DE69025688T2

DE69025688T2 - Kassette für Tintenstrahldrucker und Tintenstrahldruckvorrichtung

Info

Publication number: DE69025688T2
Application number: DE1990625688
Authority: DE
Inventors: Teruo Arashima; Yoshifumi Hattori; Masami Ikeda; Toshio Kashino; Makiko Kimura; Kazuaki Masuda; Tsuyoshi Orikasa; Akio Saito; Asao Saito; Hiroshi Sugitani
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2010-09-18
Also published as: EP0420469A2; JPH03101953A; EP0420469B1; EP0420469A3; DE69025688D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Aufzeichnungskopf für ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät.
Bekannte Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräte, bei denen Tinte auf ein Aufzeichnungsmaterial ausgestoßen wird, um das Aufzeichnen zu bewirken, schließen einen Typ, wobei ein piezoelektrisches Element verwendet wird, um die Flüssigkeit in einem Tintenkanal zum Ausstoßen eines feinen Tröpfchens unter Druck zu setzen, und einen Typ, wobei ein Wärmeerzeugungselement im Tintenkanal angeordnet ist, um die Tinte zur Bildung einer Blase augenblicklich zu erhitzen, wodurch ein Flüssigkeitströpfchen ausgestoßen wird, ein. Unter den verschiedenen Typen ist der Wärmeenergietyp als beachtenswert anerkannt, weil die Aufzeichnungsdichte auf einfache Weise erhöht werden kann, weil die Massenproduktion einfach ist und weil die Herstellungskosten nicht hoch sind. Das resultiert aus den Besonderheiten, daß Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsöffnungen, wie Düsen od. dgl., um die aufzeichnenden Flüssigkeitströpfchen auszustoßen, mit einer hohen Dichte angeordnet werden können, so daß ein Drucken mit hoher Auflösung möglich ist, und daß die Gesamtgröße des Aufzeichnungskopfes auf einfache Weise vermindert werden kann.
Bei einem Typ eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts kommt eine wegwerf- oder verbrauchbare Tintenstrahlkartusche zur Anwendung, die als eine Einheit einen Aufzeichnungskopf und einen untenbehälter, der dem Aufzeichnungskopf zuzuführende Tinte enthält, besitzt.
Der Aufzeichnungskopf in der Tintenstrahlkartusche hat einen Aufbau, wie beispielsweise in den Figuren 7A und 7B gezeigt ist.
Dieser umfaßt eine Heizelementplatine 1 mit einem Si-Substrat, mit (nicht dargestellten) elektrothermischen Wandlern (Ausstoßheizelementen) und mit einer Verdrahtung aus Aluminium od. dgl., um diesen elektrische Energie zuzuführen, wobei die elektrothermischen Wandler und die Verdrahtung in einem Dünnschicht-Bearbeitungsprozeß gefertigt sind. Eine Deckplatte 4 besitzt eine Düsenplatte 4a, in der Ausstoßöffnungen 2 ausgebildet sind, durch die die Tinte ausgestoßen wird. Die Deckplatte 4 ist mit Kehlen versehen, um Tintenkanäle abzugrenzen, wenn sie mit der Heizelementplatine kombiniert wird.
Die Heizelementplatine 1 und die Deckplatte 4 werden durch ein Tragelement 3 gelagert und durch ein Außengehäuse 6 eines Tintenzufuhrbauteils für die Zufuhr der Tinte zum Tintenkanal 7 abgestützt.
Wenn die Heizelementplatine 1 und die Deckplatte 4 in dieser Weise gehalten werden, so ist es höchstwahrscheinlich, daß ein Stufenteil zwischen der Düsenplatte 4a der Deckplatte 4 und dem Außengehäuse 6 des Tintenzufuhrbauteils oder zwischen dem Tragelement 3 und der Düsenplatte 4a gebildet wird. Das Stufenteil kann den Reinigungs- oder Abdeckvorgang, der sich auf die Ausstoßstirnfläche des Aufzeichnungskopfes bezieht, nachteilig beeinflussen.
Weil das Stufenteil an der zu reinigenden oder abzudeckenden Fläche gebildet ist, kann insbesondere die Tinte an der Stufe bei dem Reinigungsvorgang zurückbleiben oder wird bei dem Abdecken ein Spalt gebildet, der die Abdichtung verschlechtert. Um das zu vermeiden, wird eine frontseitige Abdichtplatte 10 am Tragelement 3 und dem Außengehäuse des Tintenzufuhrbauteus angebracht, um die Stufe zu beseitigen, so daß eine glatte Ausstoßstirnfläche des Kopfes geschaffen wird, wobei die Abdichtplatte 10 einen solchen Durchtritt aufweist, um die Ausstoßöffnungen 2 freizulegen und den Pandbereich der Düsenplatte 4a abzudecken.
Die frontseitige Abdichtplatte 10, die Heizelementplatine 1, die Deckplatte 4 und das Tragelement 3 des Aufzeichnungskopfes werden aus unterschiedlichen Materialien gefertigt. Deshalb werden sie mit unterschiedlichen Werten thermisch ausgedehnt, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert oder wenn die Temperatur des Aufzeichnungskopfes durch den Druckvorgang ansteigt. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmedehnungen nimmt die frontseitige Abdichtplatte 10 bei einer Änderung der Umgebungstemperatur od. dgl. eine Druck- oder Zugbeanspruchung auf. Wie gesagt wurde, wird die frontseitige Abdichtplatte um die gesamte Peripherie der Düsenplatte 4a herum angepreßt sowie haftend angebracht, und deshalb wird die in der frontseitigen Abdichtplatte 10 erzeugte Beanspruchung unmittelbar an der Düsenplat te 4a aufgebracht. Die Düsenplatte 4a, in der die Ausstoßöffnungen 2 ausgebildet sind, besteht aus einem geformten Kunstharz mit einer geringen Dicke, wie z.B. 20 - 40 Mikron, und insofern kann darin selbst bei einer geringen Beanspruchung ein Riß erzeugt werden. Wenn in der Düsenplatte 4a ein Riß hervorgerufen wird, wird das Richtvermögen des Tintenausstoßes nicht stabilisiert, was eine Störung in der erzeugten Abbildung und deshalb den schlechteren Gütegrad in der Druckqualität zum Ergebnis hat.
Es ist schwierig, für die Teile wegen der Kosten und des Unterschieds der jeweiligen Funktionen Material mit derselben Wärmeausdehnung zu verwenden. Wenn die frontseitige Abdichtplatte 10 nicht an die Düsenplatte 4a gedrückt und mit dieser haftend verbunden wird, kann die Düsenplatte 4a mit dem Ergebnis eines fehlerhaften Tintenausstoßes oder der verschlechterten Druckqualität abgetrennt werden.

Abriß der Erfindung

Es ist demzufolge ein hauptsächliches Ziel dieser Erfindung, eine Tintenstrahikartusche und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, das diese Tintenstrahlkartusche enthält, zu schaffen, wobei die hohe Druckqualität unter verschiedenen Umgebungsbedingungen mit Zuverlässigkeit aufrechterhalten werden kann.
Die Erfinder haben verschiedene Versuche und Untersuchungen bezüglich der Beanspruchung, die aus dem Unterschied in den Wärmedehnungskoeffizienten der Bauteile resultiert, vorgenommen und gefunden, daß durch Lösen eines Teils der Verbindung zwischen der frontseitigen Abdichtplatte und der Düsenplatte die Beanspruchung wirkungsvoll beseitigt oder unterdrückt werden kann.
Das US-Patent Nr. 4 779 099 offenbart eine Tintenstrahlkartusche, welche umfaßt: eine Deckplatte, die eine Düsenplatte, in der Ausstoßöffnungen ausgebildet sind, um einen Tintenaus stoß zu ermöglichen, und ein Teil, um Tintenkanäle, die mit den Tintenausstoßöffnungen in Verbindung stehen, abzugrenzen, besitzt; eine Basisplatte, die mit der genannten Deckplatte verbunden ist, um die Tintenkanäle abzugrenzen; und eine dünne Platte mit einem Verbindungsbereich, um die besagte Düsenplatte an das erwähnte Basisteil zu drücken und an diesem zu fixieren.
Gemäß der Erfindung wird ein Aufzeichnungskopf geschaffen, der die im Patentanspruch 1 angeführten Merkmale besitzt.
Auf diese Weise wird, selbst wenn die frontseitige Abdeckung eine gewisse Kraft aufgrund des Unterschiedes in der Wärmedehnung empfängt, die Kraft durch den nichthaftenden Bereich entlastet, und deshalb wird die Beanspruchung für die Düsenplatte in einem erheblichen Ausmaß unterdrückt, wodurch die Verformung der Düsenpiatte und die Rißerzeugung verhindert werden können.
Diese und weitere Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Würdigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1A ist eine Frontansicht eines Tintenstrahlkopfes gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
Figur 1B ist eine Schnittdarstellung nach der Linie C-C' in der Figur 1A.
Figur 2 ist eine perspektivische Übersichtsdarstellung einer Tintenstrahlkartusche in einer Ausführungsform dieser Erfindung.
Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht der Außengestalt der Tintenstrahlkartusche.
Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht der Außengestalt des Tintenbehälters der Tintenstrahlkartusche bei Betrachtung von der Seite, an welcher der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf montiert wird.
Figur 5 ist eine Draufsicht auf die am Schlitten des Tinten strahlgeräts zu montierende Tintenstrahlkartusche.
Figur 6 ist eine perspektivische Darstellung eines Tintenstrahlgeräts gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Figuren 2, 3, 4, 5 und 6 zeigen eine Tintenstrahl-Baueinheit IJU, einen Tintenstrahlkopf IJH, einen Tintenbehälter IT, eine Tintenstrahlkartusche IJC, einen Kopfschlitten HC und eine Hauptbaugruppe IJRA eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts in einer Ausführungsform dieser Erfindung und die Lagebeziehungen unter diesen. Die konstruktive Ausgestaltung der einzelnen Bauelemente wird im folgenden beschrieben.
Wie aus der perspektivischen Darstellung der Figur 3 deutlich wird, besitzt die Tintenstrahlkartusche IJC bei dieser Ausführungsform einen relativ großen Tintenaufnahmeraum, und ein Endteil der Tintenstrahl-Baueinheit IJU ragt geringfügig über die Frontseitenfläche des Tintenbehälters IT vor. Die Tintenstrahlkartusche IJC ist in korrekter Position am Schlitten HC (Figur 5) der Hauptbaugruppe IJRA des Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts durch geeignete Positoniereinrichtungen und mit elektrischen Kontakten montierbar, was im einzelnen nachfolgend beschrieben werden wird. Es handelt sich bei dieser Ausführungsform um einen Kopf vom Wegwerftyp, der am Schlitten HC lösbar anzubringen ist. Die in den Figuren 2 - 6 offenbarten Konstruktionen enthalten verschiedene neuartige Merkmale, die zuerst allgemein beschrieben werden.

(i) Tintenstrahl-Baueinheit IJU

Die Tintenstrahl-Baueinheit IJU ist vom Blasenstrahl-Aufzeichnungstyp, wobei elektrothermische Wandler verwendet werden, die im Ansprechen auf elektrische Signale Wärmeenergie erzeugen, um ein Filmsieden der Tinte hervorzurufen.
Gemäß Figur 2 enthält die Baueinheit eine Heizelementplatine 100 mit elektrothermischen Wandlern (Ausstoß-Heizelementen), die in einer Linie an einem Si-Substrat angeordnet sind, und mit elektrischen, aus Aluminium od. dgl. gefertigten Leitern, um elektrische Energie den Wandlern zuzuführen. Die elektrothermischen Wandler und die elektrischen Leiter sind durch einen Filmfertigungsprozeß gebildet. Eine Schaltungsplatine 200 ist der Heizelementplatine 100 zugeordnet und enthält eine der Verdrahtung der Heizelementplatine 100 (beispielsweise durch die Drahtbondtechnik zusammengeschaltet) entsprechende Verdrahtung sowie Kontaktpunkte, die an einem Ende der Verdrahtung angeordnet sind, um elektrische Signale von der Hauptbaugruppe des Aufzeichnungsgeräts zu empfangen.
Ein Kopfteil 1300 ist mit Kehlen versehen, die Zwischenwände abgrenzen, um benachbarte Tintenkanäle abzutrennen, und ist mit einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer zur Aufnahme der den jeweiligen Tintenkanälen zuzuführenden Tinte ausgestattet. Das Kopfteil 1300 ist einstückig mit einer Tintenöffnung 1500. um die vom Tintenbehälter IT zugeführte Tinte zu empfangen und die Tinte zur gemeinsamen Kammer zu leiten, sowie auch mit einer Düsenplatte 400, die die den Tintenkanälen entsprechenden Ausstoßöffnungen in einer Mehrzahl enthält, ausgebildet. Das Material des einstückigen Formteils ist vorzugsweise Polysulfon, es kann jedoch auch ein anderes Harzformmaterial sein.
Ein Tragelement 300 ist beispielsweise aus Metall gefertigt, es dient dazu, eine Rückseite der Schaltungsplatine 200 in einer Ebene zu halten, und es bildet eine Grundplatte der Tintenstrahl-Baueinheit IJU. Eine Sperrfeder 500 in Gestalt des Buchstabens "M" hat ein mittiges Teil, das auf die gemeinsame Kammer einen leichten Druck ausübt, und eine Klammer 501, die auf einen Teil des Flüssigkeitskanals, vorzugsweise den Teil in der Nachbarschaft der Ausstoßöffnungen, konzentriert einen Liniendruck aufbringt. Die Sperrfeder 500 besitzt Schenkel, um die Heizelementplatine 100 und das Kopfteil 1300 zusammenzuklemmen, indem sie die Löcher 3121 des Tragelements 300 durchdringen und an der Rückfläche der Tragelementplatte 300 festhaken. Auf diese Weise werden die Heizelementplatine 100 und das Kopfteil 1300 durch die konzentrierte Druckkraft seitens der Schenkel und der Klammer 501 der Feder 500 zusammengeklemmt. Die Tragelementplatte 300 besitzt Positionieröffnungen 312, 1900 und 2000, die mit zwei Positionierzapfen 1012 sowie Positionier- und Schmelzfixierstiften 1800 und 1801 des Tintenbehälters IT zum Eingriff zu bringen sind. Sie enthält ferner Ansätze 2500 und 2600 an ihrer Rückseite für die Positionierung mit Bezug zum Schlitten HC der Hauptbaugruppe IJRA.
Darüber hinaus besitzt das Tragelement 300 ein Loch 320, durch das eine Tintenzufuhrröhre 2200, die später beschrieben werden wird, hindurchgeführt ist, um Tinte vom Tintenbehälter zuzuführen. Die Schaltungsplatine 200 ist am Tragelement 300 durch ein Klebemittel od. dgl. angebracht. Das Tragelement 300 ist nahe den Positionieransätzen 2500 und 2600 mit Ausnehmungen 2400 und 2400 versehen.
Wie in Figur 3 gezeigt ist, besitzt die zusammengebaute untenstrahlkartusche IJC ein vorragendes Kopfteil mit drei Seiten, die mit mehreren parallelen Kehlen 3000 und 3001 ausgestattet sind. Die Ausnehmungen 2400 und 2400 sind an Verlängerungen der parallelen Kehlen an der Ober- und Unterseite angeordnet, um zu verhindern, daß die Tinte oder Fremdstoffe, die sich längs der Kehle bewegen, die Ansätze 2500 und 2600 erreichen. Das abdeckelement 800, das die parallelen Kehlen 3000 besitzt, wie in Figur 3 gezeigt ist, bildet ein äußeres Gehäuseteil der Tintenstrahlkartusche IJC und wirkt mit dem Tintenbehälter zusammen, um einen Raum zur Aufnahme der Tintenstrahl-Baueinheit IJU abzugrenzen. Das Tintenzufuhrbauteil 600 mit den parallelen Kehlen 3001 weist eine Tintenzuleitung 1600 auf, die mit der oben beschriebenen Tintenzufuhrröhre 2200 verbunden ist und auf der Seite der Zufuhrröhre 2200 frei vorsteht. Um die Kapillarwirkung an der festen Seite der Tintenzuleitung 1600 und der Tintenzufuhrröhre 2200 zu gewährleisten, wird ein Verschlußstopfen 602 eingesetzt.
Eine Dichtung 601 dichtet den Verbindungsbereich zwischen dem Tintenbehälter IT und der Tintenzufuhrröhre 2200 ab. Ein Filter 700 ist am behälterseitigen Ende der Zufuhrröhre angeordnet. Das Tintenzufuhrbauteil 600 ist ein Formteil und wird insofern mit niedrigen Kosten bei einer hohen Positioniergenauigkeit erzeugt. Zusätzlich gewährleistet die auskragende Konstruktion der Zuleitung 1600 den Druckkontakt zwischen der Zuleitung 1600 20 und dem Tinteneinlaß 1500 auch dann, wenn das Tintenzufuhrbauteil 600 ein Massenprodukt ist.
Bei dieser Ausführungsform kann der gesamte Verbindungszustand mit Sicherheit einfach dadurch erlangt werden, daß ein abdichtendes Haftmittel von der Seite des Tintenzufuhrbauteils unter einem Druckkontaktzustand zum Fließen gebracht wird. Das Tintenzufuhrbauteil 600 kann am Tragelement 300 befestigt werden, indem (nicht dargestellte) rückseitige Stifte des Tintenzufuhrbauteils 600 durch die Löcher 1901 sowie 1902 des Tragelements 300 geführt werden und der Teil, mit dem die Stifte über die Rückseite des Tragelements 300 hinaus vorragen, heißgeschmolzen wird. Die somit heißgeschmolzenen, etwas vorstehenden Teile werden in (nicht dargestellten) Vertiefungen in der Anbauseitenfläche der Tintenstrahl-Baueinheit IJU für den Tintenbehälter IT aufgenommen, und deshalb kann die Baueinheit IJU korrekt positioniert werden.

(ii) Tintenbehälter IT

Der Tintenbehälter umfaßt ein Hauptteil 1000, ein Tintenabsorptionsmaterial 900 und ein Abdeckbauteil 1100. Das Tintenabsorptionsmaterial 900 wird von der zur Anbauseite der Baueinheit IJU entgegengesetzten Seite in das Hauptteil 1000 eingesetzt, und danach schließt das Abdeckbauteil 1100 das Hauptteil ab.
Das Tintenabsorptionsmaterial 900 wird auf diese Weise im Hauptteil 1000 angeordnet. Die Tintenzufuhröffnung 1200 dient dazu, die Tinte der Tintenstrahl-Baueinheit IJU, die die oben beschriebenen Teile 100 - 600 umfaßt, zuzuführen; und sie dient auch als ein Tinteneinspritzeinlaß, um eine Tinten-Erstzufuhr zum Absorptionsmaterial 900, bevor die Baueinheit IJU am Anbauteil 1010 des Hauptteils angebracht wird, zuzulassen.
Bei dieser Ausführungsform kann die Tinte durch eine Belüftungsöffnung sowie diese Zufuhröffnung eingebracht werden. Um eine gute Zufuhr der Tinte zu erzielen, sind an der Innenfläche des Hauptteils 1000 Rippen 2300 ausgebildet, wie auch Rippen 2301 und 2302 an der Innenseite des Abdeckbauteils 1100 ausgestaltet sind, die wirksam sind, um innerhalb des Tintenbehälters einen Tinte enthaltenden Bereich zu schaffen, der sich ununterbrochen von der Seite der Belüftungsöffnung zu demjenigen Eckenabschnitt des Hauptteils erstreckt, welcher von der Tintenzufuhröffnung 1200 am weitesten entfernt ist. Um die Tinte in guter Ordnung gleichförmig zu verteilen, ist es deshalb vorzuziehen, daß die Tinte durch die Zufuhröffnung 1200 eingebracht wird. Diese Methode der Tintenzufuhr ist in der Praxis wirkungsvoll. Die Anzahl der Rippen 2300 beträgt bei dieser Ausführungsform vier, und die Rippen 2300 erstrecken sich parallel zu einer Bewegungsrichtung des Schlittens nahe der Rückseite des Hauptteils des Tintenbehälters, wodurch das Absorptionsmaterial 900 daran gehindert ist, mit der Innenfläche der Rückseite des Hauptteils in enge Berührung zu kommen. Die Rippen 2301 und 2302 sind an der Innenfläche des Abdeckbauteils 1100 an einer Stelle ausgebildet, die im wesentlichen eine Verlängerung der Rippen 2300 ist, jedoch ist im Gegensatz zur großen Rippe 2300 die Größe der Rippen 2301 und 2302 gering, wie wenn es geteilte Rippen sind, so daß der vorhandene Luftraum bei den Rippen 2301 und 2302 größer als bei der Rippe 2300 ist. Die Rippen 2302 und 2301 sind über die gesamte Fläche des Abdeckbauteils 1100 verteilt, und deren Fläche ist nicht größer als die Hälfte der Gesamtfläche. Wegen des Vorsehens der Rippen kann die Tinte im Eckenabschnitt des Tintenabsorptionsmaterials, der von der Zufuhröffnung 1200 am weitesten entfernt ist, stabil und sicher der Einlaßöffnung durch Kapillar wirkung zugeführt werden. Die Kartusche ist mit einer Belüftungsöffnung für eine Verbindung zwischen dem Innern der Kartusche und der Außenluft versehen. Innerhalb der Belüftungsöffnung 1401 befindet sich ein wasserabstoßendes Material 1400, um zu verhindern, daß die innenseitige Tinte durch die Belüftungsöffnung 1401 nach außen durchsickert.
Der Tintenaufnahmeraum im Tintenbehälter IT ist im wesentlichen ein rechteckiges Parallelepiped, wobei die langen Seitenflächen in der Richtung der Schlittenbewegung verlaufen und deshalb die oben beschriebenen Rippenanordnungen insbesondere wirkungsvoll sind. Wenn die langen Seiten sich längs der Bewegungsrichtung des Schlittens erstrecken oder wenn der Tinte enthaltende Raum die Gestalt eines Würfels hat, werden die Rippen bevorzugterweise an der gesamten Fläche der Innenseite des Abdeckbauteils 1100 ausgebildet, um die Tintenzufuhr vom Tintenabsorptionsmaterial 900 zu stabilisieren. Die Würfelausbildung ist vom Standpunkt der Aufnahme von so viel Tinte wie möglich in einem beschränkten Raum vorzuziehen. Vom Standpunkt der Nutzung der Tinte mit einem minimal verfügbaren Teil im Tintenbehälter sind jedoch die an den zwei eine Ecke herstellende Flächen ausgebildeten Rippen vorzusehen.
Bei dieser Ausführungsform werden die innenseitigen Rippen 2301 und 2302 des Tintenbehälters IT im wesentlichen gleichförmig in der Richtung der Dicke des die rechteckige Parallelepipedgestalt aufweisenden Tintenabsorptionsmaterials verteilt. Eine derartige konstruktive Ausgestaltung ist von Bedeutung, weil die Luftdruckverteilung im Tintenbehälter IT gleichförmig gemacht wird, wenn die Tinte im Absorptionsmaterial verbraucht wird, so daß die Menge an verbleibender, nicht verfügbarer Tinte im wesentlichen Null ist. Es ist vorzuziehen, daß die Rippen an der Fläche oder den Flächen außerhalb eines Kreisbogens angeordnet werden, der seine Mitte an der auf die Oberfläche des rechteckigen Tintenabsorptionsmaterials projizierten Position der Tintenzufuhröffnung 1200 hat und einen Radius besitzt, der gleich der langen Seite der rechteckigen Gestalt ist, weil dann der Umgebungsluftdruck rasch für das außenseitig des Kreisbogens vorhandene Tintenabsorptionsmaterial hergestellt wird. Der Ort der Belüftung des Tintenbehälters IT ist nicht auf die Position dieser Ausführungsform begrenzt, wenn er für ein Einführen der Umgebungsluft zu dem Platz, wo die Rippen angeordnet sind, gut ist.
Bei dieser Ausführungsform ist die Rückseite der Tintenstrahlkartusche IJC eben, und deshalb wird der Raum, der bei einer Montage in das Gerät erforderlich ist, minimiert, während die maximale Tintenaufnahmekapazität aufrechterhalten wird. Deshalb kann die Größe der Vorrichtung vermindert werden, und gleichzeitig wird die Häufigkeit des Kartuschenaustausches minimiert. Unter Nutzung des rückwärtigen Teils des zum Zusammenbau der Tintenstrahleinheit IJU verwendeten Raumes wird ein Vorsprung für die Belüftungsöffnung 1401 gebildet. Das Innere des Vorsprungs ist im wesentlichen frei, und der freie Raum 1402 dient der Zufuhr der Luft in den Tintenbehälter IT gleichförmig in der Richtung der Dicke des Absorptionsmaterials. Wegen dieser oben beschriebenen Merkmale besitzt die Kartusche als Ganze eine bessere Gebrauchsleistung als die herkömmliche Kartusche. Der Luftzufuhrraum 1402 ist viel größer als derjenige in der herkömmlichen Kartusche. Darüber hinaus befindet sich die Belüftungsöffnung 1401 in einer oberen Position, und deshalb kann, wenn die Tinte aus dem Absorptionsmaterial aus dem einen oder anderen Grund austritt, der Luftzufuhrraum 1402 vorübergehend die Tinte zurückhalten, um zu ermöglichen, daß diese Tinte in das Absorptionsmaterial zurückgesaugt wird. Deshalb kann der unwirtschaftliche Verbrauch der Tinte verhindert werden.
Es wird auf die Figur 4 Bezug genommen, in der eine Konstruktion einer Fläche des Tintenbehälters IT gezeigt ist, an welcher die Baueinheit IJU angebracht wird. Zwei Positionierzapfen 1012 liegen auf einer Linie L1, welche eine durch die substantielle Mitte der Reihe der Ausstoßöffnungen in der Düsenplatte 400 und parallel zur Bodenfläche des Tintenbehälters lT oder parallel zur Tintenbehälter-Bezugslagerfläche des Schlittens verlaufende Linie ist. Die Erstreckung der Zapfen 1012 ist etwas geringer als die Dicke des Tragelements 300, und die Zapfen 1012 dienen dazu, das Tragelement 300 korrekt zu positionieren. An einem Ansatz (rechte Seite) in dieser Figur befindet sich eine Klinke 2100, mit der eine rechtwinklige Eingriffsfläche 4002 eines Schlitten-Positionierhakens 4001 zum Eingriff zu bringen ist. Deshalb wirkt die Kraft zur Positionierung der Tintenstrahl-Baueinheit relativ zum Schlitten in einer zu einer die Linie L1 einschließende Bezugsebene parallelen Ebene. Diese Beziehungen sind von Wichtigkeit, weil die Genauigkeit im Positionieren des Tintenbehälters der Positioniergenauigkeit der Ausstoßöffnungen des Aufzeichnungskopfes gleichbedeutend wird, wie später in Verbindung mit Figur 5 beschrieben werden wird.
Die Stifte 1800 und 1801, die den Fixieröffnungen 1900 und 2000 zur Befestigung des Tragelements 300 an der Seite des Tintenbehälters IT entsprechen, sind länger als die Zapfen 1012, so daß sie das Tragelement 300 durchdringen, und die vorstehende Teile werden heißgeschmolzen, um das Tragelement 300 an der Seitenfläche zu fixieren. Wenn eine durch den Stift 1800 und rechtwinklig zur Linie L1 verlaufende Linie L3 sowie eine durch den Stift 1801 und rechtwinklig zur Linie L1 verlaufende Linie L2 gezogen werden, befindet sich die Mitte der Zufuhröffnung 1200 im wesentlichen auf der Linie L3, wodurch die Verii) bindung zwischen der Zufuhröffnung 1200 und der Zufuhrröhre 2200 stabilisiert wird, weshalb, selbst wenn die Kartusche herunterfällt oder auf die Kartusche ein Stoß einwirkt, die auf den Verbindungsbereich aufgebrachte Kraft minimiert werden kann. Weil sich darüber hinaus die Linien L2 und L3 nicht überdecken und weil die Stifte 1800 sowie 1801 nahe dem Zapfen 1012, welcher den Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlkopfes näher ist, angeordnet sind, wird das Positionieren der Tintenstrahl-Baueinheit mit Bezug zum Tintenbehälter weiter verbessert. In dieser Figur gibt eine Kurve L4 den Ort der Außenwand des Tintenzufuhrbauteils 600 an, wenn dieses montiert wird. Da die Stifte 1800 und 1801 entlang der Kurve L4 liegen, sind die Stifte wirkungsvoll, um für eine ausreichende mechanische Festigkeit und Positioniergenauigkeit gegenüber dem Gewicht des stimseitig angebauten Kopfes IJH zu sorgen.
Ein Stirnansatz 2700 des Tintenbehälters IT ist mit einem in der Frontplatte 4000 des Schlittens ausgebildeten Loch in Eingriff zu bringen, um zu verhindern, daß die Tintenkartusche extrem aus ihrer Position heraus verlagert wird. Ein Anschlag 2101 ist mit einem (nicht dargestellten) Stab am Schlitten HC zur Anlage zu bringen, und wenn die Kartusche IJC mit einer Drehung korrekt angebaut wird, was beschrieben werden wird, nimmt der Anschlag 2101 eine Position unter dem Stab ein, so daß, selbst wenn in unnötiger Weise eine Aufwärtskraft aufgebracht wird, die zum Lösen der Kartusche aus der korrekten Position tendiert, der korrekte Einbauzustand aufrechterhalten wird. Der Tintenbehälter IT wird mit einem Abdeckelement 800, nachdem die Baueinheit IJU an ihm angebracht ist, abgedeckt. Dann ist die Baueinheit IJU rundum mit Ausnahme ihres Bodens umschlossen. Jedoch läßt es deren bodenseitige Öffnung zu, daß die Kartusche IJC am Schlitten HC zu befestigen ist und sich dicht am Schlitten HC befindet, weshalb die Tintenstrahl- Baueinheit im wesentlichen auf sechs Seiten eingeschlossen ist. Deshalb ist die Wärmeerzeugung von dem im umschlossenen Raum befindlichen Tintenstrahlkopf IJH wirksam, um die Temperatur des umschlossenen Raumes beizubehalten.
Wenn die Kartusche IJC ununterbrochen für eine lange Zeitspanne betrieben wird, steigt jedoch die Temperatur etwas an.
Gegen den Temperaturanstieg ist die obere Fläche der Kartusche IJC mit einem Schlitz 1700 mit einer gegenüber dem umschlossenen Raum geringeren Breite versehen, wodurch die spontane Wärmeausstrahlung gesteigert wird, um den Temperaturanstieg zu verhindern, während die gleichmäßige Temperaturverteilung der gesamten Baueinheit IJU durch die Umgebungsbedingungen nicht beeinflußt wird.
Nachdem die Tintenstrahlkartusche IJC zusammengebaut ist, wird die Tinte vom Innern der Kartusche durch die Zufuhröffnung 1200, das Loch 320 des Tragelements 300 und einen in der Rückseite des Tintenzufuhrbauteils 600 ausgebildeten Einlaß zur Kammer im Tintenzufuhrbauteil 600 geführt. Aus der Kammer des Tintenzufuhrbauteils 600 wird die Tinte durch den Auslaß, die Zuleitung und den Tinteneinlaß 1500, der im Kopfteil 1300 ausgebildet ist, der gemeinsamen Kammer zugeleitet. Der Verbindungsbereich für den Tintendurchgang wird durch Silikon- oder Butylkautschuk od. dgl. abgedichtet, um den hermetischen Abschluß zu gewährleisten.
Bei dieser Ausführungsform ist das Kopfteil 1300 aus einem Harzmaterial gefertigt, das gegenüber der Tinte beständig ist, z.B. aus Polysulfon, Polyäthersulfon, Polyphenylenoxid oder Polypropylen. Es wird einstückig in einer Form zusammen mit dem Düsenplattenteil 400 geformt.
Wie im Obigen beschrieben wurde, umfaßt das integrierte Bauteil das Tintenzufuhrbauteil 600, das Kopfteil 1300, die Düsenplatte 400 und damit einheitliche Teile sowie das Tintenbehälter- Hauptteil 1000. Deshalb wird die Genauigkeit im Zusammenbau verbessert und ist es für die Massenherstellung geeignet. Die Anzahl der Teile ist geringer als in der herkömmlichen Vorrichtung, so daß die gute Leistung gewährleistet werden kann.
Bei dieser Ausführungsform ist, wie in den Figuren 2 - 4 gezeigt ist, die räumliche Anordnung nach dem Zusammenbau derart, daß das Oberteil 603 des Tintenzufuhrbauteils 600 mit einem Ende 4008 der oberen Fläche, die den Schlitz 1700 besitzt, so zusammenwirkt, um einen Schlitz 5, wie in Figur 3 gezeigt ist, zu bilden. Das Unterteil 604 wirkt mit dem zufuhrseitigen Ende 4011 einer dünnen Platte zusammen, mit welcher die Abdeckung 800 des Tintenbehälters IT verklebt ist, um einen (nicht dargestellten) Schlitz ähnlich dem Schlitz 5 zu bilden. Die Schlitze zwischen dem Tintenbehälter IT und dem Tintenzufuhrbauteil 600 sind wirksam, um die Wärmeabstrahlung zu begünstigen, und auch wirkungsvoll, um einen am Tintenbehälter lT zu erwartenden Druck daran zu hindern, direkt das Zufuhrbauteil oder die Tintenstrahl-Baueinheit IJU zu beeinflussen. Die vorbeschriebenen verschiedenartigen Konstruktionen sind einzeln wirksam, um die jeweiligen Vorteile hervorzubringen, und sie sind auch höchst wirkungsvoll, wenn sie untereinander kombiniert werden.

(iii) Montage der Tintenstrahlkartusche IJC am Schlitten HC

In Figur 5 leitet eine Schreibwalze 5000 das Aufzeichnungsme dium P von der Unter- zur Oberseite. Der Schlitten HC ist längs der Schreibwalze 5000 bewegbar, und er enthält eine Frontplatte 4000, eine Stützplatte 4003 für eine elektrische Verbindung und einen Positionierhaken 4001. Die Frontplatte 4000 hat eine Dicke von 2 mm und ist näher zur Schreibwalze hin angeordnet. Die Frontplatte 4000 ist dicht an der Frontseite der Tintenstrahlkartusche IJC angeordnet, wenn die Kartusche IJC am Schlitten montiert ist. Die Stützplatte 4003 trägt eine flexible Tafel 4005 mit Kontaktpunkten 2011 , die den Kontaktpunkten 201 der Schaltungsplatine 200 der Tinten strahlkartusche IJC entsprechen, und eine Gummipolsterlage 4007, um eine elastische Kraft zu erzeugen, die die Rückseite der flexiblen Tafel 4005 an die Kontaktpunkte 201 drückt. Der Positionierhaken 4001 arbeitet so, um die Tintenstrahikartusche IJC in der Aufzeichnungsposition zu fixieren. Die Frontplatte 4000 ist mit zwei Positionierbuckelflächen 4010 versehen, die den Positionieransätzen 2500 und 2600 des Tragelements der Kartusche, wie zuvor beschrieben wurde, entsprechen. Nachdem die Kartusche montiert ist, empfängt die Frontplatte die Kraft in der zu den Buckelflächen 4010 rechtwinkligen Richtung. Deshalb erstrecken sich mehrere (nicht dargestellte) Verstärkungsrippen in der Richtung der Kraft auf der Schreibwalzenseite der Frontplatte. Die Rippen ragen geringfügig (etwa 0,1 mm) von der Frontflächenposition L5 zur Schreibwalze vor, wenn die Kartusche IJC montiert ist, und deshalb wirken sie als Kopfschutzvorsprünge. Die Stützplatte 4003 ist mit mehreren Versteifungsrippen 4004 versehen, die in einer zu den vorbeschriebenen Frontplattenrippen rechtwinkligen Richtung verlaufen. Die Versteifungsrippen 4004 haben Höhen, die von der Seite der Schreibwalze zur Seite des Hakens 4001 hin abnehmen. Hierdurch wird die Kartusche geneigt, wie in Figur gezeigt ist, wenn sie montiert wird.
Die Stützplatte 4003 ist mit zwei zusätzlichen Positionierflächen 4006 am unteren linken Bereich, d.h. an der dem Haken 4001 näheren Stelle, versehen. Die Positionierflächen 4006 entsprechen den Buckelflächen 4010, und durch die zusätzlichen Positionierflächen 4006 empfängt die Kartusche die Kraft in der Richtung, die zu der Kraft entgegengesetzt ist, welche von der Kartusche durch die oben beschriebenen Positionierbuckelflächen 4010 aufgenommen wird, so daß die elektrischen Kontakte stabilisiert werden. Zwischen den oberen und unteren Buckelflächen 4010 ist eine Kontaktpunktzone angeordnet, so daß die Größe einer Verformung der Vorsprünge der Gummilage 4007, die den Kontaktpunkten 2011 entsprechen, bestimmt wird. Wenn die Kartusche IJC in der Aufzeichnungsposition fixiert wird, werden die Positionierflächen mit der Fläche des Tragelements in Berührung gebracht. Bei dieser Ausführungsform sind die Kontaktpunkte 201 des Tragelements 300 so verteilt, daß sie mit Bezug zur oben genannten Linie L1 symmetrisch sind, und deshalb wird der Verformungswert der jeweiligen Vorsprünge der Gummilage 4007 gleichförmig gemacht, um den Kontaktdruck der Kontaktpunkte 2011 und 201 zu stabilisieren. Bei der in Rede stehenden Ausführungsform sind die Kontaktpunkte 201 in zwei Säulen sowie zwei oberen und unteren Reihen angeordnet.
Der Haken 4001 ist mit einem Langloch versehen, in das ein ortsfester Zapfen 4009 eingreift. Unter Verwendung des bewegbaren, durch das Langloch gebotenen Bereichs dreht der Haken 4001 in der Gegenuhrzeigerrichtung, worauf er sich längs der Schreibwalze nach links bewegt, wodurch die Tintenstrahlkartusche IJC am Schlitten HC positioniert wird. Ein derartiger bewegbarer Mechanismus des Hakens 4001 kann durch eine andere Konstruktion bewerkstelligt werden, jedoch wird vorgezogen, einen Hebel od. dgl. zu verwenden. Während der Drehung des Hakens 4001 bewegt sich die Kartusche IJC aus der in Figur 5 gezeigten Position zu der Position zur Schreibwalzenseite hin, und die Positionieransätze 2500 sowie 2600 kommen in die Lage, in der sie mit den Positionierbuckelflächen 4010 zur Anlage gelangen. Dann wird der Haken 4001 nach links bewegt, so daß die Eingriffsfläche 4002 von diesem mit der Klinke 2100 der Kartusche JJC in Berührung kommt, und die Tintenstrahlkartusche IJC dreht um den Berührungspunkt zwischen den Positionieransätzen 2500 sowie 2600 und den Positionierbuckelflächen 4010 in einer horizontalen Ebene, so daß die Kontaktpunkte 201 und 2011 miteinander in Berührung kommen. Wenn der Haken 4001 verriegelt ist, d.h., in der Fixier- oder Sicherungsposition gehalten ist, so werden dadurch die vollkommenen Berührungen zwischen den Kontaktpunkten 201 sowie 2011, zwischen den Positionierteilen 2500 sowie 4010, zwischen der aufrechten Fläche 4002 sowie der aufrechten Fläche der Klinke und zwischen dem Tragelement 300 sowie den Positionierflächen 4006 gleichzeitig hergestellt, und dadurch wird die Kartusche IJC perfekt am Schlitten montiert.

(iv) Allgemeine Anordnung des Geräts

Die Figur 6 ist eine perspektivische Darstellung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts IJRA, in welchem die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt. Eine Leitspindel 5005 dreht mit Hilfe von Getrieberädern 5011 und 5009 durch die Vorwärts- und Rückwärtsdrehung eines Antriebsmotors 5013. Die Leitspindel 5005 weist eine schraubenförmige Nut 5004 auf, mit der ein (nicht dargestellter) Zapfen des Schlittens HC in Eingriff ist, wodurch der Schlitten HC in den Richtungen a und b hin- und herbewegbar ist. Eine Blatt-Andruckplatte 5002 drückt das Blatt an die Schreibwalze über den gesamten Bewegungsbereich des Schlittens. Ausgangsposition-Ermittlungselemente 5007 und 5008 in der Ausbildung als ein optoelektronischer Koppler ermitteln das Vorhandensein eines Hebels 5006 des Schlittens, und im Ansprechen hierauf wird die Drehrichtung des Motors 5013 umgeschaltet. Ein Stützglied 5016 lagert die frontseitige Fläche des Aufzeichnungskopfes für ein Abdeckorgan 5022, um den Aufzeichnungskopf abzudecken. Eine Saugeinrichtung 5015 übt durch die Öffnung 5023 der Abdeckung auf den Aufzeichnungskopf eine Saugwirkung aus, um den Aufzeichnungskopf zu regenerieren.
Ein Reinigungsblatt 5017 wird durch ein Stellglied 5019 vorund zurückbewegt, wobei diese Teile am Traggestell 5018 des Hauptteils des Geräts gelagert sind. Das Blatt kann eine andere Form aufweisen, insbesondere die einer bekannten Reinigungsklinge. Eine Schwinge 5021 ist wirksam, um den Saug- Regeneriervorgang auszulösen, und wird durch die Bewegung eines am Schlitten anliegenden Nockens 5020 bewegt, wobei die Antriebskraft vom Antriebsmotor durch bekannte Übertragungseinrichtungen, z.B. eine Kupplung od. dgl., gesteuert wird. Die Abdeck-, Reinigungs- und Absaugvorgänge können durchgeführt werden, wenn der Schlitten bei dieser Ausführungsform durch die Leitspindel 5005 in der Ausgangsposition ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung bei einem anderen Typ des Systems anwendbar, wobei diese Vorgänge zu unterschiedlichen Zeitpunkten bewirkt werden. Die individuellen Konstruktionen sind vorteilhaft, und darüber hinaus ist deren Kombination ferner zu bevorzugen.
Wie in den Figuren 1A und 1B gezeigt ist, besitzt die Heizelementplatine 1 ein Si-Substrat, einen (nicht dargestellten) elektrothermischen Wandler (ein Ausstoßheizelement) und eine Aluminiumverdrahtung, um diesem elektrische Energie zuzuführen.
Eine Düsenplatte 4a hat Ausstoßöffnungen 2, um einen Ausstoß der Tinte durch diese hindurch zu ermöglichen. Eine Deckplatte 4 weist Vertiefungen, um Tintenkanäle 7 abzugrenzen, und eine gemeinsame Flüssigkeitskammer 8 auf.
Der durch Verbinden der Heizelementplatine 1 und der Deckplatte 4 gebildete Bausatz wird von einem Metall-Tragelement 3 getragen und durch ein Außengehäuse 6 eines Tintenzufuhrbauteils für eine Zufuhr von Tinte zum Tintenkanal 7 gelagert.Eine einen Druck auf einen Teil des Umfangs der Düsenplatte 4a ausübende frontseitige Abdichtplatte 10 ist angebracht, um den Stufenteilen zwischen dem Bausatz sowie dem Außengehäuse 6 und zwischen der Tragplatte 3 sowie der Düsenplatte 4a vorzubeugen, indem sie deren Berührung mit dem Tragelement 3 und dem Außengehäuse 6 des Tintenzufuhrbauteils bewirkt.
Die frontseitige Abdichtplatte 10 bringt Druck auf einen Teil eines Bereichs, welcher sich in der Richtung der Reihe der Ausstoßöffnungen 2 erstreckt, wo die Düsenplatte 4a und die Heizelementplatine 1 verbunden sind, sowie auf einen den Ausstoßöffnungen 2 benachbarten Bereich, wo die Seiten der Düsenplatte 4a und der Heizelementplatine 1 verbunden sind, auf, und durch geeignete Ausgestaltung der Öffnung der frontseitigen Abdichtplatte 10 wird der Druck nicht auf den anderen Bereich aufgebracht. Mittels der frontseitigen Abdichtplatte 10 die einen solchen Durchtritt besitzt, wird die Düsenplatte 4a an die Heizelementplatine 1 gedrückt und mit dieser haftend verbunden, wie in den Figuren 1a und 1b gezeigt ist.
Selbst wenn das Außengehäuse 6 des Tintenzufuhrbauteus sich aufgrund einer Umgebungstemperaturänderung zusammenzieht oder erweitert und die frontseitige Abdichtplatte 10, an welche das Außengehäuse 10 geklebt ist, dadurch eine Kraft empfängt, so wird dann die Kraft von der frontseitigen Abdichtplatte 10, die dazu tendiert, die Düsenplatte 4a zu verformen, in erheblicher Weise vermindert, weil die frontseitige Abdichtplatte und die Düsenplatte 4a nur an einem Teil der Bereiche verbunden sind. Dasselbe gilt für die anderen Bauelemente. Auch wenn eine andere Kraft auf die Düsenplatte 4a aufgrund des Unterschieds in den Ausdehnungskoeffizienten wegen einer Umgebungstemperaturänderung oder eines Temperaturanstiegs des Kopfes aufgrund eines lang andauernden Betriebs aufgebracht wird, können die Verformung der Düsenplatte 4a oder die Erzeugung eines Risses in dieser unterdrückt werden, weil die Beanspruchung durch die Verminderung der Haftbereiche entlastet wird.
Demzufolge können die Verformungs- oder Rißerzeugung in der Düsenplatte 4a der Deckplatte 4, die dem Unterschied im Wärmedehnungskoeffizienten zuzuschrieben sind, wirkungsvoll verhindert werden.
Bei der Ausführungsform der Figuren 1A und 1B wird lediglich die Nachbarschaft der Ausstoßöffnungen 2 angeklebt, und deshalb kann die beeinflussende Beanspruchung zu anderen Bereichen ausweichen, wodurch die den Ausstoßöffnungen 2 naheliegende Beanspruchung wirkungsvoll abgeschwächt werden kann, so daß der Ausstoßvorgang nicht beeinflußt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Vermindern des Berührungs- oder Haftverbindungsbereichs zwischen der Düsenplatte 4a und der frontseitigen Abdichtplatte 10, die auf die Düsenplatte 4a Druck aufbringt, die Verformung der frontseitigen Abdichtplatte 10 nicht ohne weiteres auf die Düsenplatte 4a übertragen, und der Berührungsbereich zwischen der frontseitigen Abdichtplatte 10 sowie der Düsenplatte 4a schließt einen Bereich ein, um die zur Verformung der Düsenplatte tendierende Beanspruchung zu entlasten.
Die Ausgestaltung der Berührungsfläche zwischen der frontseitigen Abdichtplatte 10 und der Düsenplatte 4a ist nicht auf diejenige der vorausgehenden Ausführungsform begrenzt. Beispielsweise ist als eine Alternative lediglich die eine Seite der Düsenplatte 4a außer Berührung, während die verbleibenden drei Seiten in Berührung (verklebt) sind. Bei einer weiteren Alternative sind drei Seiten nicht berührende Seiten, während nur eine Seite eine Berührungsseite ist.
Darüber hinaus können die frontseitige Abdichtplatte 10 und die Düsenplatte 4a kontinuierlich über die gesamte Seite in Berührung sein oder kann die Berührung diskontinuierlich sein.
Die Tintenstrahlkartusche mit dem in Figur 1A gezeigten und im Obigen beschriebenen Aufbau wurde in einer Umgebung von -30 ºC stehengelassen, und es hat sich bestätigt, daß keine Verformung oder Risse in der Düsenpiatte erzeugt wurden.
Die Kartusche von Figur 7A, bei der die frontseitige Abdicht platte und die Düsenplatte auf dem gesamten Bereich verklebt sind, wurde unter derselben Bedingung gehalten. Die Verformung und die Risse in der Düsenplatte wurden in 80 - 100 % der geprüften Kartuschen erzeugt.
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 am Erhitzungsteil des Aufzeichnungskopfes hervorzurufen, so daß eine Blase in der Flüssigkeit (Tinte) in Übereinstimmung mit jedem der Treibersignale gebildet werden kann. Durch das Entwickeln 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 Impulses 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 seriellen Typs, 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 Aufzeichnungskopf, Reinigungseinrichtungen für diesen, Druckoder 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 Mehrfarbenbetriebsart mit unterschiedlichen farbigen Tintenmaterialien aufweist, und auf eine Vollfarbenbetriebsart mit Mischung der Farben, welches eine einteilig ausgebildete Aufzeichnungseinheit oder eine Kombination von mehreren Aufzeichnungsköpfen sein kann, anwendbar.
Ferner ist bei der vorausgehenden Ausführungsform die Tinte flüssig gewesen. Sie kann jedoch ein Tintenmaterial sein, das bei Raumtemperatur oder darunter verfestigt ist und bei der Raumtemperatur verflüssigt wird. Da in dem Tintenstrahl-Auf zeichnungssystem 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 gelassen wird, um das Verdampfen der Tinte zu unterbinden. In jedem der Fälle kann durch das Anlegen des Wärmeenergie erzeugenden Aufzeichnungssignals 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.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird mindestens eine Seite der vier Seiten der Düsenplatten nicht mit der frontseitigen Abdichtplatte haftend verbunden, und deshalb kann, selbst wenn die frontseitige Abdichtplatte durch den Unterschied in den Wärmedehnungen von verschiedenen Elementen beeinflußt wird, die auf die Düsenplatte aufgebrachte Kraft in bedeutender Weise vermindert sowie die Verformung oder die Rißerzeugung der Düsenplatte des Kopfteils verhindert werden.
Deshalb kann die Ursache einer Verschlechterung in der Druckqualität beseitigt werden, und es können somit eine Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfkartusche sowie ein diese verwendendes Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät geschaffen werden, die unter unterschiedlichen Bedingungen zuverlässig einen Druck von hoher Qualität erzeugen können.

Claims

1. Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf mit einem ersten Bauteil (4), das eine Reihe von in einem Düsenteil (4a) ausgebildeten Tintenausstoßöffnungen (2), durch welche Tinte ausgestoßen wird, und mit den genannten Ausstoßöffnungen verbundene Tintenzufuhreinrichtungen besitzt; und mit einem zweiten Bauteil (1), das mit dem besagten ersten Bauteil zusammenwirkt, um Kanäle (7) für die Tinte zu bilden, und das elektrothermische Wandler zur Erzeugung von Wärmeenergie, die einen Ausstoß der Tinte bewirken kann, enthält; in welchem ein dünnes Plattenelement (10) vorgesehen ist, das eine Durchgangsöffnung begrenzt, durch die hindurch die Ausstoßöffnungen (2) freigelegt sind, wobei das erwähnte dünne Plattenelement dazu dient, das genannte Düsenplattenteil (4a) gegen das besagte zweite Bauteil (1) an einer Stirnseite von diesem zu drücken, und bei dem erwähnten dünnen Plattenelement mindestens ein Teil seiner peripheren Seitenflächen nicht mit dem Düsenplattenteil (4a) haftend verbunden ist, so daß eine unterschiedliche Wärmedehnung zwischen der Düsenplatte und dem Plattenelement den Aufzeichnungskopf nicht beschädigt.

2. Ein Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die besagte Durchgangsöffnung des dünnen Plattenelements (10) im wesentlichen rechteckig ist.

3. Ein Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte dünne Platte (10) mit der genannten Düsenplatte (4a) mindestens an einer zur Reihe der Tintenausstoßöffnungen (2) parallelen sowie angrenzenden Seite verklebt ist.

4. Ein Aufzeichnungskopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte dünne Platte (10) mit der genannten Düsenplatte (4a) entlang von drei Seiten verklebt und längs der verbleibenden Seite nicht haftend verbunden ist.

5. Ein Aufzeichnungskopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte dünne Platte (10) mit der genannten Düsenplatte (4a) längs nur einer Seite verklebt ist und die verbleibenden drei Seiten mit dem Plattenteil nicht haftend verbunden sind.

6. Ein Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte dünne Platte (10) mit der genannten Düsenplatte in einem Bereich verbunden ist, in welchem die genannte Düsenplatte (4a) zwischen der erwähnten dünnen Platte (10) und dem besagten zweiten Bauteil (1) eingeklemmt ist.

7. Ein Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Kopf ein Aufzeichnungskopf vom Ganzzeilentyp ist.

8. Ein Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Kopf ein Kopf vom seriellen Typ ist.

9. Ein Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte ein Blasenstrahl-Druckkopf ist.

10. Ein Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte zweite Bauteil (1) eine Heizelementplatine ist, die ein Siliziumsubstrat und eine Aluminiumverdrahtung, um elektrische Energie den erwähnten elektrothermischen Wandlern zuzuführen, besitzt.

11. Ein Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Kopf in Gestalt einer auswechselbaren Kartusche mit einem Tintenbehälter (IT) zur Aufnahme von den genannten Tintenkanälen zuzuführender Tinte vorliegt.

12. Ein Tintenstrahldrucker, der einen Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 - 4 besitzt.

13. Ein Tintenstrahldrucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucker zur Verwendung mit flüssiger Tinte eingerichtet ist.

14. Ein Tintenstrahldrucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucker zur Verwendung mit Tinte, die bei Raumtemperatur oder darunter fest ist und vor Einführung in den Kopf verflüssigt wird, eingerichtet ist.