Prozeß erzeugt werden;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines durch einen herkömmlichen Laserprozeß erzeugten Aufzeichnungskopfes;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahl- Aufzeichnungskopfes gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung;
Fig. 9, 10, 11, 12 und 13 stellen ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät dar, das den Aufzeichnungskopf gemäß dieser Erffindung verwendet;
Fig. 14 zeigt den einen Laserstrahl verwendenden Herstellungsprozeß in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dieser Erfindung;
Fig. 15 zeigt einen herkömmlichen Herstellungsprozeß unter Verwendung eines Laserstrahls;
Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahl- Aufzeichnungskopfes in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung;
Fig. 17 zeigt die Ausstoßöffnung von diesem;
Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht einer Anordnung eines weiteren Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes, der nicht in den Rahmen der Patentansprüche fällt;
Fig. 19 veranschaulicht eine Ausstoßöffnung der Fig. 18;
Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahl- Aufzeichnungskopfes in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung;
Fig. 21 und 22 zeigen die Ausstoßöffnungen der Fig. 20.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 8 ist ein wesentlicher Teil eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der Lasergenerator, der verwendet wird, derselbe, wie in Fig. 6 gezeigt ist, wobei der Laserstrahl von der Innenseite des Aufzeichnungskopfes her angewendet wird. Die Ultraviolett-Laserquelle liegt in Gestalt eines Excimer-Laseroszillators (KrF) vor. Der Excimer-Lasergenerator erzeugt einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 248 mm in Form von Impulsen, die eine Impulsbreite von annähernd 15 nsec haben, wenn er zur Ausbildung der Düsenöffnung verwendet wird. Das Objektivsystem besteht aus synthetisch hergestelltem Quarz mit einer Beschichtung aus entspiegeltem Material. Die Projektionsmaske hat eine aus Aluminium gefertigten Struktur, die imstande ist, den KrF- Laserstrahl zu blockieren. Das Aluminium wird verdampft.
Die Deckplatte 801 umfaßt Tintenkanalkehlen 806 und in der Düsenplatte 804 ausgebildete Tintenausstoßöffnungen (Düsenöffnungen) 805. Die Anzahl von diesen kann nach Wunsch bestimmt werden. Der Einfachheit halber sind in der Figur lediglich zwei von diesen gezeigt. Die Düsenplatte 804 ist mit der Deckplatte 801 einstückig.
In Fig. 8 ist die Deckplatte 801 aus Polysulfon-oder Polyäthersulfon-, Polyphenylenoxid-oder Polypropylenharz gefertigt, die eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Tinte haben, und die Deckplatte 801 wird gleichzeitig mit der Düsenplatte 804 einstückig in einer Form ausgeformt.
Es wird eine Beschreibung bezüglich der Methode zur Ausbildung der Düsenöffnung 805 und der Tintenkanalkehle 806 gegeben.
Die Kehlen 806 können unter Verwendung einer Form mit einer entgegengesetzten Struktur, die durch maschinelle Bearbeitung erzeugt ist, geformt werden. Wenn so vorgegangen wird, können die Kehlen 806 leicht in der Deckplatte 801 ausgebildet werden. Der Querschnitt des Tintenkanals in der zur Tintenausstoßrichtung rechtwinkligen Richtung ist bei dieser Ausführungsform derart, daß er zur Verbindung zwischen der Deckplatte und einer mit dieser zu vereinigenden Basisplatte hin zunimmt.
In der Form wird die Düsenplatte ohne die Düsenöffnung 805 geformt. Wie in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben wurde, wird ein Excimer-Laserstrahl vom Laseroszillator von der Seite des Tintenkanals der Düsenplatte 804 auf eine Position projiziert, in welcher die Düsenöffnung 805 ausgebildet werden soll. Durch dessen Projektion wird das Harz entfernt und/oder verdampft, so daß eine Düsenöffnung 805 ausgestaltet wird.
Die Fig. 14 zeigt die Einzelheiten der Ausbildung der Düsenöffnung. Wie aus dieser Figur verständlich wird, wird der Excimer-Laserstrahl 1401 auf die Düsenplatte 1404 von der Seite des Tintenkanals 1405 aus durch die Maske projiziert und an der Düsenplatte 1404 fokussiert. Der Excimer-Laserstrahl 1401 wird zur optischen Achse 1405 mit einem Winkel von 2 Grad auf der einen Seite (θ1) konvergiert. Die optische Achse 1405 des Laserstrahls ist in bezug auf die zur Fläche der Düsenplatte 1404 senkrechte Richtung mit 5 Grad (= θ2) geneigt. Im Fall des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes der Fig. 8 ist der Querschnitt des Tintenkanals trapezförmig, und deshalb wird der Laserstrahl durch die Tintenflußkanalwand 1403, selbst wenn der Laserstrahl zum Zweck der Herstellung einer großkalibrigen Ausstoßöffnung (Düsenöffnung) von der Innenseite des Aufzeichnungskopfes her projiziert wird, nicht abgeschattet. Deshalb wird die Ausgestaltung der Düsenöffnung nicht deformiert und konvergiert der Querschnitt in der Ausstoßrichtung.
Ein bei dieser Ausführungsform verwendeter Excimer-Laserstrahl wird beschrieben. Der Excimer-Laser ist imstande, ultraviolettes Licht zu oszillieren. Der hierdurch erzeugte Laserstrahl hat eine hohe Energie; die Bandbreite ist klein;
das Richtvermögen ist gut; eine kurze Impulsoszillation ist möglich; der Strahl kann unter Verwendung einer Linse konvergiert werden, um die Energiedichte zu erhöhen. Dies alles ist von Vorteil, und der Excimer-Laseroszillator bewirkt eine Entladung und Anregung eines Gemischs aus seltenem Gas und Halogen, wodurch ultraviolettes Licht in Form von kurzen Impulsen (15 - 35 ns) oszilliert wird. Was das Gas angeht, werden Kr-F-, Xc = Cl- oder Ar-F-Laser in weitem Umfang verwendet. Die Schwingungsenergie hat mehrere Hundert mJ/Impuls, und die Impulsfrequenz beträgt 30 - 1000 Hz.
Wenn die Polymerharzfläche dem ultravioletten Licht mit kurzem Impuls ausgesetzt wird, das eine hohe Energie hat, z.B. einem Excimer-Laserstrahl, wird der exponierte Teil augenblicklich aufgelöst und in Verbindung mit einer Plasmaemission und einem Auftreffgeräusch (abrasive Photozersetzung (APD)) zerstreut. Auf diese Weise kann das Polymerharz verarbeitet werden.
Es wird ein Vergleich zwischen der Bearbeitungsgenauigkeit durch den Excimer-Laser und derjenigen durch den anderen Laser angestellt. Beispielsweise wird eine Polyimid-(PI-) Folie dem Excimer-Laser sowie einem YAG-Laser und einem CO&sub2;-Laser ausgesetzt. Durch den KrF-Laser wird eine klare Öffnung gebildet, weil das Polyimid ultraviolettes Wellenlängenbereichs licht absorbiert. Mit dem YAG-Laser wird eine Öffnung gebildet, jedoch ist der Rand nicht glatt, weil der Laser keine Bandbreite im Ultraviolettbereich hat. Der CO&sub2;-Laser, der infrarotes Licht erzeugt, liefert ein Loch jedoch mit einem Krater darum herum. Metall, z.B. rostfreier Stahl, intransparentes Keramikmaterial und Si od. dgl. werden durch den Excimer-Laser im atmosphärischen Milieu nicht beeinflußt, und sie sind deshalb als das Material für die Maske verwendbar.
Bei der obigen Konstruktion sind das Positionieren und Verkleben zwischen der Deckplatte sowie der Düsenplatte nicht erforderlich, und deshalb kann der Positionierfehler zum Zeitpunkt des Verklebens vermieden werden. Das vermindert die Anzahl an Ausschußteilen, und die Zahl der Fertigungsschritte kann herabgesetzt werden. Das trägt zur Massenproduktion und zu niedrigen Kosten des Aufzeichnungskopfes bei. Darüber hinaus hat das Weglassen des Verklebungsschritts zwischen der Deck- und der Düsenplatte die Anfälligkeit für ein Verstopfen der Düsenöffnungen und der Tintenkanäle durch das darin einfließende Verklebematerial eliminiert. Bei dem Verkleben zwischen der Heizelementplatte 802 und der Deckplatte 801, die die integrierte Düsenplatte 804 besitzt, ist das Positionieren zwischen diesen möglich, indem die Heizelementplatte 802 an die zur ausstoßseitigen Fläche der Düsenplatte 804 entgegengesetzte Stirnfläche angestoßen wird, und dadurch kann der gesamte Positionierschritt und können die Montageschritte einfacher gemacht werden. Darüber hinaus wird die Düsenplatte nicht ungewollt abgetrennt.
Die Fig. 9, 10, 11, 12 und 13 zeigen eine Tintenstrahleinheit IJU, einen Tintenstrahlkopf IJH, einen Tintenbehälter IT, eine Tintenstrahlkartusche IJC, einen Kopfschlitten HC und eine Hauptbaugruppe IJRA eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung und die Beziehungen zwischen diesen Bauteilen. Die Konstruktionen der jeweiligen Bauteile werden im folgenden beschrieben.
Wie aus der perspektivischen Ansicht der Fig. 10 verständlich wird, hat die Tintenstrahlkartusche IJC bei dieser Ausführungsform einen relativ großen Tintenaufnahmeraum, und ein Endstück der Tintenstrahleinheit IJU ragt etwas von der frontseitigen Fläche des Tintenabehälters IT vor. Die Tintenstrahlkartusche IJC ist in einer korrekten Position am Schlitten HC (Fig. 12) der Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät-Hauptbaugruppe IJRA durch geeignete Positioniermittel und mit elektrischen Kontakten, was im folgenden im Detail beschrieben werden wird, montierbar. Bei dieser Ausführungsform ist es ein Kopf vom Wegwerftyp, der am Schlitten HC lösbar anzubringen ist. Die in den Fig. 9 - 13 offenbarten Konstruktionen enthalten verschiedene neuartige Merkmale, die zuerst allgemein beschrieben werden.

(i) Tintenstrahleinheit IJU

Die Tintenstrahleinheit IJU ist vom Blasenstrahl-Aufzeichnungstyp, wobei elektrothermische Wandler verwendet werden, die in Abhängigkeit von elektrischen Signalen Wärmeenergie erzeugen, um eine Filmverdampfung der Tinte hervorzurufen.
Gemäß der Fig. 9 umfaßt die Einheit eine Heizelementplatte 901 mit elektrothermischen Wandlern (Ausstoß-Heizelementen), die in einer Linie an einem Si-Substrat angeordnet sind, und elektrische, aus Aluminium od. dgl. gefertigte Leiter, um den Wandlern Elektroenergie zuzuführen. Die elektrothermischen Wandler und die elektrischen Leiter werden durch ein Dünnschicht-Herstellungsverfahren gebildet. Mit der Heizelementplatte 901 ist eine Verdrahtungsplatte 902 verbunden, die eine der Verdrahtung der Heizelementplatte 901 entsprechende Verdrahtung (beispielsweise durch die Drahtbondertechnik verbunden) und an einem Ende der Verdrahtung angeordnete Kontaktpunkte 903, um elektrische Signale von dem Hauptteil des Aufzeichnungsgeräts zu empfangen, enthält.
Eine Deckplatte 904 ist mit Kehlen versehen, die Trennwände zur Unterteilung von benachbarten Tintenkanälen bestimmen, und besitzt eine gemeinsame Flüssigkeitskammer, um die den jeweiligen Tintenkanälen zuzuführende Tinte aufzunehmen. Die Deckplatte 904 ist einstückig mit einer Tintenzulauföffnung 905, um die vom Tintenbehälter IT zugeführte Tinte zu empfangen und die Tinte zur gemeinsamen Kammer zu leiten, sowie auch mit einer Düsenplatte 906, die eine Mehrzahl von den Tintenkanälen entsprechenden Ausstoßöffnungen besitzt, ausgebildet. Das Material des einstückigen Formteils ist bevorzugterweise Polysulfon, es kann jedoch ein anderes Formharzmaterial sein.
Ein Lagerelement 907 ist beispielsweise aus Metall gefertigt und dient dazu, eine Rückseite der Verdrahtungsplatte 902 in einer Ebene abzustützen, und es bildet eine Bodenplatte der Tintenstrahleinheit IJU. Eine Haltefeder 908 in Form eines "M" hat ein zentrales Teil, das auf die gemeinsame Kammer mit leichtem Druck einwirkt, und eine Klammer 909 drückt konzentriert mit einem Liniendruck auf einen Teil des Flüssigkeitskanals, vorzugsweise den Teil in der Nachbarschaft der Ausstoßöffnungen. Die Haltefeder 908 hat Schenkel, um die Heizelementplatte 901 und die Deckplatte 904 durch Eindringen in Öffnungen 913 der Lagerplatte 907 festzuklemmen und sich gegen die Rückfläche der Lagerplatte 907 anzulegen. Auf diese Weise werden die Heizelementplatte 901 und die Deckplatte 904 durch die konzentrierte Druckkraft seitens der Schenkel und die Klammer 909 der Feder 908 festgeklemmt. Die Lagerplatte 907 besitzt Positionieröffnungen 913, 914 und 915, die mit zwei Positionierzapfen 910 und mit Positionier- sowie Schmelzfixierstiften 911 sowie 912 des Tintenbehälters IT zum Eingriff gelangen. Sie enthält ferner Nasen 916 und 917 an ihrer Rückseite, um ein Positionieren mit Bezug zum Schlitten HC der Hauptbaugruppe IJRA zu bewirken.
Darüber hinaus hat das Lagerelement 907 ein Loch, das von einer Tintenzufuhrröhre 918, die später beschrieben werden wird, durchdrungen wird, um Tinte vom Tintenbehälter zuzuführen. Die Verdrahtungsplatte 902 wird am Lagerelement 907 mittels eines Klebemittels od. dgl. angebracht. Das Lagerelement 907 ist benachbart zu den Positioniernasen 916 und 917 mit Ausnehmungen 920 sowie 920 versehen.
Wie in Fig. 10 zu sehen ist, hat die zusammengebaute Tintenstrahlkartusche IJC ein vorspringendes Kopfteil mit drei Seiten, die mit mehreren parallelen Rillen 923 und 924 versehen sind. Die Ausnehmungen 920 und 920 sind an Verlängerungen der parallelen Rillen an der oberen und unteren Seite angeordnet, um zu verhindern, daß Tinte oder Fremdmaterialien, die sich längs der Rille bewegen, die Nasen 916 und 917 erreichen. Das Abdeckbauteil 925, das in Fig. 12 gezeigt ist, hat die parallelen Rillen 923 und bildet eine äußere Abdekkung der Tintenstrahlkartusche IJC wie es auch mit dem Tintenbehälter zusammenwirkt, um einen Raum zur Aufnahme der Tintenstrahleinheit IJU abzugrenzen. Das Tintenzufuhrelement 926 mit den parallelen Rillen 924 hat eine Tintenleitungsröhre 927, die mit der oben beschriebenen Tintenzufuhrröhre 918 verbunden ist und auf der Seite der Zufuhrröhre 918 herausragt. Um die Kapillarwirkung an der befestigten Seite der Tintenleitungsröhre 927 und der Tintenzufuhrröhre 918 zu gewährleisten, wird ein Abdichtstopfen 928 eingesetzt.
Eine Manschette 929 dichtet das Verbindungsteil zwischen dem Tintenbehälter IT und der Zufuhrröhre 918 ab. Ein Filter 930 ist am behälterseitigen Ende der Zufuhrröhre angeordnet. Das Tintenzufuhrelement 926 ist ein Formteil und wird deshalb mit niedrigen Kosten bei hoher Positioniergenauigkeit erzeugt. Zusätzlich gewährleistet die herausragende Ausbildung der Röhre 927 den Preßkontakt zwischen der Röhre 927 und dem Tintenzulauf 905, auch wenn das Tintenzufuhrelement 926 ein Massenproduktteil ist.
Bei dieser Ausführungsform kann der komplette Verbindungszustand mit Sicherheit erhalten werden, indem man einfach dichtendes Klebemittel von. der Seite des Tintenzufuhrelements unter einem Druckkontaktzustand fließen läßt. Das Tintenzufuhrelement 926 kann am Lagerelement 907 befestigt werden, indem (nicht dargestellte) rückseitige Stifte des Tintenzufuhrelements 926 durch die Öffnungen 931 sowie 932 des Lagerelements 907 hindurchgeführt werden und derjenige Teil, mit welchem die Stifte über die Rückseite des Lagerelements 907 vorragen, durch Wärme geschmolzen wird. Die geringfügig vorragenden, wärmegeschmolzenen Teile werden in(nicht dargestellten) Ausnehmungen in der anbauseitigen Fläche des Tintenbehälters IT für die Tintenstrahleinheit IJU aufgenommen, und deshalb kann die Einheit IJU korrekt positioniert werden.

(ii) Tintenbehälter IT

Der Tintenbehälter umfaßt ein Hauptteil 933, ein Tinte absorbierendes Material 934 und ein Abdeckbauteil 935. Das Tintenabsorptionsmaterial 934 wird in das Hauptteil 933 von der der Anbauseite der Einheit IJU entgegengesetzten Seite eingesetzt, und danach schließt das Abdeckbauteil 935 das Hauptteil ab.
Das Tintenabsorptionsmaterial 934 wird auf diese Weise im Hauptteil 933 angeordnet. Die Tintenzufuhröffnung 936 dient dazu, die Tinte der Tintenstrahleinheit IJU, die die oben beschriebenen Teile 901 - 906 umfaßt, zuzuführen, und dient auch als ein Tinteninjektionseinlaß, um eine anfängliche Tintenzufuhr zum Absorptionsmaterial zuzulassen, bevor die Einheit IJU am Bauteil 935 des Hauptteils montiert wird.
Bei dieser Ausführungsform kann die Tinte durch eine Entlüftungsöffnung und diese Zuführöffnung eingebracht werden. Um eine gute Zufuhr von Tinte zu erreichen, sind an der innenseitigen Fläche des Hauptteils 933 Rippen 937 und an der Innenseite des Abdeckbauteils 935 Rippen 916 sowie 920 ausgestaltet,die wirksam sind, um innerhalb des Tintenbehälters einen Tinte enthaltenden Bereich zu schaffen, der sich kontinuierlich von der Seite der Entlüftungsöffnung zu demjenigen Eckbereich des Hauptteils erstreckt, welcher am weitesten von der Tintenzufuhröffnung 936 entfernt ist. Um die Tinte gleichförmig in gutem Zustand zu verteilen, ist es deshalb vorzuziehen, daß die Tinte durch die Zufuhröffnung 936 eingebracht wird. Diese Tintenzufuhrmethode ist praktisch wirksam. Die Anzahl der Rippen 937 bei dieser Ausführungsform beträgt vier, und die Rippen 937 verlaufen parallel zu einer Bewegungsrichtung des Schlittens nahe der Rückseite des Hauptteils des Tintenbehälters, wodurch das Absorptionsmaterial 934 gehindert ist, mit der Innenfläche der Rückseite des Hauptteils in enge Berührung zu kommen. Die Rippen 916 und 920 sind an der innenseitigen Fläche des Abdeckbauteils 935 an einer Stelle ausgebildet, die im wesentlichen eine Verlängerung der Rippen 937 darstellt, jedoch ist im Gegensatz zu den großen Rippen 937 die Größe der Rippen 916 und 920 klein, als ob es geteilte Rippen sind, so daß der Luft enthaltende Raum bei den Rippen 916 und 920 größer ist als bei den Rippen 937. Die Rippen 916 und 920 sind an der gesamten Fläche des Abdeckbauteils 935 verteilt und deren Fläche ist nicht größer als eine Hälfte der gesamten Fläche. Durch das Vorsehen der Rippen kann die Tinte im Eckbereich des Tintenabsorptionsmaterials, der von der Zufuhröffnung am weitesten entfernt ist, stabil und sicher der Zuflauföffnung durch die Kapillarwirkung zugeführt werden. Die Kartusche ist mit einer Entlüftungsöffnung für eine Verbindung zwischen dem Kartuscheninneren mit der Außenluft versehen. Innenseitig der Entlüftungsöffnung 921 befindet sich ein wasserabstoßendes Material 922, um zu verhindern, daß die innenseitige Tinte durch die Entlüftungsöffnung 921 nach außen durchsickert.
Der Tintenaufnahmeraum im Tintenbehälter IT ist im wesentlichen ein rechtwinkliges Parallelepiped, wobei sich die langen Seitenflächen in der Richtung der Schlittenbewegung erstrekken, und deshalb sind die oben beschriebenen Rippenanordnungen insbesondere effektiv. Wenn die lange Seite längs der Bewegungsrichtung des Schlittens verläuft oder wenn der Tinte enthaltende Raum die Gestalt eines Würfels hat, werden die Rippen vorzugsweise an der gesamten Fläche der Innenseite des Abdeckbauteils 935 ausgebildet, um die Tintenzufuhr vom Tintenabsorptionsmaterial 934 zu stabilisieren. Die Würfelgestalt ist vom Standpunkt einer Aufnahme von Tinte soviel wie möglich in einem begrenzten Raum vorzuziehen. Jedoch bilden vom Standpunkt der Verwendung der Tinte mit einem minimalen verfügbaren Teil im Tintenbehälter die Anordnungen der an den zwei Flächen ausgestalteten Rippen eine Ecke.
Bei dieser Ausführungsform sind die innenseitigen Rippen 916 und 920 des Tintenbehälters IT im wesentlichen gleichförmig in der Richtung der Dicke des Tintenabsorptionsmaterials, das die rechtwinklige Parallelepipedgestalt hat, verteilt.
Eine derartige Konstruktion ist von Bedeutung, weil die Druckverteilung der Luft im Tintenbehälter IT gleichförmig gemacht wird, wenn die Tinte im Absorptionsmaterial verbraucht wird, so daß die Menge der verbleibenden, nicht verfügbaren Tinte im wesentlichen Null ist. Es ist vorzuziehen, daß die Rippen an der Fläche oder den Flächen außenseitig eines kreisförmigen Bogens, der sein Zentrum in der an der oberen Fläche des rechtwinkligen Tintenabsorptionsmaterials vorragenden Position der Tintenzufuhröffnung 936 hat und einen Radius besitzt, welcher gleich der langen Seite der rechtwinkligen Gestalt ist, angeordnet werden, weil dann der Umgebungsluftdruck rasch für das Tintenabsorptionsmaterial, das außerhalb des kreisförmigen Bogens vorhanden ist, bewerkstelligt wird. Der Ort der Entlüftung des Tintenbehälters IT ist nicht auf die Position dieser Ausführungsform begrenzt, falls es für das Einführen der Umgebungsluft an der Position, wo die Rippen angeordnet sind, nützlich ist.
Bei dieser Ausführungsform ist die Rückseite der Tintenstrahlkartusche IJC flach, und deshalb wird der erforderliche Raum, wenn sie im Gerät montiert wird, minimiert, während die maximale Tintenaufnahmekapazität aufrechterhalten wird. Deshalb kann die Größe des Geräts vermindert werden, und gleichzeitig wird die Häufigkeit des Kartuschenaustauschens minimiert. Um den rückwärtigen Platz des für eine Vereinheitlichung der Tintenstrahleinheit IJU verwendeten Raumes zu nutzen, wird ein Vorsprung für die Entlüftungsöffnung 921 vorgesehen und ist die Innenseite des Vorsprungs im wesentlichen frei, wobei der freie Raum 938 der Luftzufuhr in den Tintenbehälter IT in gleichförmiger Weise in der Richtung der Dicke des Absorptionsmaterials dient. Wegen der oben beschriebenen Merkmale ist die Kartusche als Ganzes von besserer Gebrauchsleistung als die herkömmliche Kartusche. Der Luftzufuhrraum 938 ist viel größer als derjenige in der herkömmlichen Kartusche. Zusätzlich befindet sich die Entlüftungsöffnung 921 in einer oberen Position, und deshalb kann, wenn die Tinte aus dem einen oder anderen Grund aus dem Absorptionsmaterial austritt, der Luftzufuhrraum 938 vorübergehend die Tinte zurückhalten, um zu ermöglichen, daß diese Tinte zurück in das Absorptionsmaterial gesaugt wird. Deshalb kann der unwirtschaftliche Verbrauch der Tinte eliminiert werden.
Es wird auf die Fig. 11 Bezug genommen, in der eine Konstruktion einer Fläche des Tintenbehälters IT gezeigt ist, an welcher die Einheit IJU montiert wird. Zwei Positionierzapfen 910 befinden sich auf einer Linie L1, die eine Linie durch die substantielle Mitte des Schemas der Ausstoßöffnungen in der Düsenplatte 906 ist und parallel zur Bodenfläche des Tintenbehälters IT oder parallel zur Tintenbehälter-Lagerungsbezugsfläche des Schlittens verläuft. Die Höhe der Zapfen 910 ist geringfügig kleiner als die Dicke des Lagerelements 907, und die Zapfen 910 dienen dazu, das Lagerelement 907 korrekt zu positionieren. An einer Verlängerung (rechte Seite) in dieser Figur befindet sich eine Klinke 939, mit der eine rechtwinklige Rastfläche 4002 eines Schlitten-Positionierhakens 4001 zum Eingriff zu bringen ist. Deshalb wirkt die Kraft zum Positionieren der Tintenstrahleinheit mit Bezug zum Schlitten in einer zu einer Bezugsebene, die die Linie L1 einschließt, parallelen Ebene. Diese Lagebeziehungen sind von Bedeutung, weil die Genauigkeit im Positionieren des Tintenbehälters der Positioniergenauigkeit der Ausstoßöffnung des Aufzeichnungskopfes äquivalent wird, was im folgenden in Verbindung mit der Fig. 12 beschrieben werden wird.
Stifte 911 und 912, die den Positionieröffnungen 914 und 915 entsprechen, um das Lagerelement 907 an der Seite des Tintenbehälters IT zu fixieren, sind länger als die Zapfen 910, so daß sie das Lagerelement 907 durchdringen, und die vorstehenden Teile werden geschmolzen, um das Lagerelement 907 an der Seitenfläche festzulegen. Wenn eine Linie L3, die durch den Stift 911 geht und zur Linie L1 rechtwinklig ist, und eine durch den Stift 912 verlaufende sowie zur Linie L1 rechtwinklige Linie L2 gezogen werden, liegt die Mitte der Zufuhröffnung 636 im wesentlichen auf der Linie L3, wodurch die Verbindung zwischen der Zufuhröffnung 936 und der Zufuhrröhre 918 stabilisiert wird, und deshalb kann, auch wenn die Kartusche herunterfällt oder selbst wenn ein Stoß der Kartusche vermittelt wird, die auf den Verbindungsabschnitt aufgebrachte Kraft minimiert werden. Da darüber hinaus die Linien L2 und L3 einander nicht überdecken und die Stifte 911 sowie 912 benachbart zu diesem Zapfen 910 angeordnet sind, der den Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlkopfes näher ist, wird das Positionieren der Tintenstrahleinheit mit Bezug zum Tintenbehälter weiter verbessert. In dieser Figur gibt eine gekrümmte Linie L4 die Position der Außenwand des Tintenzufuhrelements 926, wenn es montiert wird, an. Da die Stifte 911 und 912 sich längs der gekrümmten Linie L4 befinden, sind die Stifte wirksam, um eine ausreichende mechanische Festigkeit und Positioniergenauigkeit gegen die Masse der Endstruktur des Kopfes IJH zu erzeugen.
Ein stirnseitiger Vorsprung 940 des Tintenbehälters IT ist mit einer in der Frontplatte 4000 des Schlittens ausgebildeten Öffnung zum Eingriff zu bringen, um zu verhindern, daß die Tintenkartusche extrem aus ihrer Position verlagert wird. Ein Anschlag 941 ist mit einem (nicht dargestellten) Zapfen des Schlittens HC verrastbar, und wenn die Kartusche IJC mit einer Drehung korrekt montiert wird, was im folgenden beschrieben werden wird, nimmt der Anschlag 941 eine Position unter dem Zapfen ein, so daß, selbst wenn eine aufwärtige Kraft aufgebracht wird, die bestrebt ist, die Kartusche aus der korrekten Position zu lösen, der korrekt montierte Zustand aufrechterhalten wird. Der Tintenbehälter IT wird, nachdem die Einheit IJU an diesem montiert ist, mit einem Abdeckbauteil 925 abgedeckt. Dann ist die Einheit IJU mit Ausnahme ihres Bodens rundum eingeschlossen. Die bodenseitige Öffnung von dieser erlaubt jedoch, daß die Kartusche IJC am Schlitten HC zu montieren ist, und sie ist nahe dem Schlitten HC, wodurch die Tintenstrahleinheit im wesentlichen an den sechs Seiten umschlossen ist. Deshalb ist die Wärmeerzeugung vom Tintenstrahlkopf IJH, der sich im umschlossenen Raum befindet, wirksam, um die Temperatur des umschlossenen Raumes aufrechtzuerhalten.
Wenn die Kartusche IJC jedoch ununterbrochen für eine lange Zeitdauer betrieben wird, steigt die Temperatur geringfügig an. Gegen den Temperaturanstieg ist die obere Fläche der Kartusche IJC mit einem Schlitz 942 versehen, der eine Breite hat, die geringer als der umschlossene Raum ist, wodurch die spontane Wärmeabstrahlung begünstigt wird, um den Temperaturanstieg zu verhindern, während die gleichförmige Temperaturverteilung der gesamten Einheit IJU durch die Umgebungsbedindungen nicht beeinflußt wird.
Nachdem die Tintenstrahlkartusche IJC zusammengebaut ist, wird die Tinte vom Inneren der Kartusche zu der Kammer im Tintenzufuhrelement 926 durch die Zufuhröffnung 936, das Loch 919 des Lagerelements 907 und einen in der Rückseite des Tintenzufuhrelements 926 ausgebildeten Einlaß geführt. Aus der Kammer des Tintenzufuhrelements 926 wird die Tinte der gemeinsamen Kammer durch den Auslaß, die Zufuhrröhre und den Tinteneinlaß und den Tintenzulauf 905, der in der Deckplatte 904 ausgebildet ist, zugeführt. Das Verbindungsteil für die Tintenzufuhr wird durch Silikongummi oder Butylgummi od. dgl. abgedichtet, um den hermetischen Abschluß zu gewährleisten.
Bei dieser Ausführungsform ist die Deckplatte 904 aus einem Harzmaterial gefertigt, das Beständigkeit gegenüber der Tinte hat, wie Polysulfon, Polyäthersulfon, Polyphenylenoxid, Polypropylen. Sie wird einstückig in einer Form zusammen mit dem Düsenplattenteil 906 geformt.
Wie im Vorstehenden beschrieben wurde, umfaßt das einstückige Bauteil das Tintenzufuhrelement 926, die Deckplatte 904, die Düsenplatte 906 sowie damit einstückige Teile und das Tintenbehälter-Hauptteil 933. Deshalb wird die Genauigkeit im Zusammenbau gesteigert, und das ist für die Massenproduktion zweckmäßig. Die Anzahl der Teile ist geringer als in der herkömmlichen Vorrichtung, so daß die gute Leistung gewährleistet werden kann.
Wie in den Fig. 9 - 11 gezeigt ist, ist die Ausgestaltung bei dieser Ausführungsform nach dem Zusammenbau derart, daß das obere Endstück 943 des Tintenzufuhrelements 926 mit einer Endfläche des Oberteils von diesem, das die Rillen 924 hat, zusammenwirkt, um, wie in Fig. 10 gezeigt ist, einen Schlitz S zu bilden. Das Bodenstück 944 wirkt mit dem zufuhrseitigen Ende einer dünnen Platte, mit der das Abdeckbauteil 925 des Tintenbehälters IT verklebt ist, zusammen, um einen (nicht dargestellten) zum Schlitz S gleichartigen Schlitz auszubilden. Die Schlitze zwischen dem Tintenbehälter IT und dem Tintenzufuhrelement 926 sind wirksam, um die Wärmeabstrahlung zu steigern, und sie sind auch wirksam, um zu verhindern, daß ein zu erwartender Druck auf den Tintenbehälter IT unmittelbar das Tintenzufuhrelement oder die Tintenstrahleinheit IJU beeinflußt.
Die oben beschriebenen verschiedenartigen Konstruktionen sind einzeln wirksam, um die jeweiligen Vorteile zu bieten, und sie sind auch sehr effektiv, wenn sie miteinander kombiniert werden.
(iii) Montage der Tintenstrahlkartusche IJC am Schlitten HC Gemäß Fig. 12 leitet eine Schreibwalze 5000 das Aufzeichnungsmedium P von der Unter- zur Oberseite. Der Schlitten HC ist längs der Schreibwalze 5000 bewegbar und umfaßt eine Frontplatte 4000, eine Tragplatte 4003 für eine elektrische Verbindung und einen Positionierhaken 4001. Die Düsenplatte 906 hat eine Dicke von 2 mm und ist näher zur Schreibwalze angeordnet. Die Frontplatte 4000 ist nahe der Frontseite der Tintenstrahlkartusche IJC angeordnet, wenn die Kartusche IJC am Schlitten montiert ist. Die Tragplatte 4003 lagert eine flexible Platine 4005 mit Kontaktpunkten 946, die den Kontaktpunkten 903 der Verdrahtungsplatte 902 der Tintenstrahlkartusche IJC entsprechen, und eine Gummi-Pufferplatte 4007, um eine elastische Kraft zum Ausüben eines Drucks auf die Rückseite der flexiblen Platine 4005 zu den Kontaktpunkten 903 hin aufzubringen. Der Positionierhaken 4001 wirkt dahingehend, die Tintenstrahlkartusche IJC in der Aufzeichnungsposition zu fixieren. Die Frontplatte 4000 ist mit zwei vorragenden Positionierflächen 4010 versehen, die den Positioniernasen 916 und 917 des Lagerelements 907 der Kartusche, die oben beschrieben wurden, entsprechen. Nachdem die Kartusche montiert ist, empfängt die Frontplatte die Kraft in der zu den vorragenden Positionierflächen 4010 rechtwinkligen Richtung. Deshalb erstrecken sich mehrere (nicht dargestellte) Versteifungsrippen in Richtung der Kraft auf der Schreibwalzenseite der Frontplatte. Die Rippen ragen geringfügig (etwa 0,1 mm) von der Frontseitenflächenposition L5 zur Schreibwalze vor, wenn die Kartusche IJC montiert ist, und deshalb wirken sie als Kopfschutzvorsprünge. Die Tragplatte 4003 ist mit mehreren Verstärkungsrippen 4004 versehen, die sich in einer zu den obigen Frontplattenrippen rechtwinkligen Richtung erstrekken. Die Verstärkungsrippen 4004 haben Höhen, welche von der Seite der Schreibwalze zur Seite des Positionierhakens 4001 abnehmen. Hierdurch wird die Kartusche schräggestellt, wie in Fig. 12 gezeigt ist, wenn sie montiert wird.
Die Tragplatte 4003 ist an ihrem unteren linken Teil, d.h.an der dem Positionierhaken nähergelegenen Stelle, mit zwei zusätzlichen Positionierflächen 4006 ausgestattet, die den vorragenden Positionierflächen 4010 entsprechen. Durch die zusätzlichen Positionierflächen 4006 empfängt die Kartusche die Kraft in der zu der Kraft entgegengesetzten Richtung, welche durch die Kartusche mittels der oben beschriebenen vorragenden Positionierflächen 4010 aufgenommen wird, so daß die elektrischen Kontakte stabilisiert werden. Zwischen den oberen und unteren vorragenden Positionierflächen 4010 ist ein Kontaktpunktbereich angeordnet, so daß der Verformungswert der Vorsprünge der Gummi-Pufferplatte 4007, der den Kontaktpunkten 946 entspricht, bestimmt wird. Wenn die Kartusche in der Aufzeichnungsposition fixiert ist, werden die Positionierflächen mit der Fläche des Lagerelements 907 in Berührung gebracht. Bei dieser Ausführungsform sind die Kontaktpunkte 903 des Lagerelements 907 so verteilt, daß sie mit Bezug zur oben angegebenen Linie L1 symmetrisch sind, und deshalb wird der Verformungswert der jeweiligen Vorsprünge der Gummi-Pufferplatte 4007 gleichförmig gemacht, um den Kontaktdruck der Kontaktpunkte 946 und 903 zu stabilisieren. Bei dieser Ausführungsform sind die Kontaktpunkte 903 in zwei Säulen und zwei oberen und unteren Reihen angeordnet.
Der Haken 4001 ist mit einem Langloch versehen, das mit einem ortsfesten Zapfen 4009 in Eingriff zu bringen ist. Unter Ausnutzung des durch das Langloch gebotenen bewegbaren Bereichs dreht der Haken 4001 in, der Gegenuhrzeigerrichtung, und danach bewegt er sich nach links parallel zur Schreibwalze 5000, wodurch die Tintenstrahlkartusche IJC am Schlitten HC positioniert wird. Ein derartiger bewegbarer Mechanismus des Hakens 4001 kann durch eine andere Konstruktion bewerkstelligt werden, jedoch ist es vorzuziehen, einen Hebel od. dgl. zu verwenden. Während der Drehung des Hakens 4001 bewegt sich die Kartusche IJC aus der in Fig. 12 gezeigten Position zu der Position zur Schreibwalzenseite hin, und die Positioniernasen 916 sowie 917 kommen in die Lage, in welcher sie mit den Positionierflächen 4010 in Eingriff gelangen. Dann wird der Haken 4001 nach links bewegt, so daß die Hakenfläche 4002 mit der Klinke 939 der Kartusche IJC in Berührung kommt, und die Tintenkartusche IJC dreht um den Berührungspunkt zwischen der Positioniernase 916 und der Positionierfläche 4010 in einer horizontalen Ebene, so daß die Kontaktpunkte 903 und 946 miteinander in Berührung kommen. Wenn der Haken 4001 verrastet wird, d.h. in der Fixier- oder Rastposition festgehalten wird, so werden dadurch vollkommene Berührungen zwischen den Kontaktpunkten 903 sowie 946, zwischen den Positionierelementen 916 sowie 4010, zwischen der Rastfläche 4002 und der Rastfläche der Klinke sowie zwischen dem Lagerelement 907 und der Positionierfläche 4006 gleichzeitig hergestellt, und dadurch wird die Kartusche IJC vollständig am Schlitten montiert.

(iv) Allgemeine Anordnung des Geräts

Die Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts IJRA, in welchem die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt. Eine Leitspindel 5005 dreht mittels Getrieberädern 5011 sowie 5009 durch die Vorwärts- und Rückwärtsdrehung eines Antriebsmotors 5013. Die Leitspindel 5005 hat eine schraubenförmige Kehle 5004, mit welcher ein (nicht dargestellter) Stift des Schlittens HC in Eingriff ist, wodurch der Schlitten HC in den Richtungen a und b hin- und herbewegbar ist. Eine Blatt-Halteplatte 5002 legt das Blatt an der Schreibwalze über den Bereich der Schlittenbewegung fest. Ausgangsstellung-Ermittlungselemente 5007 und 5008 liegen in Form von lichtelektrischen Kopplungselementen vor, um das Vorhandensein eines Hebels 5006 des Schlittens zu ermitteln, worauf im Ansprechen hierauf die Drehrichtung des Motors 5013 umgeschaltet wird. Ein Lagerteil 5016 bringt ein Abdeckorgan 5022 zum Abdecken des Aüfzeichnungskopfes mit dessen frontseitiger Fläche in Anlage. Eine Saugeinrichtung 5015 übt eine Saugwirkung auf den Aufzeichnungskopf durch die Öffnung 5023 der Kappe aus, um so den Aufzeichnungskopf zu regenerieren.
Mittels eines Bewegungsorgans 5019 wird eine Reinigungsklinge 5017 vor- und zurückbewegt. Diese werden an dem Tragrahmen 5018 der Hauptbaugruppe des Geräts gehalten. Die Klinge kann in anderer Form vorliegen, insbesondere als bekannte Reinigungsklinge. Ein Hebel 5021 ist wirksam, um den Ansaug-Regeneriervorgang auszulösen, und wird mit der Bewegung eines am Schlitten anliegenden Nockens 5020 bewegt, und die Antriebskraft vom Antriebsmotor wird durch bekannte Übertragungseinrichtungen, wie eine Kupplung od. dgl., geregelt.
Die Abdeck-, Reinigungs- und Ansaugvorgänge können durchgeführt werden, wenn bei dieser Ausführungsform der Schlitten durch die Leitspindel 5005 sich in der Ausgangsstellung befindet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung bei einem anderen Systemtyp anwendbar, bei welchem diese Vorgänge zu unterschiedlichen Zeitpunkten bewirkt werden. Die individuellen Konstruktionen sind von Vorteil, und zusätzlich ist deren Kombination weiter vorzuziehen.
Der Aufzeichnungskopf der Fig. 8 ist in Form einer Kartusche konstruiert, wie in den Fig. 9, 10 sowie 12 gezeigt ist, und die Kartusche wird am Aufzeichnungsgerät der Fig. 13 montiert. Es hat sich bestätigt, daß die Ausstoßgeschwindigkeit und die Genauigkeit der Positionen der Tintentröpfchen gesteigert wird, und deshalb ist das Aufzeichnen in gutem Zustand gewesen.
Das Volumen des ausgestoßenen Flüssigkeitströpfchens war ausreichend, und deshalb war die Dichte des Drucks hinreichend.
Die Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht eines Aufzeichnungskopfes gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung, wobei eine Heizelementplatte 1601 mit einer Deckplatte 1604 verklebt ist.
Die Deckplatte 1604 ist mit Tintenkanalkehlen 1606 versehen und hat eine Düsenplatte 1602, die mit Tintenausstoßöffnungen (Düsenöffnungen) 1603 in Übereinstimmung mit den Kehlen 1606 ausgestattet ist. Die Anzahl der Kehlen 1606 und der Düsenöffnungen 1603 wird nach Wunsch bestimmt. Aus Gründen der Einfachheit sind in der Figur lediglich zwei von diesen dargestellt. Die Düsenplatte 1602 ist mit der Deckplatte 1604 einstückig. In Fig. 16 ist die Deckplatte 1604 aus Polysulfon-, Polyäthersulfon-, Polyphenylenoxid- oder Polypropylenharz gefertigt, die gute Widerstandsfähigkeit gegen die Tinte zeigen. Die Deckplatte 1604 wird gleichzeitig mit der Düsenplatte 1602 einstückig in einer Form ausgeformt.
Bei dieser Ausführungsform ist der Querschnitt quer über die Tintenkanalkehle trapezförmig. Aufgrund dieser Ausgestaltung wird der Laserstrahl nicht durch die Wand der Kehle blockiert oder abgeschattet, selbst wenn der Laserstrahldurchmesser vergrößert wird, um eine groß bemessene Ausstoßöffnung zu schaffen, und selbst wenn der Neigungswinkel des Laserstrahls relativ zum Tintenkanal verkleinert wird. Der Tintenfluß wird durch den trapezförmigen Querschnitt nicht gestört. Zusätzlich wird die kontaktierbare Fläche zwischen dem Ausstoßheizelement und der Flüssigkeit vergrößert, und deshalb kann die Toleranz in der Abweichung zwischen der Deckplatte und der Heizelementplatte, wenn diese verklebt werden, in der Richtung der Linie der Ausstoßöffnungen vergrößert werden.
Der Tintenkanal hat bei dieser Ausführungsform eine Abmessung von 40 Mikron an der Oberseite, von 60 Mikron an der Unterseite und von 40 Mikron in der Höhe. Der Laserstrahl ist mit 5 Grad mit Bezug zum Tintenkanal geneigt. Eine Ausstoßöffnung besitzt eine Gleichartigkeit mit dem Querschnitt des Tintenkanals. Die Fig. 17 zeigt dieses Beispiel. Wie verständlich wird, wird, wenn die Ausstoßöffnung von maximaler Größe unter der Bedingung ausgebildet wird, daß der Laserstrahl nicht durch die Wand des Tintenkanals blockiert wird, das Verhältnis der Ausstoßöffnungsfläche zur Tintenkanalfläche 50% sein, wenn die Ausgestaltung der Ausstoßöffnung eine Gleichartigkeit mit der Ausgestaltung des Querschnitts des Tintenkanals hat. Somit wird die Fläche der Ausstoßöffnung im Vergleich mit dem kreisförmigen Auslaß (das Verhältnis ist 24%) nahezu verdoppelt. Somit ist es möglich, die Größe des Auslasses bis auf 50% des Querschnitts des Tintenkanals zu erhöhen. Das Tintentröpfchen kann effizient durch die Ausstoßenergie ausgestoßen werden.
Das Verhältnis der Ausstoßöffnungsfläche zur Querschnittsfläche des Tintenkanals ist in Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Tintenkanals unterschiedlich. Die Versuche und Untersuchungen des Erfinders haben gezeigt, daß das Verhältnis vorzugsweise nicht kleiner als 35% und nicht größer als 60% ist. Bei den Versuchen wurden unterschiedliche Ausgestaltungen des Querschnitts der Tintenkanäle verwendet. Wenn es kleiner als 35% ist, trat dieselbe Situation wie bei der kreisförmigen Ausstoßöffnung auf, d.h., das Volumen des ausgestoßenen Tintentröpfchens ist in manchen Fällen nicht ausreichend. Wenn es größer als 60% ist, wird die Fläche auf der Tintenkanalseite der verjüngten Ausstoßöffnung größer als die Querschnittsfläche des Tintenkanals, was eine instabile Ausbildung der Ausstoßöffnung zum Ergebnis hat. Dann wird der Tintenausstoß nicht stabilisiert.
Wenn der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf unter Verwendung der Deckplatte 1604 zusammengebaut wird, in welcher die Ausgestaltung der Ausstoßöffnung eine Gleichartigkeit mit der Querschnittsgestalt des Tintenkanals hat, wird die Heizelementplatte mit den Ausstoßheizelementen 1605 od. dgl. an die Düsenplatte 1602 angestoßen und geklebt, wie in Fig. 16 gezeigt ist.
In diesem Fall sind ähnlich zur Fig. 8 die Positionierausrichtung und die Verklebung zwischen der Deckplatte sowie der Düsenplatte wie bei dem herkömmlichen Aufzeichnungskopf nicht erforderlich. Der Positionierfehler oder die Abweichung zur Zeit des Verklebens kann vermieden werden. Das vermindert die Anzahl an Ausschußerzeugnissen und ebenfalls die Anzahl der Fertigungsschritte. Das trägt zum Vorteil in der Massenproduktion des Aufzeichnungskopfes und der Senkung der Kosten bei. Da zusätzlich kein Klebeschritt für das Verbinden der Deckplatte und der Düsenplatte vorliegt, werden die Düsen und der Tintenkanal gegen ein Verkleben durch das Klebematerial geschützt. Wenn die Heizelementplatte 1601 mit der Deckplatte 1604, die die einstückige Düsenplatte 1602 besitzt, verklebt wird, kann das Positionieren in der Richtung des Flüssigkeitsflusses durch Anstoßen der Heizelementplatte 1601 an eine der ausstoßseitigen Stirnfläche der Düsenplatte 1602 gegenüberliegende Endfläche bewerkstelligt werden, und dadurch werden der gesamte Positionierschritt und die Montageschritte einfacher gemacht. Darüber hinaus wird die Düsenplatte nicht ungewollt abgelöst.
Der Aufzeichnungskopf der Fig. 16 kann als eine Kartusche ausgebildet werden, wie in den Fig. 9, 10 und 11 gezeigt ist. Der Aufzeichnungskopf der Fig. 16 kann zu einer Kartusche gestaltet werden, die ihrerseits an einem Tintenstrahldrucker angebracht wird, der mit einer Kartusche verwendbar ist, die vom wiederverwendbaren Typ sein kann.
Der Aufzeichnungskopf der Fig. 16 wird in eine in den Fig. 9, 10 und 11 gezeigte Kartusche eingegliedert, und die Kartusche wird in dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät der Fig. 13 montiert. Hochdichte und klare Abbildungen wurden erzeugt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 18 und 19 wird eine andere Aufzeichnungskopfanordnung beschrieben. Die Deckplatte 1804 ist mit Tintenkanalkehlen 1806 von rechtwinkliger Gestalt versehen und hat eine einstückige Düsenplatte 1802, die mit Ausstoßöffnungen 1803 ausgestattet ist, die zur Querschnittsgestalt der Tintenkanäle eine Gleichartigkeit aufweist. Die Anzahl der Ausstoßöffnungen und der Kanäle kann nach Wunsch bestimmt werden. Aus Gründen der Einfachheit sind in der Figur lediglich zwei gezeigt. Wie bei den Fig. 16 und 17 wurde die Deckplatte 1804 mit einer Heizplatte 1801 verklebt, die mit wärmeerzeugenden Widerstandselementen 1805 versehen ist, um so einen Aufzeichnungskopf zu bilden.
Wie in Fig. 19 gezeigt ist, mißt der Tintenkanalquerschnitt 45 Mikron x 45 Mikron und hat die Ausstoßöffnung eine (gleichartige) Größe von 32 Mikron x 32 Mikron. Das Verhältnis der Ausstoßöffnungsfläche zur Querschnittsfläche des Tintenkanals beträgt 50%. In gleichartiger Weise zum Fall des Aufzeichnungskopfes der Fig. 16 wird der Aufzeichnungskopf zum Drukken im Gerät der Fig. 13 betrieben. Die aufgezeichneten Abbildungen hatten eine hohe Dichte und zufriedenstellende Schärfe.
Die Fig. 20 zeigt einen Aufzeichnungskopf gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welchem eine Heizelementplatte 2001 mit einer Deckplatte 2004 verklebt ist.
Die Deckplatte 2004 ist bei dieser Ausführungsform mit Tintenkanalkehlen 2006 ausgestattet und hat eine einstückige Düsenplatte 2002, die mit den Kanälen entsprechenden Tintenausstoßöffnungen (Düsenöffnungen) 2003 versehen ist. Die Anzahl der Kehlen und der Düsenöffnungen ist wunschgemäß, obwohl in der Figur der Einfachheit halber nur zwei von diesen gezeigt sind.
Bei der in Fig. 20 dargestellten Konstruktion ist die Deckplatte 2004 aus Polysulfon-, Polyäthersulfon-, Polyphenylenoxid- oder Polypropylen-Harzmaterial, das eine gute Beständigkeit gegen die Tinte besitzt, gefertigt. Die Deckplatte 2004 wird zusammen mit der Düsenplatte 2002 gleichzeitig in einer Form gefertigt.
Bei dieser Ausführungsform ist die Gestalt des Querschnitts des Tintenkanals trapezförmig. Gleichartig zur vorhergehenden Ausführungsform, die den trapezförmigen Tintenkanal besitzt, wird diese Ausgestaltung angewendet, um zu verhindern, daß der Laserstrahl durch die Wand des Tintenkanals blockiert wird, selbst wenn der Durchmesser des Laserstrahls zur Vergrößerung der Größenabmessung der Ausstoßöffnung erhöht wird und selbst wenn der Neigungswinkel mit Bezug zum Tintenkanal verkleinert wird. Die Konstruktion eines solchen Tintenkanals behindert nicht den Tintenfluß. Die mit dem Ausstoßheizelement kontaktierbare Fläche kann vergrößert werden und demzufolge auch die Toleranz im Positionierfehler in der Richtung der Linie der Ausstoßöffnungen, wenn die Deckplatte und die Heizelementplatte miteinander verklebt werden. Zusätzlich kann der Berührungsbereich zwischen der Tinte und dem Heizelement vergrößert werden, und das ist folglich erwünscht.
Die Fig. 21 zeigt die Details der Ausbildung der Ausstoßöffnung. Wie in dieser Figur dargestellt ist, wird der Excimer-Laserstrahl 2101 von der Rückseite, d.h. von der Seite des Tintenkanals 2006, auf die Düsenplatte 2103 projiziert. Der Excimer-Laserstrahl 2101 wird durch eine Maske 2102 geführt, die eine sechseckige Durchlaßstruktur besitzt, wie in Fig.22 gezeigt ist. Der Excimer-Laserstrahl 2101 wird auf der einen Seite zur optischen Achse 2105 mit einem Winkel von 2 Grad(θ1) konvergiert. Der Laserstrahl wird mit einem Winkel von 5 Grad (θ2) mit der optischen Achse 2105 relativ zur zur Düsenplatte 2103 rechtwinkligen Richtung geneigt. Der Projektionswinkel des Laserstrahls ist nicht auf das Obige begrenzt, jedoch ist es im Hinblick auf den Tintenausstoßwinkel der Ausstoßöffnung vorzuziehen, daß er nicht kleiner als 3 Grad und nicht größer als 20 Grad ist.
Bei dieser Ausführungsform hat das optische Objektivsystem die Maskenstruktur auf ein Drittel der Größe reduziert. Die Abmessungen des Tintenkanals sind 100 Mikron an der Oberseite, 140 Mikron an der Unterseite und 100 Mikron in der Höhe (trapezförmig). Die Maske hat die Gestalt einer parallelen Planplatte aus synthetisch hergestelltem Quarz, an welcher Aluminium verdampft ist, um eine Sechseckstruktur mit einer D&sub2;h-Symmetrie zu schaffen. Deren Anzahl ist gleich der Zahl der Düsenöffnungen, obwohl. der Einfachheit halber in der Figur nur zwei von diesen dargestellt sind.
Wenn das optische System und die Deckplatte, die oben beschrieben wurden, verwendet wird, wird die maximale Düsenöffnungsgröße durch eine Maske mit 300 Mikron Durchmesser der Durchlaßfläche, wenn eine kreisförmige Düsenöffnung erzeugt wird, geschaffen. Die Fläche der durch die Maske mit der oben beschriebenen Sechseckstruktur erzeugten Düsenöffnung ist um etwa 40% größer als die durch die kreisförmige Übertragungsflächenmaske ausgebildete Fläche. Wenn der Aufzeichnungskopf unter Verwendung der Düsenplatte mit der Ausgestaltung der Ausstoßöffnung gebildet wird, wird die Heizelementplatte 2001, die die wärmeerzeugenden Widerstände 2005 od. dgl. besitzt, an die Düsenplatte 2002 gestoßen und geklebt, um so den Aufzeichnungskopf herzustellen.
In zu den vorausgehenden Ausführungsformen gleichartiger Weise sind das herkömmliche Positionieren und Verkleben zwischen der Deckplatte sowie der Düsenplatte nicht erforderlich, und deshalb tritt der Positionierfehler nicht auf. Das vermindert die Anzahl an Ausschußerzeugnissen und auch die Zahl der Fertigungsschritte. Das trägt zur Steigerung in der Massenfertigung und zur Kostensenkung bei. Weil kein Verklebeschritt zwischen der Deckplatte und der Düsenplatte vorliegt, werden die Düsen und die Tintenkanäle daran gehindert, durch das Klebematerial oder -mittel, das diese erreicht, verstopft zu werden. Bei dem Verkleben zwischen der Heizelementplatte 2001 und der Deckplatte mit der einstückigen Düsenplatte 2002 kann das Positionieren in der Richtung des Kanals bewerkstelligt werden, indem die Heizelementplatte 2001 an die Stirnfläche der Düsenplatte 2002, die deren Ausstoßöffnungseitenfläche entgegengesetzt ist, angestoßen wird. Deshalb werden der gesamte Positionierschritt und die gesamten Montageschritte einfacher gemacht. Darüber hinaus wird die Düsenplatte nicht unbeabsichtigt abgetrennt.
Der Aufzeichnungskopf kann-zu der in den Fig. 9, 10 und 11 gezeigten Kartusche ausgestaltet werden. Die Kartusche kann vom wiederverwendbaren Typ sein und am in Fig. 13 gezeigten Tintenstrahldrucker montiert werden. Tatsächlich wurde der Druckvorgang unter Verwendung der die vorstehend beschriebene Konstruktion besitzenden, im Drucker der Fig. 13 montierten Kartusche durchgeführt. Der Druck war hinreichend gut.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere in geeigneter Weise in einem Blasenstrahl-Aufzeichnungskopf und einem von Canon Kabushiki Kaisha, Japan, entwickelten Aufzeichnungsgerät verwendbar. Das beruht darauf, daß die hohe Dichte des Bildelements und die hohe Auflösung der Aufzeichnung möglich sind.
Die typische Konstruktion und das Funktionsprinzip sind vorzugsweise diejenigen, die in den US-Patenten Nr. 4 723 129 und Nr. 4 740 796 offenbart sind. Das Prinzip ist auf ein Aufzeichnungssystem des sog. signalabhängigen Typs und auf ein Aufzeichnungssystem des kontinuierlichen Typs anwendbar, insbesondere ist es jedoch für den signalabhängigen Typ geeignet, weil das Prinzip derart ist, daß mindestens ein Treibersignal an einen an einer Flüssigkeit (Tinte) festhaltenden Schicht oder an einem Flüssigkeitskanal angeordneten elektrothermischen Wandler gelegt wird, wobei das Treibersignal ausreichend ist, um einen solch raschen Temperaturanstieg über eine Abweichung vom Keimbildungssiedepunkt hinaus zu erzeugen, wodurch die thermische Energie durch den elektrothermischen Wandler geliefert wird, um eine Filmverdampfung im Erhitzungsteil des Schreibkopfes hervorzurufen, so daß eine Blase in der Flüssigkeit (Tinte) in Übereinstimmung mit jedem der Treibersignale gebildet werden kann. Durch das Endwickeln und Zusammenfallen der Blase wird die Flüssigkeit (Tinte) durch eine Ausstoßöffnung hindurch ausgestoßen, um mindestens ein Tröpfchen zu erzeugen. Das Treibersignal liegt vorzugsweise in Form eines Impulses vor, weil die Entwicklung und das Zusammenfallen der Blase augenblicklich bewirkt werden können, und deshalb wird die Flüssigkeit (Tinte) mit schneller Reaktion ausgestoßen. Das Treibersignal in der Form eines lmpulses ist bevorzugterweise ein solches, wie in den US- Patenten Nr. 4 463 359 und Nr. 4 345 262 beschrieben ist. Darüber hinaus ist die Temperaturanstiegsrate der Heizfläche vorzugsweise derart, wie im US-Patent Nr. 4 313 124 offenbart ist.
Die Konstruktion des Aufzeichnungskopfes kann so sein, wie in den US-Patenten Nr. 4 558 333 und Nr. 4 459 600 gezeigt ist, wobei das Beheizungsteil an einem gebogenen Abschnitt zusätzlich zur Konstruktion der Kombination der Ausstoßöffnung, des Flüssigkeitskanals und des elektrothermischen Wandlers angeordnet ist, wie in den oben erwähnten Patenten offenbart ist. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung auf die in der Japanischen offengelegten Patentanmeldung- Veröffentlichung Nr. 123670/1984 offenbarte Konstruktion, wobei ein gemeinsamer Schlitz als die Ausstoßöffnung für mehrere elektrothermische Wandler verwendet wird, und auf die in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 138461/1984 offenbarte Konstruktion, wobei eine Öffnung, um eine Druckwelle der thermischen Energie zu absorbieren, entsprechend dem Ausstoßteil ausgebildet ist, anwendbar. Das beruht darauf, daß die vorliegende Erfindung wirksam ist, um den Aufzeichnungsvorgang mit Sicherheit und mit hoher Effizienz ohne Rücksicht auf den Typ des Aufzeichnungskopfes durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung ist wirkungsvoll auf einen sog. Ganzzeilen-Aufzeichnungskopf anwendbar, der eine der maximalen Aufzeichnungsbreite entsprechende Länge hat. Ein derartiger Aufzeichnungskopf kann einen einzelnen Aufzeichnungskopf und mehrere Aufzeichnungsköpfe, die kombiniert sind, um die gesamte Breite abzudecken, umfassen.
Ferner ist die vorliegende Erfindung auf einen Aufzeichnungskopf des Serientyps, wobei der Aufzeichnungskopf an der Hauptbaugruppe befestigt ist, auf einen Aufzeichnungskopf des austauschbaren Chiptyps, der elektrisch mit der Hauptbaugruppe verbunden ist und mit Tinte versorgt werden kann, indem er in die Hauptbaugruppe eingebaut wird, oder auf einen Aufzeichnungskopf des Kartuschentyps, der einen integrierten Tintenbehälter hat, anwendbar.
Das Vorsehen der Regeneriereinrichtungen und der Hilfseinrichtungen für den präliminären Betrieb ist vorzuziehen, weil sie ferner den Effekt dieser Erfindung stabilisieren können.
Für solche Einrichtungen gibt es Abdeckeinrichtungen für den Schreibkopf, Reinigungseinrichtung für diesen, Druck- oder Saugeinrichtungen, vorbereitende Heizeinrichtungen durch den elektrothermischen Ausstoßwandler oder durch eine Kombination des elektrothermischen Ausstoßwandlers sowie eines zusätzlichen Heizelements und Einrichtungen für einen vorbereitenden Ausstoß nicht für den Aufzeichnungsvorgang, die den Aufzeichnungsvorgang stabilisieren können.
Was die Arten des montierbaren Aufzeichnungskopfes angeht, so kann er ein einzelner sein, der einer einzelnen Farbtinte entspricht, oder kann er ein mehrfacher sein, der einer Mehrzahl von Tintenmaterialien mit unterschiedlichen Aufzeichnungsfarben oder unterschiedlicher Dichte entspricht. Die vorliegende Erfindung ist wirksam auf ein Gerät, das mindestens eine aus einer monochromatischen Betriebsart hauptsächlich mit schwarzem Material und aus einer Mehrfarben betriebsart mit unterschiedlichen farbigen Tintenmaterialien aufweist, und auf eine Vollfarbenbetriebsart mit Mischung der Farben, welches eine einteilig ausgebildete Aufzeichnungseinheit oder eine Kombination von mehreren Aufzeichnugnsköpfen sein kann, anwendbar.
Ferner ist bei der vorausgehenden Ausführungsform die Tinte flüssig gewesen. Sie kann jedoch ein Tintenmaterial sein, das bei der Raumtemperatur oder darunter verfestigt ist und bei der Raumtemperatur verflüssigt wird. Da in dem Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem die Tinte innerhalb der Temperatur nicht geringer als 30 ºC und nicht höher als 70 ºC geregelt wird, um die Viskosität der Tinte für einen stabilisierten Ausstoß in einem üblichen Aufzeichnungsgerät dieser Art konstantzuhalten, ist die Tinte eine solche, daß sie innerhalb des Temperaturbereichs, wenn das Aufzeichnungssignal angelegt wird, flüssig ist. Darüber hinaus wird der Temperaturanstieg aufgrund der Wärmeenergie eindeutig durch deren Verbrauch für die Zustandsänderung der Tinte vom Festzustand zum flüssigen Zustand verhindert oder wird das Tintenmaterial verfestigt, wenn es wie verwendet belassen wird, um das Verdampfen der Tinte zu unterbinden. In jedem der Fälle kann durch das Anlegen des Wärmeenergie erzeugenden Aufzeichnugnssignals die Tinte verflüssigt und kann die verflüssigte Tinte ausgestoßen werden. Die Tinte kann zu der Zeit, wenn sie das Aufzeichnungsmaterial erreicht, beginnen verfestigt zu werden. Die vorliegende Erfindung ist auf ein solches Tintenmaterial anwendbar, das durch die Anwendung von Wärmeenergie verflüssigt wird. Solch ein Tintenmaterial kann als ein flüssiges oder festes Material an Durchgangslöchern oder Vertiefungen, die in einer porösen Schicht ausgebildet sind, festgehalten werden, wie in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 56847/1979 und der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 71260/1985 offenbart ist. Das Blatt wird den elektrothermischen Wandlern gegenübergestellt. Das wirksamste für die oben beschriebenen Tintenmaterialien ist das Filmverdampfungssystem.
Das Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät kann als ein Ausgangsterminal eines Informations-Verarbeitungsgeräts, wie einem Computer od. dgl., als ein mit einem Bildlesegerät od. dgl. kombiniertes Kopiergerät oder als ein Faksimilegerät, das Informationssende- und -empfangsfunktionen hat, verwendet werden.

Claims

1. Ein Tintenstrahlkopf, der umfaßt:

- ein erstes Bauteil (2001), das mit einem elektrothermischen Energieerzeugungs-Wandlerelement (2005) ausgestattet ist, um zum Ausstoßen von Tinte beitragende Wärmeenergie zu erzeugen;

- ein zweites Bauteil (2004), das mit einer Ausnehmung, um durch Verbinden mit dem genannten ersten Bauteil (2001) einen dem erwähnten elektrothermischen Wandlerelement (2005) zugeordneten Tintenkanal (2006) abzugrenzen, versehen ist;

- wobei der besagte Tintenkanal (2006) einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt hat, dadurch gekennzeichnet, daß:

- das erwähnte elektrothermische Wandlerelement an einer längeren parallelen Seite des Trapezes angeordnet ist.

2. Ein Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, das ferner ein drittes Bauteil (804, 1602, 2002) umfaßt, das mit einer Ausstoßöffnung (805, 1603, 2.003) ausgestattet ist, die mit dem Tintenkanal in Verbindung steht und durch die hindurch die Tinte ausgestoßen wird.

3. Ein Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, in welchem die Gestalt der Ausstoßöffnung (2003) im wesentlichen polygonal mit mindestens sechs Seiten ist.

4. Ein Tintenstrhalkopf nach Anspruch 1, in welchem der Querschnitt der Ausstoßöffnung demjenigen des Tintenkanals gleichartig ist und die Querschnittsfläche der Ausstoßöffnung 35% - 60% der Querschnittsfläche des Tintenkanals beträgt.

5. Ein Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, 2 oder 4, in welchem der trapezförmige Querschnitt eine größere Seite an der Verbindung der genannten ersten und zweiten Bauteile hat.

6. Ein Tintenstrahlkopf nach Anspruch 2 oder 5, in welchem das genannte zweite Bauteil und das genannte dritte Bauteil einstückig miteinander geformt sind.

7. Eine Tintenstrahlkartusche, die umfaßt:

(i) einen Tintenstrahlkopf nach einem der Ansprüche 1 - 6; und

(ii) einen Tintenbehälter zur Zufuhr von Tinte zum Kopf.

8. Ein Tintenstrahlgerät, das umfaßt:

(i) eine Tintenstrahlkartusche nach Anspruch 7; und

(ii) einen Schlitten, um die genannte Kartusche zu lagern.

9. Ein Gerät nach Anspruch 8, in welchem der Schlitten abtastend bewegbar ist.

10. Ein Tintenstrahlgerät, das einen Tintenstrahlkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6 besitzt und Aufzeichnungsmaterial-Fördereinrichtungen aufweist.

11. Ein Tintenstrahlgerät nach Anspruch 10, das einen elektrischen Verbinder enthält, um eine elektrische Verbindung mit dem erwähnten Tintenstrahlkopf herzustellen.