DE69133415T2

DE69133415T2 - Tintenstrahlaufzeichnungssystem

Info

Publication number: DE69133415T2
Application number: DE69133415T
Authority: DE
Inventors: Noribumi Ohta-ku Koitabashi; Hiroshi Ohta-ku Tajika; Hiromitsu Ohta-ku Hirabayashi; Masami Ohta-ku Ikeda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1991-04-10
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2011-04-11
Also published as: EP0707968A1; EP0927636A3; GB2243338B; EP0707968B1; DE69131757T2; EP0451827A2; EP0927636A2; DE69121131D1; DE69131757D1; GB2243338A; US5185615A; EP0451827B1; EP0451827A3; DE69133415D1; EP0927636B1; GB9107535D0; DE69121131T2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ausführen einer Tintenausspritzwiederherstellung bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät.
TintenstrahlaufzeichnungsvoIrrichtungen, die einen Tintenausstoß ausführen, der von einer Wärmeabgabe begleitet ist, sind als eine der verschiedenen Typen von Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen bekannt. Es gibt zwei Arten von derartigen Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen: die eine erzeugt thermische Energie zum Ausstoßen von Tinte, das heißt sie stößt Tinte unter Anwendung von thermischer Energie aus, und die andere erzeugt Wärme, welche den Tintenausstoß begleitet. Als ein Beispiel für typische Vorrichtungen des erstgenannten Typs ist eine Vorrichtung bekannt, die Tinte auf der Basis der das Filmsieden begleitenden plötzlichen Erzeugung von Bläschen ausstößt, welches durch thermische Energie erzeugt wird, die mittels elektrothermischen Wandlerelementen erzeugt wird, die als Ausstoßenergieerzeugungselemente wirken. Dieser Typ der Vorrichtung hat Vorteile wie folgt, erstens kann eine große Anzahl von Tintenöffnungen und diesen entsprechenden elektrothermischen Wandlerelementen auf einfache Weise mit hoher Dichte angeordnet werden, und zweitens ist die Tintenausstoßreaktion auf den Antrieb der elektrothermischen Wandlerelemente schnell und daher ist eine Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit möglich. Folglich befand sich dieser Type von Vorrichtungen in letzter Zeit in breiter Anwendung. Als der andere Typ der Vorrichtung, der den Ausstoß begleitende Wärme erzeugt, ist eine Vorrichtung gut bekannt, bei welcher piezoelektrische Wandler als die Ausstoßenergieerzeugungselemente benutzt werden. Bei diesem System wird geringfügig thermische Energie erzeugt, wenn die piezoelektrischen Wandler in Schwingung versetzt werden, um Tinte auszustoßen.
Bei diesen Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen ergeben sich durch die thermische Energie vor oder während des Tintenausstoßes die bereits bekannten folgenden Probleme.
Wenn in einer derartigen Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung Aufzeichnungsvorgänge mit verhältnismäßig hoher Leistung wie zum Beispiel die Aufzeichnung von visuellen Bildern oder von Bildern, die schwarze Abschnitte enthalten, ausgeführt werden, wird ein Antriebsintervall der Ausstoß energieerzeugungselemente kurz. Folglich beginnt der näch ste Ausstoß von Tinte, bevor die mit dem Tintenausstoß erzeugte zusätzliche Wärme ausreichend abgeleitet ist. Im Ergebnis wird in der Tinte in den Tintenkanälen, in welchen die Ausstoßenergieerzeugungselemente angeordnet sind, Wärme gespeichert, wodurch die Temperatur der Tinte gesteigert wird. In einem solchen Fall werden die in den Tintenkanälen verbleibenden feinen Bläschen aufgrund der hohen Temperatur der umgebenden Tinte, die durch die Speicherung von Wärme während der Aufzeichnung verursacht wird, oder aufgrund des Zusammenschlusses von feinen Bläschen größer.
Die verbleibenden Bläschen, die bis zu einer bestimmten Größe anwachsen, beeinflussen das Ausstoßverhalten der Tinte in den Tintenkanälen. Sie destabilisieren den Tintenausstoß durch Modifikation der Richtung und der Menge des Ausstoßes. Außerdem werden, wenn derartige zurückbleibende Bläschen weiter anwachsen, diese die Tintenkanäle blockieren, wodurch der Tintenausstoß behindert wird. Das Phänomen, daß feine Bläschen zu einer solchen Größe anwachsen, daß sie den Tintenausstoß nachteilig beeinflussen, kann nicht nur durch die Speicherung der Wärme auftreten, sondern auch dann, wenn die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung für eine lange Zeit nicht benutzt wird, oder wenn einzelne Öffnungen aufgrund der Verteilung von aufzuzeichnenden Daten für eine lange Zeit nicht benutzt werden.
Die in den Tintenkanälen verbleibenden kleinen Bläschen werden erzeugt, wenn die Tinte in diesen durch die Speicherung der Wärme auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur gebracht wird. Zusätzlich können bei der Vorrichtung, welche den Tintenausstoß auf der Basis der plötzlichen Erzeugung von Bläschen unter Anwendung von thermischer Energie ausführt, in Verbindung mit den Bläschen, die dem Ausstoß dienen, eine Vielzahl von feinen Bläschen erzeugt werden, die nicht dem Ausstoß dienen, und können in den Tintenkanälen zurückbleiben. Wenn außerdem Luft in einen Tintenschlauch eingeleitet wird, um Tinte von einem Tintenbehälter zu dem Aufzeichnungskopf zuzuführen, bildet die Luft kleine Bläschen in den Tintenkanälen, die dort verbleiben. Die in den Tintenkanälen verbleibenden verhältnismäßig kleinen Bläschen werden teilweise durch den Tintenausstoß während der Aufzeichnung oder durch einen Leerlaufausstoßvorgang aus den Öffnungen ausgestoßen, der als einer der Ausstoßwiederherstellungsvorgänge ausgeführt wird. Einige der Bläschen wachsen jedoch auf eine bestimmte Größe an, wenn die Wärme gespeichert wird, oder wenn die Vorrichtung für eine lange Zeit nicht benutzt wird, und können eine nachteilige Wirkung auf den Tintenausstoß haben, wie im vorhergehenden beschrieben wurde.
Um die vorhergehend erwähnten nachteiligen Wirkungen der verbleibenden Bläschen zu verhindern, ist die Entfernung der verbleibenden Bläschen aus den Tintenkanälen herkömmlicherweise durch Ausstoßen der Tinte aus den Kanälen wie folgt ausgeführt worden. Die Tinte wird zwangsweise unter Anwendung eines Saugmechanismus durch die Öffnungen gesaugt, oder die Tinte wird durch die Ausübung von Druck auf die Tintenkanäle mittels eines Druckmechanismus ausgestoßen.
Durch den vorhergehend beschriebenen Saug- oder Druckvorgang wird eine verhältnismäßig große Menge an Tinte ausgestoßen, was den übermäßigen Verbrauch an Tinte erhöht. Im Ergebnis steigen die laufenden Unkosten der Aufzeichnungsvorrichtung. Überdies reduziert die während der Aufzeichnung ausgeführte Absaugung oder Druckausübung die Aufzeichnungsgeschwindigkeit der Vorrichtung, da der Absaug- oder Druckvorgang verhältnismäßig viele andere Vorgänge wie zum Beispiel die Bewegung des Aufzeichnungskopfs in die Kappposition zusätzlich zu dem Absaug- oder Druckvorgang selbst erfordert.
Zusätzlich zu dem vorhergehend erwähnten Problem wird im folgenden eine charakteristische Bauform des Aufzeichnungskopfs beschrieben, die bei der vorliegenden Erfindung in Betracht zu ziehen ist.
Die Konstruktion ist bei Aufzeichnungsköpfen üblich, welche Tinte mit Hilfe von durch die thermische Energie erzeugten Bläschen ausstoßen. Sie weist folgendes auf: ein Substrat, das elektrothermische Wandlerelemente hat, die thermische Energie durch Anlegen von elektrischen Impulsen (diese werden auch "Antriebsimpulse" genannt) erzeugen, Elektrodenleiterbahnen zur Zuführung von Energie zu den elektrothermischen Wandlerelementen usw., die mittels des Herstellungsverfahrens für integrierte Schaltungen auf diesem ausgebildet werden, und eine obere Platte, die Ausnehmungen zur Ausbildung von Tintenkanälen hat, in welchen die elektrothermischen Wandlerelemente angeordnet sind, und eine gemeinsame Flüssigkeitskammer zur Speicherung von Tinte, die in die Tintenkanäle zuzuführen ist. Das Substrat und die obere Platte sind durch eine Klebeverbindung miteinander verbunden, wodurch die gemeinsame Flüssigkeitskammer, Tintenkanäle und Öffnungen gebildet werden.
Dieser Aufbau des Aufzeichnungskopfs zieht einige Probleme hinsichtlich der Klebeverbindung nach sich. Erstens können die Klebstoffe in die Tintenkanäle oder Öffnungen vordringen, wodurch die Formen der Tintenkanäle oder der Öffnungen von den normalen Formen abweichen können, oder die Tintenkanäle oder Öffnungen blockiert werden können. Zweitens wird das Substrat oder die obere Platte in Abhängigkeit von den verwendeten Materialien durch Verwindung verformt, was die Klebeverbindung verschlechtert. Drittens müssen das Substrat und die obere Platte genau justiert werden, wodurch der Herstellungsprozeß des Aufzeichnungskopfs kompliziert wird.
Um diese Probleme zu überwinden, schlug der Anmelder der vorliegenden Anmeldung im Dokument JP-A-2-192 954 oder der entsprechenden EP-A-0 379 781 einen Aufzeichnungskopf vor, bei welchem die Kraft zum Verbinden des Substrats und der oberen Platte mit einem Druckelement wie zum Beispiel Blattfedern erzielt wird. Gemäß dieser Anordnung kann der Klebstoff weggelassen oder auf eine wenigstens benötigte Menge eingeschränkt werden, und daher kann die Verformung von Formen der Tintenkanäle oder der Öffnungen aufgrund des Vordringens der Klebstoffe beseitigt werden. Folglich kann der Aufzeichnungskopfdefekt, welcher den Fehler beim Tintenausstoß verursacht, im voraus verhindert werden. Überdies vereinfacht das Weglassen der Klebstoffe vergleichsweise die Justierung des Substrats und der oberen Platte, wodurch der Herstellungsvorgang des Aufzeichnungskopfs vereinfacht wird.
Bei dem Aufzeichnungskopf, der Tinte unter Anwendung von thermischer Energie ausstößt, wird die plötzliche Erzeugung von Bläschen in der Tinte, das heißt, die plötzliche Ausdehnung und die nachfolgende Kompression des Bläschens durch Antrieb der elektrothermischen Wandlerelemente realisiert. In Antwort auf die Expansion und die Kompression des Bläschens breiten sich Druckwellen in der Tinte in den Tintenkanälen und der gemeinsamen Flüssigkeitskammer aus. Die Treiberfrequenz der elektrothermischen Wandlerelemente wird in Antwort auf Antriebsdaten entsprechend den aufzuzeichnenden Zeichen oder Bildern festgelegt und erreicht bei normaler Aufzeichnung mehrere kHz.
Wenn die elektrothermischen Wandlerelemente zum Ausstoßen von Tinte angetrieben werden und sich dann die Druckwellen mit einer bestimmten Frequenz über die Tinte in den Kanälen oder der gemeinsamen Flüssigkeitskammer ausbreiten, wobei durch die Druckwellen verursachte periodische Kräfte auf das Substrat und die obere Platte wirken, welche die Tintenkanäle oder die Kammer bilden.
Bezüglich dieser Tatsache nehmen die Erfinder der vorliegenden Erfindung an, daß das folgende Phänomen auftritt. Bei dem Aufzeichnungskopf, bei welchem die Verbindungskraft des Substrats und der oberen Platte mittels des Druckelements wie zum Beispiel Blattfedern ausgebildet wird, findet die Schwingung mit einer bestimmten Frequenz aufgrund der ungleichmäßigen Kräfte statt, welche durch die Druckwellen und die Verbindungskraft des Druckelements verursacht werden und auf die obere Platte und das Substrat wirken. Eine derartige Schwingung, die einmal stattfindet, erzeugt gleichmäßige Zwischenräume an den hinteren Abschnitten der Kanalwände, von denen jede jeweils die Tintenkanäle trennt, wo die Verbindungskraft durch das Druckelement verhältnismäßig klein ist, das heißt an den Abschnitten hinter den elektrothermischen Wandlerelementen in den Tintenkanälen.
Außerdem hat das Substrat, auf welchem die elektrothermischen Wandlerelemente angeordnet sind, eine gewisse Unebenheit, da eine Vielzahl von Schichten wie zum Beispiel eine Schicht zur Ausbildung der elektrothermischen Wandlerelemente, deren Schutzschicht oder dergleichen übereinander ausgebildet sind. Außerdem können einige Abschnitte des Substrats und der oberen Platte Verwindungen haben. Diese Unebenheiten oder Verwindungen können dünne Zwischenräume in den Kanalwänden der durch Verbindung des Substrats und der oberen Platte ausgebildeten Tintenkanäle bilden. Diese Zwischenräume werden durch die vorhergehend erwähnten Schwingungen vergrößert. Folglich stehen die Tintenkanäle durch die erzeugten oder ausgebildeten Zwischenräume miteinander in Verbindung.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Ausführung einer Tintenausstoßwiederherstellung in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mittels der Kombination der im Anspruch 1 definierten Merkmale gelöst. Zu bevorzugende Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Die Effekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
1 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Teil eines Aufzeichnungskopfs zeigt, um ein Ausstoßwiederherstellungsverfahren oder eine Ausstoßwiederherstellungsprozedur gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung :zu erklären,
2 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel eines Aufzeichnungskopfs zeigt, bei welchem ein Ausstoßwiederherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird,
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zeigt, bei welcher das Ausstoßwiederherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann,
4 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Details einer in 3 gezeigten Aufzeichnungskopfkassette zeigt,
5 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Steuerabschnitts der in 3 gezeigten Vorrichtung zeigt,
6 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein anderes Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zeigt, bei welcher das Ausstoßwiederherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann,
7 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Teil eines Aufzeichnungskopfs zeigt, um ein Ausstoßwiederherstellungsverfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu erklären,
8 ist eine perspektivische Ansicht in Explosionsdarstellung von einem Aufbau einer Aufzeichnungskopfkassette einschließlich eines Aufzeichnungskopfs, bei welcher das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorzugsweise angewandt werden kann,
9 ist eine perspektivis:che Ansicht, welche das äußere Erscheinungsbild der Aufzeichnungskopfkassette gemäß 8 zeigt,
10 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Details einer Tintenbehältereinheit der in 8 gezeigten Kassette zeigt,
11 ist eine Draufsicht zur Erklärung der Befestigung der Aufzeichnungskopfkassette an der Vorrichtung,
12 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, bei welcher die in 8 gezeigte Aufzeichnungskopfkassette'angewandt wird,
13 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Vorrichtung veranschaulicht, bei welcher die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung angewandt wird, und
14 ist ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines tragbaren Druckers veranschaulicht.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
1 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Teil eines Aufzeichnungskopfs zur Erklärung einer Ausstoßwiederherstellungsprozedur oder eines Ausstoßwiederherstellungsverfahrens eines ersten Ausführungsbeispiels zeigt, und 2 ist eine schematische Schnittansicht, die den Zustand von restlichen Bläschen in einem Aufzeichnungskopf zeigt, bei welchem eine Bläschenausstoßprozedur der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
Gemäß 2 erzeugen eine Vielzahl von elektrothermischen Wandlerelementen 1₁ – 1_n , welche jeweils in Tintenkanälen 2₁ – 2_n angeordnet sind, thermische Energie. In jedem der Tintenkanäle 2₁ – 2_n kann in der Nähe des elektrothermischen Wandlerelements eine plötzliche Expansion und eine nachfolgende Kompression des Bläschens erzeugt werden, so daß die Tinte aus den jeweiligen Öffnungen N₁ – N_n ausgestoßen wird. Die Tintenkanäle 2₁ – 2_n werden aus einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 3, welche die Tinte speichert, in Übereinstimmung mit dem Tintenausstoß mit Tinte versorgt.
2 zeigt den Zustand von Bläschen, die in den Tintenkanälen 2₁ – 2_n verbleiben, nachdem zwei Stück Aufzeichnungspapier in Folge vollständig mit Aufzeichnungen versehen wurden, wobei Bläschen in den Tintenkanälen verbleiben, die auf beträchtliche Größen anwachsen. Derartige Bläschen, welche angewachsen sind und in den Tintenkanälen verbleiben, verringern ihre Größe im allgemeinen aufgrund der Kühlung durch die umgebende Tinte. Blasen, welche über eine bestimmte Größe hinaus angewachsen sind, erfordern jedoch eine verhältnismäßig lange Zeit, bis sie verschwinden, und sie bleiben manchmal, bis die nächste Aufzeichnung ausgeführt wird. Wenn die Aufzeichnung in einem derartigen Zustand ausgeführt wird, kann eine Instabilität des Ausstoßes der Tinte auftreten, wie im vorhergehenden beschrieben wurde, welche die Qualität der aufgezeichneten Bilder verschlechtert. Überdies wachsen die Blasen, wenn sich die Aufzeichnungsvorrichtung in einer Umgebung mit verhältnismäßig hoher Temperatur befindet, oder für eine lange Zeit in dem Zustand unbenutzt belassen wird, in welchem die Blasen über eine bestimmte Größe hinaus angewachsen sind, weiter auf eine noch größere Größe an, wodurch die Tintenkanäle blockiert werden, was manchmal den Ausstoß der Tinte stoppt.
Im folgenden wird eine Prozedur zum Ausstoß von Bläschen beschrieben, welche die nachteilige Wirkung auf den Tintenausstoß haben können. Gemäß 1 kann ein Bläschen, welches in dem Tintenkanal 2_k in der Mitte der Figur, zurückgeblieben ist, wie folgt aus der Öffnung N_k ausgestoßen werden, zuerst werden durch das Zuführen von elektrischen Impulsen zu dem elektrothermischen Wandlerelement 1_k–1 10 – 100 Ausstöße von Tinte aus der angrenzenden Öffnung N_k–1 ausgeführt, zweitens wird durch das Zuführen von elektrischen Impulsen zu den elektrothermischen Wandlerelementen 1_k+1 eine ähnliche Anzahl von Tintenausstößen aus der anderen angrenzenden Öffnung N_k+1 ausgeführt. Diese Impulse treten mit einer vorbestimmten Frequenz auf und jeder von diesen hat die gleiche Energie wie die Impulse, die bei dem Aufzeichnungsvorgang verwendet werden.
Alternativ dazu können Ausstöße aus den Öffnungen N_k–1 und N_k+1 ähnlich den vorhergehenden, gefolgt durch weitere 10 – 100 Ausstöße aus der Öffnung N_k–1 eine effektivere Austreibung des Bläschens erzielen.
Außerdem kann der vorhergehend beschriebene Ausstoßvorgang, bei welchem Ausstöße aus den Öffnungen N_k–1 und N_k+1 aufeinanderfolgend ausgeführt werden, vielfach wiederholt werden.
Zusätzlich kann, um die Austreibung der Bläschen zu sichern, dem Tintenausstoß aus den angrenzenden Öffnung gemäß Vorbeschreibung der Tintenausstoß aus der Öffnung folgen, aus welcher die Bläschen ausgetrieben werden müssen. In diesem Fall wird der Vorgang wie folgt ausgeführt, erstens werden in angezielten Tintenkanälen verbleibende Bläschen normalerweise durch den Tintenausstoß aus den angrenzenden Tintenöffnungen ausgestoßen, und zweitens wird eine verhältnismäßig große Blase, welche aufgrund des mit dem Bläschen verbundenen Meniskus nahe einer angezielten Öffnung zurückbleiben kann, mittels Tinte ausgestoßen, die durch Antreiben von dessen elektrothermischen Wandlerelement aus dem mit der angezielten Öffnung verbundenen Tintenkanal ausgestoßen wird.
In diesen Fällen ist es nicht zu bevorzugen, daß die elektrothermischen Wandlerelemente 1_k–1 und 1_k+1 mit der gleichen Frequenz wie der des Aufzeichnungsvorgangs angetrieben werden, da bei dieser Frequenz die Temperatur durch die gespeicherte Wärme derart ansteigt, daß in den diese elektrothermischen Wandlerelemente beinhaltenden Flüssigkeitskanälen 2_k–1 und 2_k+1 Bläschen anwachsen werden. Um dies zu verhindern, ist es zu bevorzugen, daß Tintenausstöße aus den angrenzenden Öffnung N_k–1 und N_k+1 bei einer geringeren Antriebsfrequenz als der des Aufzeichnungsvorgangs ausgeführt werden, so daß die Thermodiffusion während der Intervalle zwischen den Impulsen stattfindet und daher die Bläschen nicht wachsen. Bei diesem Beispiel ist die Antriebsfrequenz des Aufzeichnungsvorgangs 4 kHz und die der Bläschenaustreibung ist geringer als 2 kHz und vorzugsweise unter 1 kHz.
Außerdem kann die Antriebsfrequenz umgeändert werden, zum Beispiel kann, wenn der Ausstoßvorgang, bei welchem die Ausstöße aus den Öffnungen N_k–1 und N_k+1 aufeinanderfolgend ausgeführt werden, zu einer Vielzahl von Zeitpunkten wiederholt wird, die Antriebsfrequenz herabgesetzt werden, wenn die Wiederholzeit ansteigt. Bei Anwendung einer derartigen Technik können restliche Bläschen in unterschiedlichen Größen auf effektive Weise in Übereinstimmung mit deren Größe ausgetrieben werden, da es anzunehmen ist, daß verhältnismäßig große verbliebene Bläschen durch den Antrieb mit relativ hohen Frequenzen auf wirksame Weise ausgetrieben werden, und verhältnismäßig kleine verbliebene Bläschen durch den Antrieb mit relativ geringen Frequenzen auf wirksame Weise ausgetrieben werden. Überdies kann durch allmähliche Reduzierung der Frequenzen der mit dem Tintenausstoß der Ausstoßwiederherstellungsprozedur verbundene Temperaturanstieg des Aufzeichnungskopfs verhindert werden. Außerdem können die Antriebsfrequenzen in Übereinstimmung mit dem Zeitpunkt der Nicht- Aufzeichnung, der Aufzeichnungsleistung oder Anhaltspunkten geändert werden, welche die Größe der Bläschen anzeigen. Der Ausstoßvorgang, bei welchem die Antriebsfrequenzen geändert werden, ist bei allen Tintenausstößen für die Ausstoßwiederherstellung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wirkungsvoll.
Bei dem vorhergehend genannten Bläschenaustreibungsvorgang werden Bläschen durch aufeinanderfolgendes Ausstoßen von Tinte aus beiden angrenzenden Öffnungen ausgestoßen. Die Austreibung des Bläschens kann jedoch durch den Ausstoß von Tinte aus einer der zwei angrenzenden Öffnungen erzielt werden. Ein gleichzeitiger Tintenausstoß aus beiden der angrenzenden Öffnungen ist jedoch wirksamer, und kann die für die Austreibung von Bläschen erforderliche Zeit verkürzen.
Im folgenden wird unter Bezug auf 1 ein hypothetisches Prinzip der im vorhergehenden beschriebenen Bläschenaustreibung beschrieben. Gemäß 1 wird ein gleichzeitiger Tintenausstoß aus den Öffnungen N_k–1 und N_k+l angrenzend der Öffnung N_k ausgeführt, aus welcher ein Bläschen ausgetrieben werden muß. Als Prinzip der Bläschenaustreibung wird folgendes vermutet:
Kontinuierliche Tintenausstöße aus den Öffnungen N_k–1 und N_k+1 erzeugen Tintenströme aus der gemeinsamen Kammer 3 in die Tintenkanäle 2_k–1 und 2_k+1 , wie in 1 durch Pfeile gezeigt ist. Die Tintenströme steigern den Tintendruck nahe den Grenzen zwischen dem Tintenkanal 2_k und der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 3. Dies erzeugt in dem Tintenkanal 2_k einen Druckabfall, welcher auf der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer höher ist und auf der Seite der Öffnung N_k niedriger ist. Der Druckabfall erzeugt eine Kraft (eine Art Schwimm- bzw. Auftriebskraft im weitesten Sinne) in Richtung auf die Öffnung N_k, welche auf das in dem Tintenkanal 2_k verbliebene Bläschen wirkt, wodurch das Bläschen zu der Öffnung N_k bewegt wird.
Bei einem hypothetischen Alternativprinzip wird angenommen, daß die Bläschenaustreibung wie folgt stattfindet: Wenn die Bläschen zum Tintenausstoß in den angrenzenden Tintenkanälen 2_k–1 und 2_k+1 erzeugt werden, erzeugt die plötzliche Ausdehnung des Bläschens Druckwellen in den Tintenkanälen 2_k–1 und 2_k+1 und die Druckwellen breiten sich in Richtung auf die Öffnungen N_k–1 und N_k+1 sowie in Richtung auf die gemeinsame Flüssigkeitskammer 3 aus. Die Druckwellen breiten sich zu der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 3 aus, wo sie Reflexion und Interferenz unterworfen werden, und wandern nachfolgend zu anderen Tintenkanälen. Obgleich die Druckwellen bei der Wanderung in die Tintenkanäle, wo diese erzeugt werden, wenig abgeschwächt werden, werden diese proportional zum Quadrat der Abstände von den Tintenkanälen abgeschwächt, wenn sie sich in die gemeinsame Flüssigkeitskammer ausbreiten. Aus diesem Grunde wird angenommen, daß die in den Tintenkanälen 2_k–1 und 2_k+1 erzeugten Druckwellen sich mit einer beträchtlichen Intensität in den angrenzenden Tintenkanal 2_k ausbreiten, und daß die Druckwellen die restlichen Bläschen austreiben, wenn sich die Wellen in Richtung auf die Öffnung Nk in den Tintenkanal 2_k ausbreiten. Alternativ dazu wird angenommen, daß die Fortpflanzung der Druckwellen wie bei dem vorhergehend beschriebenen Prinzip einen Druckabfall in den Tintenkanälen bewirkt, und dieser Druckabfall die restlichen Bläschen ausstößt. Ferner kann als Alternative angenommen werden, daß die Bläschenaustreibung durch die Druckwellen in Verbindung mit der Bläschenaustreibung durch den Druckabfall wirkt, der gemäß Vorbeschreibung durch die Tintenströmung erzeugt wird, wodurch die verbliebenen Bläschen ausgestoßen werden.
Gemäß einem dritten hypothetischen Prinzip wird angenommen, daß die restlichen Bläschen durch die Tintenströmung in Richtung auf die Öffnung N_k ausgestoßen wird, wobei die Strömung durch den Druckabfall in dem Tintenkanal 2_k erzeugt wird.
Bei der vorhergehend beschriebenen Ausstoßwiederherstellungsprozedur wird die Bläschenaustreibung durch Ausstoßen von Tinte nur aus den angrenzenden Öffnungen ausgeführt.
Das Verfahren oder die Prozedur zum Ausführen einer Tintenausspritzwiederherstellung bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung wird wie folgt durchgeführt. Wenn die Aufzeichnungsvorrichtung für eine lange Zeit nicht benutzt wird, verdunstet die Tinte aus den Öffnungen, wodurch die Viskosität der Tinte in den Tintenkanälen ansteigt und die verbliebenen Bläschen anwachsen. Dies behindert den normalen Ausstoß von Tinte und verursacht manchmal eine Verstopfung von Öffnungen. In solchen Fällen werden die folgenden Schritte ausgeführt: zuerst werden Tintenausstöße mit hoher Leistung, das heißt der Antrieb der elektrothermischen Wandlerelemente mit hoher Frequenz ausgeführt, um die Temperatur der Tintenkanäle zu erhöhen, um die Viskosität der Tinte darin zu verringern, wobei folglich die hoch konzentrierte Tinte ausgestoßen wird, nachdem werden Tintenausstöße mit einer Frequenz ausgeführt, die niedriger als die vorhergehend genannte Frequenz ist. Ein derartiger Tintenausstoßvorgang wird auf eine solche Weise ausgeführt, daß wechselweise kontinuierliche Ausstöße aus den ungeradzahlig nummerierten Öffnungen und aus den geradzahlig nummerierten Öffnungen in einer Folge von Öffnungen ausgeführt werden, um die Tinte hoher Konzentration in den Tintenkanälen weiter auszustoßen, und um gleichzeitig die in dieser verbliebenen Bläschen auszustoßen. Folglich wird der normale Ausstoß von Tinte möglich, und daher können mittels der Aufzeichnungsvorrichtung, welche für eine lange Zeit nicht betrieben wurde, gute Bilder von hoher Qualität geschaffen werden.
Das vorhergehend beschriebene Russtoßwiederherstellungsverfahren ist auch als Leerlaufausstoß effektiv, welcher ausgeführt wird, wenn kontinuierliche Aufzeichnungsvorgänge mit hoher Leistung durchgeführt werden und daher in jedem Tintenkanal Wärme gespeichert wird. Außerdem kann das Ausstoßwiederherstellungsverfahren, wenn es bei den Aufzeichnungsvorrichtungen von Druckern, Faksimilegeräten oder der gleichen angewandt wird, während der Zeiten, in denen auf Aufzeichnungsbefehle gewartet wird, oder während der Datenübertragung durchgeführt werden, wodurch eine Abnahme der Aufzeichnungsgeschwindigkeit der Aufzeichnungsvorrichtung verhindert werden kann.
Wenn das Ausstoßwiederherstellungsverfahren bei Kopiergeräten durchgeführt wird, kann dieses nach einem Aufzeichnungsvorgang mit hoher Leistung oder während der Zeiträume zwischen den Aufzeichnungsvorgängen der jeweiligen Stücken von Aufzeichnungspapier realisiert werden. Folglich kann eine kontinuierliche Hochqualitäts-Aufzeichnung von Bildern ohne andere Prozeduren wie zum Beispiel eine Absaugung oder dergleichen erzielt werden.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau eines Beispiels einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zeigt, bei welcher das Ausstoßwiederherstellungsverfahren oder die Ausstoßwiederherstellungsprozedur gemäß der Erfindung anwendbar ist.
In 3 bezeichnet ein Bezugszeichen 14 eine Aufzeichnungskopfkassette, die einen Aufzeichnungskopfchip und einen Tintenbehälter hat, welche als ein Teil konstruiert sind. Der Aufzeichnungskopfchip hat Öffnungen zum Ausstoß von Tinte und entsprechend den Öffnungen elektrothermische Wandlerelemente als Energieerzeugungselemente. Der Tintenbehälter dient als eine Tintenzuführung. Die Kopfkassette 14 ist mit Hilfe eines Druckelements (Befestigungshebels) 41 auf einem Schlitten 15 befestigt, und diese Bauteile 14 und 15 können sich entlang der Wellen 21 in Längsrichtung hin und her bewegen. Die aus den Öffnungen des Aufzeichnungskopfchips ausgestoßene Tinte erreicht ein Aufzeichnungspapier 18, das als ein Aufzeichnungsmedium dient, welches mittels einer Schreibwalze 19 reguliert wird, die mit einem kleinen Zwischenraum gegenüber den Öffnungen angeordnet ist, um dadurch auf dem Aufzeichnungspapier 18 ein Bild auszubilden.
Die in dem Aufzeichnungskopfchip angeordneten elektrothermischen Wandlerelemente werden von einer Datenzuführungsquelle aus über ein Kabel 16 und mit diesem verbundenen Anschlüssen mit Ausstoßsignalen entsprechend den Bilddaten versorgt. Bei diesem Beispiel ist nur eine Kopfkassette 14 geschaffen.
Gemäß 3 bezeichnet das Bezugszeichen 17 einen Schlittenmotor zum Antrieb des Schlittens 15 längs der Wellen 21, 22 einen Draht zur Übertragung der Antriebskraft des Motors 17 zu dem Schlitten 15, 20 einen Zuführungsmotor zur Förderung des Aufzeichnungspapiers 18 in Verbindung mit der Schreibwalze 19.
Das Bezugszeichen 25 bezeichnet ein Kappelement, welches in einer Position entsprechend der Ausgangsposition des Schlittens 15 angeordnet ist, und welches eine Öffnungsanordnungsfläche des Kopfchips abdecken kann, auf welcher die Öffnungen angeordnet sind. Das Kappelement 25 verhindert die Austrocknung oder ein mit der Austrocknung der Tinte nahe den Öffnungen verbundenes Anbacken. Mit dem Kappelement 25 ist über einen Schlauch 4 eine Pumpe 30 zur Beseitigung eines Ausstoßfehlers verbunden. Wenn die Pumpe 30 zur Beseitigung des Ausstoßfehlers angetrieben wird, wird die Tinte mittels der durch die Pumpe 30 verursachten Saugkraft aus den Öffnungen gesaugt. Die Ausstoßwiederherstellungsprozedur durch Absaugen, die als ein Modus dient, der sich von der Bläschenaustreibungsprozedur unterscheidet, wird zur Entfernung von Tinte mit hoher Viskosität oder von ausgehärteter Tinte nahe den Öffnungen ausgeführt. Eine derartige hohe Viskosität oder verhärtete Tinte tritt auf, wenn ein Nicht-Aufzeichnungszustand für eine lange Zeit andauert, oder wenn bestimmte Öffnungen aufgrund des Aufbaus von zu druckenden Bildern für eine lange Zeit nicht benutzt werden. Das Kappelement 25 ist mit einem Element zur Aufnahme von Tinte versehen, die bei einer Langzeit-Wiederherstellungsprozedur ausgestoßen wird.
Angrenzend dem Kappelement 25 ist eine Klinge 5 auf eine solche Weise angeordnet, daß sie in Richtung auf den Bereich vorstehen kann, in welchem sich der Aufzeichnungskopf bewegen kann. Die Klinge 55 wird verwendet, um die Öffnungsanordnungsfläche nach der Ausstoßwiederherstellungsprozedur oder dergleichen abzuwischen, so daß Feuchtigkeit oder aus Papierpartikeln bestehende Schmutzstoffe von dieser entfernt werden.
4 ist eine perspektivische Ansicht der Aufzeichnungskopfkassette 14 des Beispiels, wie es in 3 gezeigt ist. Die Kopfkassette 14 ist von einer abnehmbaren Ausführung, die einen Tintenbehälter 110, der als die Tintenversorgung dient, und einen Aufzeichnungskopfchip 101 beinhaltet. Der Aufzeichnungskopfchip 101 wird zusammen mit dem Umtausch der Kopfkassette 14 gegen einen neuen ausgetauscht, wenn die Tinte in dem Tintenbehälter verbraucht ist.
Der Aufzeichnungskopfchip 1.01 weist folgendes auf: eine Vielzahl von Öffnungen N, die auf einer Fläche gegenüber dem Aufzeichnungsmedium ausgerichtet sind, eine Vielzahl von Tintenkanälen (nicht gezeigt), von denen sich jeder jeweils innerhalb von jeder der Öffnungen erstreckt, elektrothermische Wandlerelemente (nicht gezeigt), wobei jedes von diesen in jedem der Tintenkanäle angeordnet ist, und eine gemeinsame Flüssigkeitskammer (nicht gezeigt), die mit den jeweiligen Tintenkanälen in Verbindung steht. Ein Zuführungsbehälterabschnitt 104 dient als ein NebenBehälter, dem Tinte von dem Tintenbehälter 110 zugeführt wird und der die Tinte zu der gemeinsamen Flüssigkeitskammer in dem Aufzeichnungskopfchip 101 führt.
Der Tintenbehälter 110 enthält einen Tintenabsorber 112, welcher aus porösem Material oder aus Fasern oder dergleichen gefertigt ist, um mit Tinte getränkt werden zu können. Der Tintenbehälter 110 hat einen Deckel 114.
5 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Steuerabschnitts der in 3 gezeigten Vorrichtung zeigt. Der Steuerabschnitt steuert die vorhergehend beschriebenen Ausstoßwiederherstellungsprozeduren.
Gemäß 5 bearbeitet eine CPU 200 verschiedene Signale, um die Vorrichtung zu steuern. Die CPU 200 ist mit einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 200A, welcher während der Bearbeitung als Arbeitsbereich oder für andere Zwecke benutzt wird, und mit einem Festspeicher (ROM) 200B verbunden, der Antriebsdaten, Bearbeitungsprozeduren usw. zur Steuerung der vorhergehend beschriebenen Ausstoßwiederherstellungsprozeduren speichert. Während der Ausstoßwiederherstellungsprozedur versorgt die Zentraleinheit bzw. CPU 200 einen Kopftreiber 101A gemäß den im ROM 200B gespeicherten Bearbeitungsprozeduren mit den folgenden Daten: Auswahldaten, um Öffnungen zur Durchführung des Ausstoßes auszuwählen, Impulsbreitendaten, um die Breite des elektrischen Impulses festzulegen, und Antriebsfrequenzdaten, um die Antriebsfrequenz der elektrothermischen Wandlerelemente festzulegen.
Außerdem führt die CPU 200 einem Schlittenmotortreiber 17A und einem Papierzuführungsmotortreiber 20A die notwendigen Daten zu, um einen Schlittenmotor 17 und einen Papierzuführungsmotor 20 anzutreiben, wodurch die Bewegung des Schlittens 15 und die Zuführung des Aufzeichnungspapiers 18 gesteuert wird.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zeigt, mit welcher eine Vollfarbaufzeichnung erzielt werden kann. Bei einer solchen Vorrichtung, die mit einer Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen versehen ist, kann das Ausstoßwiederherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Anzahl der Tintenabsaugprozeduren zur Ausstoßwiederherstellung reduzieren. Dies ermöglicht es, die Tinte zu sparen, welche andernfalls durch die Absaugprozeduren verbraucht wird.
ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Tintenaustreibverfahren, bei welchem ausdrücklich die Zwischenräume in den Kanalwänden, welche in dem Aufzeichnungskopf die Tintenkanäle bilden, angewandt werden. Wenn ein normaler Aufzeichnungskopf zusammengebaut wird, werden das Substrat und die obere Platte durch eine Klebverbindung verbunden, so daß in den Kanalwänden zwischen den Tintenkanälen keine Zwischenräume erzeugt werden. In diesem Fall muß die Anordnung von Klebstoffen und der Aufbau zur Erzeugung der Verbindungskraft sorgfältig ausgeführt werden. Im Gegensatz dazu können bei einer Aufzeichnungsvorrichtung, bei welcher das Substrat und die obere Platte mittels Blattfedern verbunden werden, um die Konstruktion zu vereinfachen, wie im vorhergehenden erwähnt wurde, Zwischenräume in den die Tintenkanäle trennenden Kanalwänden erzeugt werden. Beim zweiten Ausführungsbeispiel werden die Zwischenräume zwangsläufig genutzt, um die restlichen Bläschen zu beseitigen.
7 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Teil eines Aufzeichnungskopfs zeigt, um ein hypothetisches Prinzip des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zu erklären.
7 ist eine Ansicht, welche den Fall veranschaulicht, in welchem Tinte gleichzeitig aus beiden Öffnungen N_k–1 und N_k+1 ausgestoßen wird, welche angrenzend der Öffnung N_k sind, welche mit einem Tintenkanal 2k verbunden ist, aus dem Bläschen ausgetrieben werden müssen. In diesem Fall wird angenommen, daß das Phänomen auf dem folgenden Prinzip basiert. Die aus dem kontinuierlichen Tintenausstoß aus jeweils einer der auf beiden Seiten des Tintenkanals 2k geschaffenen Ausstoßauslässe N_k–1 und N_k+1 resultierende Tintennachfüllung verursacht Tintenströmungen, die von der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 3 zu den Tintenkanälen 2_k–1 und 2_k+1 strömen, wie in 7 durch Pfeile gezeigt ist. Diese Tintenströmungen rufen weitere Tintenströmungen durch Zwischenräume hindurch hervor, welche aufgrund der Druckwellen oder dergleichen an den Kanalwänden W_k–1 und W_k auftreten, wenn die Tinte ausgestoßen wird, wie durch den Pfeil S gezeigt ist. Die in dem Tintenkanal 2_k stehenden Bläschen werden aufgrund der Tintenströmungen S, die durch die Zwischenräume strömen, durch die Kanalwände W_k–1 oder W_k in die Tintenkanäle 2_k–1 oder 2_k+1 gesaugt, und zur gleichen Zeit zusammen mit dem Tintenausstoß durch die Tintenkanäle gleichzeitig aus den Ausstoßauslässen N_k–1 oder N_k+1 ausgetrieben.
Eine Vielzahl von kontinuierlichen Ausstoßvorgängen gestattet es, daß Bläschen allmählich durch die Zwischenräume abgesaugt werden. Es wird angenommen, daß die Anfangspositionen von Bläschen und die Ausmaße der Zwischenräume Faktoren sind, die festlegen, welcher der angrenzenden Tintenkanäle die Bläschen in dem Fall ansaugt, in welchem die Ausstoßvorgänge von beiden der angrenzenden Tintenkanäle gleichzeitig ausgeführt werden.
Bei der Bläschenaustreibungsprozedur in Übereinstimmung mit diesem Ausführungsbeispiel sind die Anzahl der Ausstoßauslässe zum Ausstoß und eine Zeitdauer, in welcher die kontinuierlichen Ausstoßvorgänge wiederholt werden, auf die gleiche Weise eingestellt, wie mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel erklärt wurde. Ferner erzielt dieses Ausführungsbeispiel im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie das erste Ausführungsbeispiel.
Die folgenden Erklärungen beziehen sich auf einen Aufzeichnungskopf, welcher zur Durchführung der Bläschenaustreibungsprozedur gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geeignet ist, wie es im vorhergehenden beschrieben ist, und auf ein Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, bei welcher der Aufzeichnungskopf angewandt wird.
Dieser Aufzeichnungskopf hat einen einfachen Aufbau, der zu relativ geringen Herstellungskosten führt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Aufzeichnungskopf dazu geeignet ist, mit Wirksamkeit unter Anwendung von wechselseitiger Interferenz zwischen den angrenzenden Tintenkanälen, von der im allgemeinen angenommen wurde, daß sie nachteilig ist, auf zuverlässige Weise stehende Bläschen aus den Tintenkanälen auszustoßen. Der Aufzeichnungskopf kann insbesondere einen Aufbau derart haben, daß zwei Elemente der oberen Platte und des Substrats durch Druck miteinander verbunden sind (oder die zwei Elemente können auch durch teilweises Aufbringen eines Klebstoffs auf einige Abschnitte von diesen verbunden sein), daß die obere Platte Ausnehmungen zur Ausbildung der Tintenkanäle und der gemeinsamen Flüssigkeitskammer hat, daß auf dem Substrat die elektrothermischen Wandlerelemente ausgebildet sind. Die Ausnehmungen, welche die Tintenkanäle oder dergleichen bilden und die elektrothermischen Wandlerelemente können entweder auf der Deckenplatte oder dem Substrat ausgebildet sein.
Nun wird im folgenden ein Beispiel beschrieben, das einen Aufbau hat, welcher gestattet, daß die Kraft, die gemäß Vorbeschreibung durch Druck erzeugt wird, einheitlich auf entsprechende Bereiche, welche die elektrothermischen Wandlerelemente und die Öffnungen des Aufzeichnungskopfs abdecken, insbesondere auf Fläche, die sich äußerst nahe den Öffnungen befinden, ausgeübt wird. Um die Druckverbindung der Elemente durch Aufbringung der einheitlichen Kraft zu erzielen, wie im vorhergehenden beschrieben ist, wird ein Liniendruck angewandt. Einige wenige Beispiele des Aufzeichnungskopfs, der einen derartigen Aufbau gemäß Vorbeschreibung hat, werden im folgenden gezeigt.
Ein erstes Beispiel des Aufzeichnungskopfs hat Öffnungen zum Ausstoßen von Tinte, mit den Öffnungen in Verbindung stehende Tintenkanäle und Ausstoßenergieerzeugungselemente, welche in vorbestimmten Positionen der Tintenkanäle angeordnet sind, zum Beispiel elektrothermische Wandlerelemente, zur Erzeugung von Energie zum Ausstoß von Tinte, wobei ein erstes und ein zweites Substrat, in welchen die Tintenkanäle und die Öffnungen ausgebildet sind, mittels eines Liniendruckelements zur Erzeugung eines Liniendrucks preß- bzw. druckverbunden sind.
Ein zweites Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungskopfs hat ein erstes Substrat, das Ausstoßenergieerzeugungselemente zur Erzeugung von Energie zum Ausstoß von Tinte aus den Öffnungen hat, ein zweites Substrat, das Ausnehmungen und Vorsprünge zur Ausbildung von Tintenkanälen hat, die mit den Öffnungen in Verbindung stehen, wenn das zweite Substrat mit dem ersten Substrat verbunden wird, und ein Blattfederelement zur mechanischen Verbindung des ersten Substrats mit dem zweiten Substrat, wobei das erste und das zweite Substrat mittels des Liniendrucks druckverbunden werden, der durch einen Endabschnitt eines gebogenen Vorsprungs der Blattfeder erzeugt wird.
Ein drittes Beispiel des Aufzeichnungskopfs weist ein erstes Substrat, das ein Ausstoßenergieerzeugungselement zur Erzeugung von Energie hat, um Tinte aus den Öffnungen auszustoßen, ein zweites Substrat, das eine Öffnungsplatte mit den Öffnungen hat, wobei ein vorderes Plattenelement einstückig mit der Öffnungsplatte ausgebildet ist und einen Abschnitt, der sich nach außen erstreckt, und Ausnehmungen und Vorsprünge hat, welche einstückig mit diesen ausgebildet sind und Tintenkanäle bilden, die mit den Öffnungen in Verbindung stehen, wenn das zweite Substrat mit dem ersten Substrat verbunden wird, und ein Blattfederelement zur mechanischen Druckverbindung des ersten und zweiten Substrats auf, wobei das erste und zweite Substrat mittels des Liniendrucks druckverbunden werden, der durch einen Endabschnitt eines gebogenen Vorsprungs der Blattfederelements erzeugt wird, dessen Außenfläche mit einer Fläche des Vorderplattenelements in Kontakt ist, wobei die Fläche einer Richtung zugewandt ist, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in welche Tinte ausgestoßen wird.
In Übereinstimmung mit den vorhergehend beschriebenen Bauformen ist die Kontaktfläche des Blattfederelements, welches mit dem zweiten Substrat (der oberen Platte) in Kontakt gelangt, bei der Druckverbindung des ersten Substrats und des zweiten Substrats linear, um eine konzentrierte Verbindungskraft zu erzeugen, so daß ein die Tintenkanäle in der Umgebung der Öffnungen abdeckender Bereich des zweiten Substrats mit einem im wesentlichen einheitlichen Druck angedrückt wird. Bei diesem Aufbau wird durch den Tintenausstoß eine relative Schwingung zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat verursacht, so daß das zweite Substrat auf schwingende Weise von dem ersten Substrat getrennt wird. Im Ergebnis werden die Zwischenräume zwischen den Kanalwänden der Tintenkanäle ausgebildet, so daß die Bläschen durch die Zwischenräume ausgestoßen werden, wie vorhergehend beschrieben wurde.
8 bis 12 zeigen ein Beispiel des Aufzeichnungskopfs mit seinem vorhergehend beschriebenen Aufbau und die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, bei welcher dieser Aufzeichnungskopf benutzt wird. In den folgenden Teilen der Beschreibung wird der Aufbau jedes Bauteils des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs und der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mittels dieser Zeichnungen erklärt.
Die Aufzeichnungskopfkassette IJC weist bei diesem Beispiel, wie in 9 gezeigt ist, auf einstückige Weise einen Tintenbehälter IT, welcher eine relativ große Kapazität zur Aufnahme von Tinte hat, und die Aufzeichnungskopfeinheit IJU auf. Die Aufzeichnungskopfeinheit IJU hat eine solche Form, daß ein oberer Abschnitt der Aufzeichnungskopfeinheit IJU aus der vorderen Fläche des Tintenbehälters IT heraussteht. Diese Aufzeichnungskopfkassette IJC ist mittels Anordnungseinrichtungen und einem elektrischen Kontaktelement des Schlittens HC, wie später beschrieben wird, fixiert und gehalten, wie in 11 gezeigt ist, welcher bei dem Tintenstrahlaufzeichnungssystem IJRA geschaffen ist. Bei diesem Aufbau kann die Aufzeichnungskopfkassette IJC ausgetauscht werden, wenn die Tinte aus dem Tintenbehälter IT vollständig verbraucht ist. Dies bedeutet, daß die Aufzeichnungskopfeinheit IJU gleichfalls ausgetauscht wird.
(i) Die Konstruktion der Aufzeichnungskopfeinheit IJU
Die Aufzeichnungskopfeinheit IJU bei diesem Beispiel hat einen Aufzeichnungskopf, bei dem ein Tintenausstoßmechanismus verwendet wird, bei welchem in Antwort auf die Eingabe eines elektrischen Signals ein elektrothermisches Wandlerelement thermische Energie erzeugt, um ein Filmsieden der Tinte zu erzeugen, so daß der Tintenausstoß durch die Ausbildung eines durch das Filmsieden verursachten Bläschens ausgeführt wird.
In 8 bezeichnet das Bezugszeichen 100 eine Heizfläche oder ein Substrat. Die Heizfläche 100 ist aus elektrothermischen Wandlerelementen (Ausstoßheizeinrichtungen), die in einer regelmäßigen Anordnung auf einer Siliziumsubstratplatte angeordnet sind, und einer elektrischen Verdrahtung zusammengesetzt, die den mittels einer Schichtausbildungstechnologie ausgebildeten elektrothermischen Wandlerelementen Energie zuführt. Das Bezugszeichen 1200 bezeichnet ein Verteilersubstrat, das mit der Heizfläche 100 verbunden ist, das Leiterbahnen zu der Heizfläche 100 enthält (wobei beide Enden der Leiterbahnen zum Beispiel mittels Drahtverbindungstechnik fixiert sind) und Anschlußflächen 201, die sich an einem Endabschnitt der Leiterbahnen von der Heizfläche 100 befinden, um elektrische Signale von dem Hostgerät der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zu übertragen.
Das Bezugszeichen 1300 bezeichnet eine obere Platte mit Ausnehmungen, welche zur Ausbildung von Trennwänden zur Schaffung einzelner Tintenkanäle, eines gemeinsame Fluidbehälters usw. geschaffen sind. Außerdem ist die obere Platte 1300 eine geformte Einheit mit einem Tinteneinlaß 1500 zum Einströmen von aus dem Tintenbehälter IT zugeführter Tinte in den gemeinsamen Fluidbehälter und eine Öffnungsplatte 400. Obgleich das für die geformte Einheit zu bevorzugende Material Polysulfon ist, kann eine andere Sorte von Formharz zur Verwendung akzeptabel sein.
Ein Bezugszeichen 300 bezeichnet ein Halteelement, das zum Beispiel aus Metall gefertigt ist, welches die Rückseite des Verteilersubstrats 200 dadurch hält, daß deren flache Flächen zusammentreffen, und bildet eine Unterseite der Aufzeichnungskopfeinheit IJU. Das Bezugszeichen 500 bezeichnet eine Blattfeder, die wie der Buchstabe M geformt ist. Die Blattfeder 500 beaufschlagt einen bestimmten Abschnitt der oberen Platte 1300 mit Druck, welcher dem Fluidbehälter in der Mitte des Buchstaben M entspricht, und gleichzeitig beaufschlagt auch deren vorstehender Abschnitt 501, welcher an dem Seitenabschnitt der Blattfeder 500 vorsteht, einen Abschnitt der oberen Platte 1300 mit Druck, welche den Tintenkanälen entspricht. Der Druck des vorstehenden Abschnitts 501 ist derart, daß die Druckkraft auf eine Linie konzentriert ist, welche durch den Endabschnitt des vorstehenden Abschnitts 501 definiert ist. Die Schenkel der Blattfeder 500 treten durch Löcher 3121 in dem Halteelement 300 hindurch und sind an der Rückseite des Halteelements 300 befestigt, so daß die Heizfläche 100 und die obere Platte 1300 zwischen der Blattfeder 500 und dem Halteelement 300 durch Rückprallkraft gehalten sind. Das heißt, die Heizfläche 100 und die obere Platte 1300 durch die mittels der Blattfeder 500 und ihren vorstehenden Abschnitt 501 erzeugte Rückprallkraft befestigt und miteinander in Kontakt gebracht werden können.
Das Halteelement 300 hat Fixierlöcher 312, 312, 1900, 2000, in welche jeweils zwei vorstehende Abschnitte 1012, 1012 zur Fixierung und vorstehende Abschnitte 1800, 1801 zur Fixierung und Halterung durch Verschmelzung eingeführt sind. Diese vorstehenden Abschnitte 1012, 1012, 1800 und 1801 sind an der Seitenwand des Körpers des Tintenbehälters IT ausgebildet. Das Halteelement 300 hat auf seiner Rückseite auch vorstehende Abschnitte 2500 und 2600 zur Fixierung der Aufzeichnungskopfkassette IJC auf dem Schlitten HC in der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung IJRA. Das Halteelement 300 hat zusätzlich ein Loch 320, durch welches eine Tintenzufuhrleitung 2200, welche später beschrieben wird, zur Zuführung von Tinte von dem Tintenbehälter IT zu einem Aufzeichnungskopf WH verläuft. Das Verteilersubstrat 200 ist durch Klebmaterialien oder dergleichen auf der Halteelement 300 befestigt. Es gibt in der Nähe der vorstehenden Fixierungsabschnitte 2500 und 2600 ein paar konkave Abschnitte 2400, 2400 an dem Halteelement 300. Bei der Tintenstrahlkassette IJC, wie sie in 9 gezeigt ist, sind die konkaven Abschnitte 2400, 2400 auch auf der Verlängerung der Linie von dem Scheitelabschnitt der Aufzeichnungskopfeinheit IJU angeordnet, wobei drei Seiten von dieser durch einen Abschnitt definiert werden, der eine Vielzahl von parallelen Ausnehmungen 3000 und 3001 hat. Somit ermöglichen es die konkaven Abschnitte 2400, 2400, daß unerwünschte/r Tintenmasse und Staub von dem vorstehenden Abschnitten 2500 und 2600 ferngehalten werden. Wie in 8 veranschaulicht ist, bildet eine Abdeckplatte 800, auf welcher die parallelen Ausnehmungen 3000 ausgebildet sind, eine äußere Wand der Tintenstrahikassette IJC und faßt die Tintenstrahleinheit IJU. Ein Tintenzufuhrelement 600, das andere parallele Ausnehmungen 3001 hat, enthält eine Tintenleitung 1600, welche als eine einseitige Einspannung angeordnet ist, wobei sich ihr fixierter Endabschnitt an der Seite der Tintenzufuhrleitung 2200 befindet und mit der Tintenzufuhrleitung 2200 verbunden ist. Um eine Kapillarwirkung zwischen dem befestigten Endabschnitt der Tintenleitung 1600 und der Tintenzufuhrleitung 2200 zu erzielen, ist Abdichtstift 602 in die Tintenleitung 1600 eingeführt. Ein freier Endabschnitt der Tintenleitung 1600 ist mittels Druckkraft mit dem Tinteneinlaß 1500 verbunden. Das Bezugszeichen 601 bezeichnet ein Dichtungsmaterial zur Abdichtung eines Verbindungsabschnitts zwischen dem Tintenbehälter IT und der Tintenzufuhrleitung 2200. Ein Bezugszeichen 700 bezeichnet einen Filter, der an dem Endabschnitt der Tintenzufuhrleitung 2200 ist an der Seite des Tintenbehälters angeordnet ist.
Da das Tintenzufuhrelement 600 durch ein Formverfahren hergestellt wird, wird das Zufuhrelement 600 bei geringen Kosten hergestellt und wird mittels des Formprozesses praktisch mit korrekten Abmessungen bearbeitet. Ferner ist es bei dem Tintenzufuhrelement 600 aufgrund des einseitig eingespannten Aufbaus der Tintenleitung 1600 möglich, den stabilen Zustand der Druckschweißung der Tintenleitung 1600 auf den Tinteneinlaß 1500 bei Massenfertigungsplanung beibehalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es im Zustand des Druckschweißens der Tintenleitung 1600 auf den Tinteneinlaß 1500 nur durch Gießen eines abdichtenden Klebemittels in die Seite des Tinteneinlasses 1500 von der Seite des Tintenzufuhrelements 600 möglich, einen perfekten Tintenströmungsweg, ohne Auslaufen, zu schaffen. Das Verfahren zur Befestigung des Tintenzufuhrelements 600 an dem Halteelement 300 wird in den folgenden Schritten beschrieben, (1) Stifte (nicht gezeigt) an der Rückseite des Tintenzufuhrelements 600 in Löcher 1901, 1902 in dem Halteelement 300 einsetzen und die Stifte durch die Löcher 1901, 1902 auf der anderen Fläche des Halteelements 300 herausschieben, und (2) den Endabschnitt der Stifte auf der Rückfläche des Halteelements 300 durch ein Wärmeschmelzverfahren zum Verschweißen bringen. Der Endvorsprung der verschweißten Stifte ist in einem relativ konkaven Abschnitt (in den Zeichnungen nicht gezeigt) an der Seitenfläche des Tintenbehälters IT gehalten, an welcher die Aufzeichnungskopfeinheit IJU befestigt ist, und dann wird eine Anordnung der Aufzeichnungskopfeinheit IJU mit dem Tintenbehälter IT korrekt fixiert.
(ii) Der Aufbau des Tintenbehälters IT
Der Tintenbehälter IT ist aus einem Körper der Kassette 1000, einem Tintenabsorber 900 und einer Abdeckplatte 1100 zusammengesetzt. Die Abdeckplatte 1100 wird zur Abdichtung des Tintenabsorbers 900 nach der Einführung des Tintenabsorbers 900 in den Körper der Kassette 1000 von einer Öffnung auf der gegenüberliegenden Seite der Fläche aus benutzt, an welcher die Aufzeichnungskopfeinheit IJU in dem Körper der Kassette 1000 befestigt ist.
Der Tintenabsorber 900 wird zur Aufnahme der Tinte benutzt und ist in dem Körper der Kassette 1000 angeordnet. Das Bezugszeichen 1220 bezeichnet ein Tintenzufuhrauslaß zur Zuführung von Tinte zu der Aufzeichnungskopfeinheit IJU, welche die vorhergehend genannten Bauteile 100 bis 600 aufweist. Außerdem wird der Auslaß 1220 auch als eine Einlaßöffnung zum Gießen von Tinte in den Absorber 900 mittels eines Tintengießprozesses vor der Befestigung der Aufzeichnungskopfeinheit IJU an dem Körper der Kassette 1000 benutzt.
Bei diesem Beispiel kann die Tinte entweder durch die Verbindungsöffnung 1401 zur atmosphärischen Luft oder durch diesen Tintenzufuhrauslaß 1220 in den Tintenbehälter IT zugeführt werden. Um die Tinte auf relativ effektive und einheitliche Weise in den Absorber 900 zu gießen, ist es jedoch zu bevorzugen, die Tinte durch den Tintenzufuhrauslaß 1220 einzuströmen. Die verhält sich derart, da der leere Raum, der in dem Tintenbehälter IT nur Luft enthält, welcher durch Rippen 2300 in dem Körper der Kassette 1000 und Teilrippen 2400 und 2500 der Abdeckplatte 1100 ausgebildet ist, um eine effiziente Tintenzufuhrströmung von dem Absorber 900 zu erzielen, einen Eckenraum einnimmt, der mit der Verbindungsöffnung 1401 zur atmosphärischen Luft in Verbindung steht und in einem längsten Abstand von dem Tintenzufuhrauslaß 1220 positioniert ist. Der Körper der Kassette 1000 weist vier Rippen 2300, 2300, 2300, 2300 auf (in 8 sind nur zwei Rippen gezeigt), die parallel zu der Bewegungslinie des Schlittens HC sind. Die Rippen 2300, 2300, 2300, 2300 sind an dem hinteren Ende der Innenfläche des Körpers der Kassette 1000 angeordnet, so daß die Rippe 2300 verhindert, daß der Absorber 900 mit dem hinteren Ende der Innenfläche des Körpers 1000 des Tintenbehälters in Kontakt gelangt. Die Teilrippen 2400 und 2500 sind auch an der Innenfläche der Abdeckplatte 1100 angeordnet, die auf der Verlängerungslinie der Rippen 2300, 2300, 2300, 2300 positioniert ist. Die Teilrippen 2400 und 2500 sind im Gegensatz zu der Rippe 2300 jeweils aus vielen kleineren Teilen von Rippen zusammengesetzt, so daß einen Volumen der Rippen 2400 und 2500 an leerem Raum, der Luft enthält, größer als bei den Rippen 2300, 2300, 2300, 2300 wird. Die Teilrippen 2400 und 2500 sind über die Hälfte oder weniger der Fläche der Innenfläche der Abdeckplatte 1100 verteilt. Mittels dieser Rippen kann die Strömung der Tinte von den Ecken des Tintenbehälters IT, die weit von dem Tintenzufuhrauslaß 1220 entfernt sind, zu dem Tintenzufuhrauslaß 1220 stabilisiert werden, so daß die Tinte mittels einer Kapillarwirkung von jedem Bereich des Absorbers 900 in den Tintenzufuhrauslaß 1220 geleitet werden kann. Die Verbindungsöffnung 1401 zur atmosphärischen Luft ist ein offenes Loch in der Abdeckplatte, um eine Luftverbindung zwischen dem Inhalt des Tintenbehälters IT und der Atmosphäre herzustellen. Die Verbindungsöffnung 1401 zu atmosphärischen Luft ist mit einem Flüssigkeit abweisenden Material 1400 verstopft, um das Auslaufen von Tinte zu verhindern.
Ein Raum des Tintenbehälters IT, der Tinte beinhaltet, ist bei diesem Beispiel rechtwinklig parallelepiped und eine längere Seite des Raums entspricht der Seite des Tintenbehälters IT, wie in 8 und 9 gezeigt ist. Daher ist die im vorhergehenden beschriebene Gestaltung insbesondere in diesem Fall effektiv. Für den Fall, daß der Tintenbehälter IT seine längere Seite in Richtung der Bewegungsrichtung des Schlittens HC hat oder der innere Raum des Tintenbehälters IT die Form eines Würfels hat, kann die Strömung von Tinte in dem Absorber 900 durch die Anordnung dieser Rippen auf der gesamten Fläche der Innenfläche der Abdeckplatte 1100 stabilisiert werden.
Ein rechtwinkliger Tintenbehälter (Tintentank) ist zu bevorzugen, um in einem begrenzten Raum soviel wie möglich Tinte zu enthalten. Bei einem derartigen Tintenbehälter ist es effektiv, die Rippen 2300, 2400 und 2500 vorzusehen, welche die vorhergehend genannte Wirkung an zwei Flächen nahe den Ecken des Tintenbehälters IT erzielen können, um die in dem Tintenbehälter IT gespeicherte Tinte ohne Verschwendung zu nutzen. Außerdem sind die Rippen 2300, 2400, 2500 innerhalb des Tintenbehälters IT des vorliegenden Ausführungsbeispiels nahezu einheitlich in Dickenrichtung (in vertikaler Richtung gemäß 8) eines rechtwinkligen Tintenabsorbers 900 angeordnet. Diese Anordnung ist wegen dem Rippenausbildungsraum zwischen der Deckenplatte (der Abdeckplatte 1100, dem Körper der Kassette 1000) des Tintenbehälters IT und dem Absorber 900 wichtig, und der Raum ermöglicht es, daß der atmosphärische Druck einheitlich auf die in dem Tintenabsorber 900 aufgenommene Tinte aufgebracht wird, so daß die Tinte aus dem Absorber 900 aufgebraucht werden kann, wobei nur eine kleine Menge an Tinte nicht benutzt wird.
Die technologische Konzeption der Positionierung der Rippen wird genauer beschrieben. Die Position der Rippen muß derart festgelegt werden, daß sie bezüglich des Tintenzufuhrauslasses 1220 in der Diagonalecke 900a des Absorbers 900 angeordnet werden, da die Tinte in dieser' Ecke der Gefahr unterliegt, dort zu verbleiben. In anderen Worten ausgedrückt, die Diagonalecke 900a existiert außerhalb des Kreisbogens, der seinen Mittelpunkt in dem Tintenzufuhrauslaß 1220 und den Radius der Länge der längeren Seite des Tintenbehälters IT hat, und bei einer derartigen Positionierung der Rippen wird der atmosphärische Druck schnell auf die Diagonalecke 900a aufgebracht. Die Verbindungsöffnung 1401 zur atmosphärischen Luft ist nicht auf die Position des Beispiels eingeschränkt, so lange sie die Luft in den Bereich leiten kann, in welchem die Rippen angeordnet sind.
Außerdem ist bei diesem Beispiel die Rückseite der Aufzeichnungskopfkassette IJC eben gefertigt, so daß der zur Befestigung der Kassette IJC in der Vorrichtung erforderliche Raum minimiert wird oder die enthaltene Tintenmenge maximiert wird. Im Ergebnis wird die Größe der Vorrichtung verkleinert, und die Auswechselhäufigkeit der Kassette kann reduziert werden.
Außerdem ist der vorstehende Abschnitt 1000a zur Schaffung der Verbindungsöffnung 1401 zur atmosphärischen Luft unter Anwendung des hinteren Abschnitts des Raums zur Vereinigung der Aufzeichnungskopfeinheit: IJU mit dem Tintenbehälter IT ausgebildet. Innerhalb des vorstehenden Abschnitts 1000a ist ein Hohlraum ausgebildet in welchem ein Raum 1402 zur Aufbringung von atmosphärischem Druck auf den Absorber 900 in vertikaler Richtung geschaffen ist. Der Raum 1402 zur Aufbringung von atmosphärischem Druck ist ein verhältnismäßig großer Raum, in dessen oberer Seite eine Verbindungsöffnung 1401 zur atmosphärischen Luft geschaffen ist. Dies ermöglicht es, die ausgelaufene Tinte für den Fall, daß die Tinte unbeabsichtigt aus dein Absorber 900 ausläuft, vorübergehend zu halten und sie auf sichere Weise in den Absorber 900 zurückzuholen.
In 10 ist ein Aufbau der Befestigungsfläche des Tintenbehälters IT, an welcher die Aufzeichnungskopfeinheit IJU angebracht wird, veranschaulicht. Wenn eine gerade Linie L1 hergenommen wird, welche die Mitte des Tintenausstoßauslasses der Öffnungsplatte 400 passiert und parallel zu der unteren Fläche des Tintenbehälters IT oder zu der Bezugsfläche an der Fläche des Schlittens HC ist, befinden sich zwei vorstehende Abschnitte 1012, 1012, die in das Loch 312 des Halteelements 300 einzuführen sind, auf der Linie Li. Die Höhe der vorstehenden Abschnitte 1012, 1012 ist etwas geringer als die Dicke des Halteelements 300, und das Halteelement 300 wird mittels der vorstehenden Abschnitte 1012, 1012 positioniert. Auf der Verlängerung der Linie L1 ist, wie in 10 gezeigt ist, eine Sperrklinke 2100 ausgebildet, um mit einer rechtwinkligen Hakenfläche 4002 eines Fixierungshakens 4001 einzurasten, welcher an dem Schlitten HC ausgebildet ist, wie in 11 gezeigt ist, so daß eine Kraft zur Fixierung der Aufzeichnungskopfkassette IJC an dem Schlitten HC parallel zu der vorhergehend erwähnten Bezugsfläche auf der Fläche des Schlittens HC, welche die Linie L1 einschließt, aufgebracht wird. Diese Anordnungsbeziehung bildet einen effektiven Aufbau aus, um die Genauigkeit der Fixierung der Aufzeichnungskopfkassette IJC auf dem Schlitten. HC äquivalent zu der der Fixierung des Tintenausstoßauslasses des Tintenstrahlkopfs IJH zu schaffen.
Außerdem ist die Länge der zur Fixierung des Halteelements 300 an der Seitenwand des Tintenbehälters IT in die Löcher 1900 und 2000 einzuführenden vorstehenden Abschnitte 1800 und 1801. größer als die der vorhergehend erwähnten vorstehenden Abschnitte 1012. Die Abschnitte 1800 und 1801 werden zur Befestigung des Halteelements 300 an der Seitenwand des Tintenbehälters IT verwendet, wobei sie durch die Löcher 1900, 2000 des Halteelements 300 hindurchgeführt und das Endteil der vorstehenden Abschnitte 1800 und 1801 mittels eines Wärmeschmelzverfahrens an dem Halteelement 300 verschweißt wird. L3 wird als eine gerade Linie angenommen, welche sich senkrecht mit der geraden Linie Li schneidet und den Vorsprung 1800 passiert, und L2 wird als eine gerade Linie angenommen, welche sich senkrecht mit der geraden Linie L1 schneidet und den Vorsprung 1801 passiert. Die Mitte des vorhergehend erwähnten Tintenzufuhrauslasses 1220 ist nahe der geraden Linie L3 angeordnet, so daß der vorstehende Abschnitt 1800 zur Stabilisierung des Verbindungszustands zwischen dem Tintenzufuhrauslaß 1220 und der Tintenzufuhrleitung 2200 beiträgt, um die Reduzierung der Überlastung in diesem Verbindungszustand im Fall des Herunterfallens und/oder der Einwirkung von Erschütterungen zu ermöglichen. Wenn die geraden Linien L2 und L3 einander in keinem Punkt schneiden, und vorstehende Abschnitte 1800 und 1801 in der Umgebung des vorstehenden Abschnitts 1012 auf der Seite des Tintenausstoßauslasses des Aufzeichnungskopfs IJH vorhanden sind, tritt eine unterstützende Wirkung zur Fixierung der Aufzeichnungskopfeinheit IJU an dem Tintenbehälter IT ein. Eine in 7 veranschaulichte Kurve L4 zeigt eine Position einer äußeren Wand des Tintenzufuhrelements 600, wenn der Zusammenbau erfolgt ist. Da die vorstehenden Abschnitte 1800 und 1801 außerhalb längs der Kurve L4 angeordnet sind, ist es möglich, daß der Tintenbehälter IT die Aufzeichnungskopfeinheit IJU auf sichere Weise unter Anwendung der Gewichtskraft der Aufzeichnungskopfeinheit IJU mit ausreichend hoher Festigkeit und Dimensionsgenauigkeit hält. Wenn die Aufzeichnungskopfkassette IJC an dem Schlitten HC befestigt wird„ wird ein Ansatzflansch 2700 des Tintenbehälters IT in ein Loch in einer Frontplatte 4000 des Schlittens HC eingeführt (gezeigt in 11), um einen abnormen Zustand zu verhindern, in welchem die Verschiebung der Aufzeichnungskopfkassette IJC extrem groß wird.
Das Bezugszeichen 2101 bezeichnet einen Anschlag, der verhindert, daß die Kassette IJC von dem Schlitten HC herunterrutscht, und er ist in Übereinstimmung mit einem Stab (nicht gezeigt) des Schlittens HC angeordnet. Bei dieser Anordnung wird, wenn die Kassette IJC befestigt wird, indem sie auf den Schlitten HC gedreht wird, der Anschlag 2101 an einer unteren Seite des Stabs eingerastet, so daß die Kassette IJC ihre Position beibehält, selbst wenn eine solche unfallbedingte aufwärts gerichtete Kraft wie die Trennung der Kassette IJC aus ihrer normalen Befestigungsposition auf die Kassette IJC wirkt.
Die Aufzeichnungskopfeinheit IJU wird in das Innere der Kassette IJC eingebaut und wird dann mittels der Abdeckplatte 800 geschlossen, so daß die Aufzeichnungskopfeinheit IJU mit Ausnahme einer unteren Seite der Kassette IJC von der Kassette IJC und der Abdeckplatte umgeben ist. Diese untere Seitenöffnung ist jedoch, wenn die Aufzeichnungskopfkassette IJC auf dem Schlitten HC befestigt wird, nahe einer Befestigungsfläche des Schlittens HC, wodurch ein im wesentlichen vollkommen geschlossener Raum um die Aufzeichnungskopfeinheit IJU erzielt wird. Demgemäß steigt die Temperatur des geschlossenen Raums während einer langen Zeit eines kontinuierlichen Tintenausstoßes geringfügig an, obgleich gilt, daß die von dem Aufzeichnungskopf IJH innerhalb des geschlossenen Raums erzeugte Wärme einen Wärmemantel ausbildet. Bei diesem Beispiel ist zur Unterstützung einer natürlichen Wärmeabstrahlung von dem Halteelement 300 auf dem oberen Deck der Aufzeichnungskopfkassette IJC ein Schlitz 1700 mit einer Breite, die geringer als die des vorhergehend erwähnten geschlossenen Raums ist, ausgebildet, wie in 8, 9 und 10 gezeigt ist. Aufgrund des Schlitzes 1700 ist es möglich, den Temperaturanstieg innerhalb des geschlossenen Raums zu verhindern, und eine einheitliche Temperaturverteilung in der gesamten Aufzeichnungskopfeinheit IJU zu erzielen, die von jeder Umgebungsschwankung unabhängig ist.
Nach der Montage der aus dem Tintenbehälter IT und der Aufzeichnungskopfeinheit IJU zusammengesetzten Aufzeichnungskopfkassette IJC, wie in 9 gezeigt ist, kann die Tinte von dem Tintenbehälter IT durch den Tintenauslaß 1220, das Loch 320 des Halteelements 300, und einen an einer Rückfläche des Tintenzufuhrelements 600 geschaffenen Einlasses in das Tintenzufuhrelement 600 zugeführt werden, und nachdem die Tinte in das Tintenzufuhrelement 600 strömt, ergießt sich die Tinte von dem Tintenauslaß des Tintenzufuhrelements 600 durch einen adäquaten Tintenzufuhrschlauch und den Tinteneinlaß 1500 der oberen Platte 1300 in die gemeinsame Tintenkammer. Die an den Verbindungsabschnitten dieser vorhergehend beschriebenen Bauteile zur Zuführung der Tinte ausgebildeten Zwischenräume sind mit Dichtungssubstanzen wie zum Beispiel einem Silikongummi, einem Butylgummi oder dergleichen zur Abdichtung der Zwischenräume gefüllt, und dann ist ein Tintenzuführungsweg hergestellt.
Bei diesem Beispiel ist das für die obere Platte 1300 verwendete Material ein tintenbeständiges synthetisches Harz wie zum Beispiel Polysulfan, Polyethersulfon, Polyphenylenoxid, Polypropylen oder dergleichen. Die obere Platte 1300 ist zusammen mit der Öffnungsplatte 400 als ein einstückiges Bauteil geformt.
Wie vorhergehend beschrieben ist, kann, wenn das Tintenzufuhrelement 600, das einzelne Bauteil der oberen Platte 1300 mit der Öffnungsplatte 400 und der Körper 1000 des Tintenbehälters IT jeweils ein einzelnes geformtes Bauteil sind, nicht nur eine hohe Genauigkeit bei der Montage der Bauteile zum Tintenausstoß erzielt werden, sondern es wird auch die Qualität der Bauteile bei einer Massenproduktion effektiv gesteigert. Außerdem kann durch die Zusammenbringung einzelner Teile in einem einzigen geformten Bauteil die Anzahl der Teile der Aufzeichnungskopfkassette IJC, verglichen mit einem herkömmlichen Montageverfahren, reduziert werden.
Bei diesem Beispiel sind ein Schlitz S (wie in 9 gezeigt ist) und ein anderer Schlitz (nicht gezeigt) ähnlich dem Schlitz S oberhalb und unterhalb des Tintenzufuhrelements 600 geschaffen. Wie in 8 – 9 gezeigt ist, ist der Schlitz S zwischen der obere Fläche 603 des Tintenzufuhrelements 600 und dem vorderen Abschnitt 4008 der Dekkenfläche des Tintenbehälters IT ausgebildet, welcher mit einem Schlitz 1700 versehen ist, und der andere Schlitz ist zwischen der unteren Fläche 604 des Tintenzufuhrelements 600 und einem Kopfseitenabschnitt 4011 eines dünnen Plattenelements ausgebildet, mit welchem eine Abdeckplatte 800 des Tintenbehälters IT mittels Klebverbindung verbunden ist. Diese Schlitze zwischen dem Tintenbehälter IT und dem Tintenzufuhrelement 600 dienen nicht nur zur Steigerung der Wärmeabstrahlung von dem Schlitz 1700, sondern verhindern auch, daß auf den Tintenbehälter IT aufgebrachte übermäßige Kräfte direkt auf das Zufuhrelement 600 oder die Aufzeichnungskopfeinheit IJU wirken.
(iii) Anbringung der Aufzeichnungskopfkassette IJC auf dem Schlitten HC
Gemäß 11 bezeichnet das Bezugszeichen 5000 eine Schreibwalze zur Führung eines Aufzeichnungsmediums P wie zum Beispiel eines Bogens Papier, das sich von einer Rückseite der Zeichnung gemäß 11 zu einer Vorderseite von dieser bewegt. Der Schlitten HC bewegt sich entlang der Schreibwalze 5000. Der Schlitten HC hat in einem vorwärts gerichteten Bereich des Schlittens HC, die der Schreibwalze 5000 zugewandt ist, die vordere Platte 4000 (mit einer Dikke von 2 mm) vor der Aufzeichnungskopfkassette IJC und hat auf der linken Seite des mittleren Bereichs des Schlittens HC eine Haltefläche 4003, welche senkrecht zu der Fläche des Schlittens HC vorsteht. Die Haltefläche 4003 hält einen flexiblen Streifen 4005, der mit Anschlüssen 2011 entsprechend den Anschlüssen 1201 auf dem Verteilersubstrat 1200 der Aufzeichnungskopfkassette IJC, und einem Gummianschluß 4006 zur Erzeugung einer elastischen Kraft zur Pressen der Rückseite des flexiblen Bogens 4005 auf die Anschlüsse 2011 ausgestattet ist. Außerdem weist der Schlitten HC den Fixierungshaken 4001 auf, um die Aufzeichnungskopfkassette IJC zu halten. Die vordere ]Platte 4000 hat zwei vorstehende Fixierungsflächen 4010, 4010 entsprechend den vorhergehend erwähnten Fixierungsvorsprüngen 2500 und 2600 des Halteelements 300. Die vorstehenden Fixierungsflächen 4010, 4010 nehmen einen vertikalen Druck auf, wenn die Aufzeichnungskopfkassette IJC auf den Schlitten HC montiert wird. Die vordere Platte 4000 hat seitens der Schreibwalze 5000 eine Vielzahl von Verstärkungsrippen (in den Zeichnungen nicht gezeigt), welche in die Richtung entgegen dem vertikalen Druck verlängert sind. Die Oberfläche dieser Rippen ist etwas, um ungefähr 0,1 mm, näher an der Schreibwalze 5000 als die Position der Vorderfläche L5 (in 11 gezeigt) der Aufzeichnungskopfkassette IJC, und daher werden diese Rippen auch zum Schutz des Aufzeichnungskopfs WH vor dem Aufzeichnungsmedium oder dergleichen benutzt. Die Haltefläche 4002 zum elektrischen Anschluß hat eine Vielzahl von Verstärkungsrippen 4004, welche in die vertikale Richtung der Verlängerungsrichtung der vorhergehend erwähnten Verstärkungsrippen der Vorderplatte 4000 verlängert, sind. Ein Betrag des Vorsprungs der Rippen 4004 ist entlang der Richtung von der Seite der Schreibwalzen 5000 zu dem Haken 4001 allmählich reduziert. Diese Bauform der Rippen 4004 ermöglicht auch, daß die Aufzeichnungskopfkassette IJC mit einem Neigungswinkel zu der Schreibwalze 5000 positioniert wird, wie in 11 gezeigt: ist. Die Haltefläche 4003 bringt eine Kraft auf das Verteilersubstrat 1200 der Aufzeichnungskopfkassette IJC auf, um die elektrische Verbindung zu stabilisieren, das heißt, an der Haltefläche 4003 sind zwei Fixierungsflächen 4007, 4007 ausgebildet. Die Fixierungsflächen 4007, 4007, zwischen welchen ein Anschlußkontaktbereich definiert ist, begrenzen die Verformungslänge des Gummianschlußstreifens 4006 entsprechend dem Anschluß 2011. Wenn die Aufzeichnungskopfkassette IJC erst einmal in der richtigen Position befestigt ist, gelangen die Fixierungsflächen 4007, 4007 mit der Oberfläche des Verteilersubstrats 1200 in Kontakt. Außerdem wird bei diesem Ausführungsbeispiel, wenn die Anschlüsse 1201 des Verteilersubstrats 1200 bezüglich der vorhergehend erwähnten geraden Linie L1 (in 10 gezeigt) symmetrisch angeordnet sind, der Verformungsbetrag der Anschlüsse des Gummianschlußstreifens 4006 auf einheitliche Weise realisiert, und dann wird ein Kontaktdruck zwischen den Anschlüssen 2011 und 1201 besser stabilisiert. Bei diesem Beispiel werden die Anschlüsse. 1201 in einer regelmäßigen Anordnung mit 2 mittleren Reihen, 2 oberen Spalten und 2 unteren Spalten angeordnet, wie in 8 zu sehen ist.
Der Fixierungshaken 4001 hat einen Schlitz, mit dem einer Befestigungsachse 4009 des Schlittens HC in Eingriff ist. Die Lage der Aufzeichnungskopfkassette IJC kann unter Nutzung eines in dem Schlitz ausgebildeten Bewegungsraums durch Drehen des Fixierungshakens 4001 von der in 11 gezeigten Position aus entgegen dem Uhrzeigersinn und durch Bewegen des Fixierungshakens 4001 auf einer Linie parallel zu der Schreibwalze 5000 nach links an dem Schlitten HC fixiert werden. Obgleich einige Einrichtungen zur Bewegung des Fixierungshakens 4001 verwendet werden können, ist ein Bewegungsmechanismus mit einem Hebel oder dergleichen zur Bewegung des Fixierungshakens 4001 geeignet. Das Folgende ist eine weiter detaillierte und schrittweise Beschreibung zur Befestigung der Aufzeichnungskopfkassette IJC auf den Schlitten HC. (1) Zuerst wird die Aufzeichnungskopfkassette IJC in Antwort auf die Drehbewegung des Fixierungshakens 4001 auf die Seite der Schreibwalze 5000 bewegt und gleichzeitig bewegen sich die Fixierungsvorsprünge 2500 und 2600 zu der Position, in welcher diese mit den vorstehenden Fixierungsflächen 4010, 4010 der vorderen Platte 4000 in Kontakt gelangen können. (2) Als nächstes gelangt eine rechtwinklige Fläche der Hakenfläche 4002 durch die Drehung des Fixierungshakens 4001 in Linksrichtung gut mit einer rechtwinkligen Fläche der Sperrklinke 2100 der Kassette IJC in Kontakt, und gleichzeitig dreht sich der Fixierungshaken 4001 horizontal um den Kontaktpunkt der Fixierungsbauteile 2500 und 4010, und im Ergebnis dessen beginnen sich dann die Anschlüsse 1201 und 2011 einander zum Kontakt anzunähern. (3) Der Fixierungshaken 4001 ist in einer feststehenden Position gehalten, wodurch ein perfekter Kontaktzustand zwischen den Anschlüssen 1201 und 2011, ein perfekter Kontaktzustand zwischen den Fixierungsvorsprüngen 2500 und 4010, ein Stirnkontaktzustand zwischen der rechtwinkligen Fläche der Hakenfläche 4002 und der Sperrklinke 2100 und ein Stirnkontaktzustand zwischen dem Verteilersubstrat 1200 und den Fixierungsflächen 4007, 4007 der Haltefläche 4003 gleichzeitig hergestellt werden, und dann ist die Befestigung der Aufzeichnungskopfkassette auf dem Schlitten HC schließlich realisiert.
(iv) Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung
12 veranschaulicht eine schematische perspektivische Ansicht einer Tintenstrahl aufzeichnungsvorrichtung IJRA, bei welcher die vorhergehend beschriebene Aufzeichnungskopfkassette IJC genutzt wird. Eine Führungsschraube 5004 wird mittels des durch Antriebszahnräder 5011, 5010 und 5009 von einem Antriebsmotor 5013 übertragenen Drehmoments umschaltbar gedreht. Wenn stich der Antriebsmotor 5013 in Uhrzeigerrichtung oder entgegen der Uhrzeigerrichtung dreht, dreht sich gleichzeitig die Führungsschraube 5004 auf die gleiche Weise. Ein in dem Schlitten HC angeordneter Stift greift in eine Führungsnut 5005 ein, so daß sich der Schlitten HC entweder in Richtung des Pfeils a oder b bewegt, wie in 12 gezeigt ist, wenn sich die Führungsschraube 5004 in Uhrzeigerrichtung oder entgegen der Uhrzeigerrichtung dreht. Das Bezugszeichen 5002 bezeichnet eine Papierandruckplatte. Die Papierandruckplatte 5002 preßt das Aufzeichnungsmedium P in einem Bereich längs der Bewegungsrichtung des Schlittens HC gegen die Schreibwalze 5000. Die Bezugszeichen 5007 und 5008 bezeichnen Fotokoppler, welche ein Signal zur Wahrnehmung des Vorhandenseins eines Hebels 5006 in dem Bereich, in welchem Fotokoppler angeordnet sind, erzeugen. Das Signal wird zur Änderung der Drehrichtung des Motors 5013 in einer Ausgangsposition usw. verwendet. Das Bezugszeichen 5016 bezeichnet ein Halteelement zum Halten einer Kappe 5022, welche angewandt wird, um die vordere Seite des Aufzeichnungskopfs IJH abzudecken. Das Bezugszeichen 5015 bezeichnet eine Saugeinheit, welche im Inneren der Kappe 5022 einen Unterdruck erzeugt, so daß die Tinte aus den Ausstoßauslässen des Aufzeichnungskopfs absorbiert wird, das heißt, die Saugeinheit 5015 nimmt die Tinte durch eine Öffnung 5023 innerhalb der Kappe 5022 auf. Das Bezugszeichen 5017 bezeichnet eine Reinigungsklinge. Das Bezugszeichen 5019 bezeichnet ein Element, das die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Reinigungsklinge 5017 ermöglicht. Die Reinigungsklinge 5017 und das Element 5019 werden mittels einer Halteplatte 5018 gehalten. Was ein anderes Beispiel der Reinigungsklinge 5017 anbetrifft, so ist selbstverständlich ein anderer Typ von Reinigungsklingen gemäß dem Stand der Technik bei dem vorliegenden Beispiel verwendbar. Außerdem wird ein Hebel 5021 zum Starten von Absorptionsprozeduren mittels der Saugeinheit 5015 benutzt. Der Hebel 5021 bewegt sich in Übereinstimmung mit der Bewegung eines Nockens 5020, welcher mit dem Schlitten HC in Anlage sein kann, so daß über einen Übertragungsmechanismus, wie er gemäß dem Stand der Technik benutzt wird, wie zum Beispiel über eine Einrichtung zum Umschalten einer Kupplung eine Antriebskraft von dem Antriebsmotor 5013 zu der Saugeinheit 5015 übertragen wird. Diese Abdeck-, Reinigungs- und Absorptionswiederherstellungsvorgänge werden jeweils in Übereinstimmung mit der Bewegung des Schlittens HC zur Ausgangsposition ausgeführt, das heißt, die Vorgänge werden in Übereinstimmung mit der Drehung der Führungsschraube 5004 in deren rechter Position durchgeführt. Solange eine Anordnung bezüglich der vorhergehend genannten Vorgänge jedoch derart realisiert wird, daß die Vorgänge in einer geeigneten zeitlichen Abstimmung ausgeführt werden, kann eine derartige Anordnung bei der Vorrichtung gemäß diesem Beispiel angewandt werden.
Außerdem wird die Blattfeder 500 (in 8 gezeigt) be nutzt, um das Substrat (die Heizfläche) 100 und die obere Platte 1300 auf mechanische Weise durch Druck zu verbinden, um die Tintenkanäle und die gemeinsame Kammer gemäß Vorbeschreibung auszubilden, und ist zum Beispiel aus Phosphorbronze, rostfreiem Stahl für Federn, faserverstärktem Kunststoff oder dergleichen gefertigt. Zur zeitweiligen Fixierung des Substrats 100 und der oberen Platte 1300 mit den Ausnehmungen werden Klebstoffe verwendet; in der Praxis wird ein lichthärtender Typ von Klebstoff verwendet.
Die Blattfeder 500 hat eine M-förmige Form, welche einen Federabschnitt (vertikalen Abschnitt in 8), der nahezu parallel mit der oberen Fläche der oberen Platte 1300 ist, und Seitenabschnitte längs der Seiten des Substrats 100 und der oberen Platte 1300 hat. Die Seitenabschnitte weisen Nägel an ihren Endabschnitten auf, die mit der Halteplatte 300 in Anlage sind, um den Druck der Blattfeder 500 zu erzeugen. Zusätzlich hat die Plattenfeder 500 einen Vorsprung 501, der auf der Seite von deren Federabschnitt vorsteht, und senkrecht zu dem Abschnitt in Richtung auf die obere Platte 1300 gedreht wird. Der Vorsprung 501 stellt mit Hilfe des Liniendruck eine Druckverbindung zwischen dem Substrat 100 und der oberen Platte 1300 her, um die mittels der Blattfeder 500 erzeugte Spannung zu konzentrieren, wodurch ein auf das Substrat und die obere Platte aufgebrachter einheitlicher Druck erzielt wird.
Obgleich ist zu bevorzugen ist, daß das Verbindungselement wie die Blattfeder 500 mit Elementen wie dem Vorsprung 501 versehen ist, ist der Vorsprung 501 nicht unbedingt notwendig, um den Bläschenbewegungseffekt durch die Zwischenräume zwischen den angrenzenden Tintenkanälen hindurch zu erzielen. Eine derartige Blattfeder schafft eine einheitliche Verbindungskraft in der Nähe der Ausstoßauslässe und auf den gesamten Flächen der Tintenkanäle, auf welchen eine zuverlässige Verbindung erforderlich ist, da die Blattfeder die obere Platte nach unten drückt und der Druck verteilt wird. Andererseits schafft die Blattfeder im Umkreis der Tintenkanäle nur eine schwache Verbindungskraft. Folglich ist die Blattfeder zur Erzeugung der vorhergehend erwähnten Zwischenräume in den Kanalwänden geeignet, welche die Tintenkanäle trennen.
Als ein Material der flachen Feder 500 wird bei dem vorliegenden Beispiel Phosphorbronze verwendet, wobei bei einer Dicke von 0,15 mm eine Kraft von 1 kg erzeugt wird. Der Vorsprung 501, der als ein Liniendruckerzeugungsabschnitt dient, ist an der Blattfeder 500 vorgesehen. Mit Hilfe dieser Anordnung kann der Druck einheitlich auf die Flächen, in welchen die Tintenkanäle ausgebildet sind, und auf die Umgebung der Ausstoßauslässe entlang dem gesamten Bereich aufgebracht werden„ in welchem die Ausstoßauslässe angeordnet sind. Folglich werden die Kanalwände zwischen den angrenzenden Tintenkanälen auf sichere Weise ausgebildet. Dies steigert die relative Druckdifferenz längs der Richtung, in welche sich die Tintenkanäle erstrecken, und daher kann die Schwingung der oberen Platte oder dergleichen, die durch Druckwellen in der Tinte verursacht werden, die mit dem Tintenausstoß verbunden sind, auf den Bereich von der Rückseite der elektrothermischen Wandlerelemente bis zu der gemeinsamen Flüssigkeitskammer konzentriert werden. Im Ergebnis kann eine erhöhte Wirkung erzielt werden, um die an den inneren Wänden haftenden Bläschen zu entfernen, und um die Bläschen über die Zwischenräume zu entfernen.
Außerdem ist das Ausstoßwiederherstellungsverfahren gemäß dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie im vorhergehenden beschrieben, bei Aufzeichnungsköpfen wirksam, welche die gemeinsame Flüssigkeitskammer und die Vielzahl von Tintenkanälen aufweist, die mit dieser in Verbindung stehen. Die Anordnung der Tintenkanäle bezüglich der gemeinsamen Flüssigkeitskammer ist nicht auf die vorhergehend beschriebene Art und Weise eingeschränkt. Es kann zum Beispiel ein Mehrfachschicht-Aufbau von Tintenkanälen angewandt werden, bei welchem jede Schicht eine vorbestimmte Anzahl von Tintenkanälen aufweist und alle Tintenkanäle mit der gemeinsamen Tintenkammer in Verbindung stehen. In diesem Fall können die Bläschen aus dem Tintenkanal durch Ausstoß von Tinte aus den umgebenden Tintenkanälen, und zwar aus dem oberen, unteren, linken und rechten Tintenkanal ausgetrieben werden.
Außerdem kann die ausgestoßene Tinte in jede Richtung gerichtet werden, sie kann nach oben, nach unten, zur Seite und alle andere Richtungen gewandt werden.
Überdies wird bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen die Austreibungsprozedur von in dem Aufzeichnungskopf verbliebenen Bläschen mit dem Aufzeichnungskopf als Beispiel beschrieben, bei welchem die Tinte mittels des durch thermische Energie erzeugten Bläschens ausgestoßen wird. Die vorliegende Erfindung kann jedoch bei Aufzeichnungsköpfen angewandt werden, bei denen Ausstoßsysteme angewandt werden, bei welchen Ausstoßenergieelemente wie zum Beispiel piezoelektrische Elemente zur Erzeugung von Druckwellen in der Tinte verwendet werden.
Ferner offenbart diese Beschreibung, daß bei den Bläschenaustreibungsprozeduren, bei welchen der Tintenausstoß aus den Öffnungen ausgeführt wird, die mit den Tintenkanälen verbunden sind, welche zumindest den Tintenkanal angrenzend dem Tintenkanal enthalten, der ein auszutreibendes Bläschen enthält, aber ausschließlich des Tintenkanals, der das auszutreibende Bläschen enthält, Druckschwankungen in der Tinte oder Tintenströmungen auftreten, um dadurch das Bläschen auszutreiben. Deshalb ist es nicht notwendig, daß der Aufzeichnungskopf, bei welchem die vorhergehend beschriebenen Bläschenaustreibungsprozeduren ausgeführt werden können, den vorhergehend beschriebenen Aufbau hat.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich wird, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Tinte nicht aus den vielen Öffnungen ausgestoßen wird, aus welchen die verbliebenen Bläschen auszutreiben sind, sondern die Tinte aus anderen Öffnungen ausgestoßen wird, die mindestens die Öffnungen einschließen, die angrenzend den Öffnungen sind, aus welchen die restlichen Bläschen in dem Fall auszutreiben sind, in welchem in den Tintenkanälen in dem Aufzeichnungskopf verbliebene Bläschen ausgetrieben werden. Somit werden die restlichen Bläschen aus den angezielten Öffnungen ausgestoßen. In diesem Punkt unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der herkömmlichen Ausstoßwiederherstellungsprozedur, welche als ein Leerlaufausstoß bekannt ist. Ein Beispiel des herkömmlichen Ausstoßwiederherstellungsverfahrens ist im Dokument JP-A-2194967 offenbart. Mit Hilfe dieses Verfahrens werden verhältnismäßig kleine restliche Bläschen oder Tinte mit erhöhter Viskosität durch den Ausstoß von Tinte aus den Öffnungen ausgestoßen, aus welchen die kleinen restlichen Bläschen oder die Tinte mit gesteigerter Viskosität auszutreiben sind. Es ist beim Leerlaufausstoß jedoch schwierig, verbliebene Bläschen auszutreiben, die auf verhältnismäßig große Größen angewachsen sind.
Die vorliegende Erfindung ist auf besonders geeignete Weise bei einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der eine Wärmeenergieeinrichtung wie zum Beispiel eine Vielzahl von elektrothermischen Wandlern zur Erzeugung von thermischer Energie als die Energie hat, welche zum Tintenausstoß verwendet wird, einer Laservorrichtung zur Erzeugung einer Vielzahl von Laserstrahlen oder dergleichen und einer Aufzeichnungsvorrichtung anwendbar, bei welcher der Kopf verwendet wird. Die thermischen Energien bewirken eine Schwankung des Tintenzustands, wodurch Tinte ausgestoßen wird. Dies verhält sich derart, da die hohe Dichte des Bildelements und die hohe Auflösung der Aufzeichnung möglich sind.
Der typische Aufbau und das Arbeitsprinzip, die zu bevorzugen sind, sind in US-A-4 723 129 und US-A-4 740 796 offenbart. Das Prinzip ist bei einem sogenannten Auf-Abruf-Aufzeichnungssystem und einem kontinuierlichen Aufzeichnungssystem anwendbar, insbesondere ist es jedoch bei dem Auf-Abruf-Typ geeignet, da das Prinzip derart vorliegt, daß einem elektrothermischen Wandler, der an einem Flüssigkeits(Tinte)-enthaltenden Streifen oder Tintenkanal angeordnet ist, mindestens ein Antriebssignal zugeführt wird, wobei das Antriebssignal ausreicht, um einen derartig schnellen Temperaturanstieg über eine Entfernung von dem Punkt des Blasensiedens hinaus zu schaffen, wobei die thermische Energie durch den elektrothermischen Wandler geschaffen wird, um auf dem Heizabschnitt des Aufzeichnungskopfs ein Filmsieden zu erzeugen, wodurch entsprechend jedem der Antriebssignale ein Bläschen in der Flüssigkeit (Tinte) erzeugt werden kann. Die Flüssigkeit (Tinte) wird mittels der Entwicklung und der Zusammenziehung des Bläschens durch eine Ausstoßöffnung ausgestoßen, um mindestens ein Tröpfchen zu erzeugen. Das Antriebssignal hat vorzugsweise die Form eines Impulses, da die Entwicklung und das Zusammenfallen des Bläschens augenblicklich bewirkt werden kann, und deshalb kann die Flüssigkeit (Tinte) mit schnellem Antwortverhalten ausgestoßen werden. Das Antriebssignal in der Form des Impulses ist vorzugsweise so ausgebildet, wie es in US-A-4 463 359 und US-A-4 345 262 offenbart ist. Außerdem entspricht die Temperaturanstiegsrate der Heizfläche vorzugsweise der in US-A-4 313 124 offenbarten.
Der Aufbau des Aufzeichnungskopfs kann derart sein, wie er in US-A-4 558 333 und US-A-4 459 600 gezeigt ist, wobei zusätzlich zu dem Aufbau der Kombination aus Ausstoßauslaß, Flüssigkeitskanal und elektrothermischem Wandler, wie er in den vorhergehend genannten Patenten offenbart ist, die Heizfläche an einem gebogenen Abschnitt angeordnet ist. Außerdem ist die vorliegende Erfindung bei dem in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 123 670/1984 offenbarten Aufbau, bei welchem als der Ausstoßauslaß für eine Vielzahl von elektrothermischen Wandlern ein gemeinsamer Schlitz verwendet wird, oder bei einem in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 138 461/1984 offenbarten Aufbau anwendbar, bei welchem eine Öffnung zur Absorption der Druckwelle der thermischen Energie entsprechend dem Ausstoßabschnitt ausgebildet ist. Dies verhält sich derart, da die vorliegende Erfindung wirksam ist, um den Aufzeichnungsvorgang mit Sicherheit und mit einer hohen Effizienz unabhängig vom Typ des Aufzeichnungskopfs auszuführen.
Die vorliegende Erfindung ist auf effektive Weise bei einem sogenannten Gesamtzeilen-Aufzeichnungskopf anwendbar, der eine Länge entsprechend der maximalen Aufzeichnungsbreite hat. Ein derartiger Aufzeichnungskopf kann einen einzelnen Aufzeichnungskopf und eine Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen aufweisen, die kombiniert sind, um die gesamte Breite abzudecken.
Die vorliegende Erfindung ist außerdem bei einem seriellen Aufzeichnungskopf, bei welchem der Aufzeichnungskopf an der Hauptbaugruppe befestigt wird, bei einem austauschbaren Chip-Aufzeichnungskopf, welcher elektrisch mit der Hauptvorrichtung verbunden wird und der durch die Befestigung in der Hauptbaugruppe mit Tinte versorgt werden kann, oder bei einem Kassetten-Aufzeichnungskopf anwendbar, der einen einstückigen Tintenbehälter hat.
Die Schaffung der Wiederherstellungseinrichtung und der zusätzlichen Einrichtung für den vorbereitenden Vorgang sind zu bevorzugen, da diese die Wirkung der vorliegenden Erfindung weiter stabilisieren können. Was derartige Einrichtungen betrifft, gibt es eine Kappeinrichtung für den Aufzeichnungskopf, eine Reinigungseinrichtung für diesen, eine Druckaufbringungs- oder Saugeinrichtung, eine Vorheizeinrichtung über den elektrothermischen Ausstoß-Wandler oder über eine Kombination des elektrothermischen Ausstoß-Wandlers und eines zusätzlichen Heizelements und eine Einrichtung zum vorbereitenden Ausstoß, der nicht dem Aufzeichnungsvorgang dient, welche den Aufzeichnungsvorgang stabilisieren können.
Was die Arten und die Anzahl der befestigten Aufzeichnungsköpfe betrifft, so kann ein einzelner Kopf entsprechend einer einzelnen Farbtinte geschaffen sein, oder eine Vielzahl von Köpfen geschaffen sein, die jeweils einer Vielzahl von Tintenmaterialien entsprechen, die eine unterschiedliche Aufzeichnungsfarbe oder Dichte haben. Die vorliegende Erfindung ist auf effektive Weise bei einer Vorrichtung anwendbar, die mindestens einen Einfarbmodus, ausschließlich mit einer Hauptfarbe wie zum Beispiel schwarz, und einen Mehrfarbmodus mit unterschiedlichen Farbtintenmaterialien oder einen Vollfarbmodus mit Hilfe von Farbmischung hat. Der Mehrfarb- oder Vollfarbmodus kann als eine einzelne Aufzeichnungskopfeinheit, die eine Vielzahl von Köpfen hat, die einstückig ausgebildet sind, oder durch eine Kombination einer Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen realisiert sein.
Außerdem war die Tinte bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel flüssig. Es kann jedoch ein Tintenmaterial sein, das bei Raumtemperatur oder darunter fest ist und bei Raumtemperatur flüssig wird. Da die Tinte bei dem Tintenstrahlaufzeichnungssystem innerhalb der Temperatur von nicht weniger als 30°C und nicht mehr als 70°C geregelt wird, um die Viskosität der Tinte für einen stabilisierten Ausstoß zu stabilisieren, verhält sich die Tinte bei einer normalen Aufzeichnungsvorrichtung dieses Typs derart, daß sie innerhalb des Temperaturbereichs flüssig ist, wenn das Aufzeichnungssignal zugeführt wird. Außerdem wird der Temperaturanstieg aufgrund der thermischen Energie auf sichere Weise verhindert, wenn er für die Zustandsänderung der Tinte vom festen Zustand zum flüssigen Zustand verbraucht wird, oder das Tintenmaterial wird verfestigt, wenn es übrigbleibt, um die Verdunstung der Tinte zu verhindern. In beiden Fällen erzeugt die Anlegung des Aufzeichnungssignals thermische Energie, die Tinte kann verflüssigt werden und die verflüssigte Tinte kann ausgestoßen werden. Die Tinte kann zu dem Zeitpunkt beginnen, sich zu verfestigen, wenn sie das Aufzeichnungsmaterial erreicht. Die vorliegende Erfindung ist auf ein Tintenmaterial anwendbar, das durch die Aufbringung der thermischen Energie verflüssigt wird. Ein derartiges Tintenmaterial kann als einflüssiges oder festes Material in in einem porösen Block ausgebildeten Durchgangslöchern oder Ausnehmungen aufgenommen sein, wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 56 847/1979 und in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 71 260/1985 offenbart ist. Der Block ist den elektrothermischen Wandlern zugewandt. Das am meisten effektivste System für die vorhergehend beschriebenen Tintenmaterialien ist das Filmsiedesystem. Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung kann als eine Ausgabeeinrichtung für verschiedene Typen von Informationsverarbeitungseinrichtungen wie zum Beispiel einen Computerarbeitsplatz bzw. eine Workstation, einen Personal- oder Hostcomputer, eine Textverarbeitungseinrichtung, eine mit einer Bildleseeinrichtung kombinierten Kopiervorrichtung, einem Faksimilegerät, das Funktionen zur Übertragung und zum Empfang von Informationen hat oder eine Vorrichtung mit optischer Platte zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information auf/von einer optischen Platte benutzt werden. Diese Vorrichtung erfordert eine Einrichtung zur Ausgabe der Information in der Form von Handkopien.
13 veranschaulicht auf schematische Weise ein Beispiel einer Anwendungsvorrichtung, bei welcher die in 3, 6 und 12 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen als eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe von bearbeiteter Information zur Ausstattung gehören.
In 13 bezeichnet ein Bezugszeichen 10000 eine Anwen dungsvorrichtung schematisch, welche ein Computerarbeitsplatz, ein Personal- oder Hostcomputer, eine Textverarbeitungseinrichtung, ein Kopiergerät, ein Faksimilegerät oder eine Vorrichtung mit optischer Platte sein kann. Das Bezugszeichen 11000 bezeichnet die in 3, 6 und 12 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen (IJRA). Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen (IJRA) 11000 empfangen bearbeitete Informationen von der Anwendungsvorrichtung 10000 und sehen unter der Steuerung der Anwendungsvorrichtung 10000 eine Druckausgabe als Handkopie vor.
14 veranschaulicht auf schematische Weise ein anderes Beispiel eines tragbaren Druckers, mit welchem eine Anwendungsvorrichtung wie zum Beispiel ein Computerarbeitsplatz, ein Personal- oder Rostcomputer, eine Textverarbeitungseinrichtung, ein Kopiergerät, ein Faksimilegerät oder eine Vorrichtung mit optischer Platte gekoppelt werden kann.
In 14 bezeichnet ein Bezugszeichen 10001 auf schematische Weise eine Anwendungsvorrichtung. Das Bezugszeichen 12000 bezeichnet schematisch einen tragbaren Drucker, in welchen die in 3, 6 und 12 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen (IJRA) 11000 eingebaut sind, und 1300 und 14000 bezeichnen Schnittstellen-Schaltkreise, welche mittels der Anwendungsvorrichtung 11001 bearbeitete Informationen und verschiedene Steuerdaten zur Steuerung der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 11000 einschließlich Quittierungsbetrieb (handshake) und Unterbrechungssteuerung von der Anwendungsvorrichtung 11001 empfangen. Eine derartige Steuerung selbst wird mittels der herkömmlichen Drukkersteuerungstechnologie realisiert.
Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auch bei Zeilendruckern angewandt werden, obgleich die Ausführungsbeispiele mit Bezug auf einen seriellen Drucker beschrieben werden. Hier ist der serielle Drucker als ein Drucker definiert, der ein bewegbares Element hat, auf welchem der Aufzeichnungskopf befestigt ist, wobei das bewegbare Element in die Richtung senkrecht zu der Transportrichtung des Aufzeichnungspapiers hin und her bewegbar ist.

Claims

Verfahren zum Ausführen einer Tintenausspritzwiederherstellung bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einem Aufzeichnungskopf, der folgendes aufweist: eine Gemeinschaftstintenkammer (3) mit einer Länge zum Speichern von Tinte; eine Vielzahl an Öffnungen (N₁–N_n) zum Ausspritzen von Tinte, wobei die Öffnungen entlang einer Längsrichtung angeordnet und nummeriert sind; eine Vielzahl an Tintenkanälen (2₁ –2_n ) zum Verbinden der Vielzahl an Öffnungen und der Gemeinschaftstintenkammer; und eine Vielzahl an Ausspritzenergie erzeugender Elemente (1₁ –1_n ), die jeweils in der Vielzahl an Tintenkanälen zum Erzeugen von Energie angeordnet sind, die zum Ausspritzen der Tinte aus der Vielzahl an Öffnungen verwendet wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenausspritzwiederherstellung bei sämtlichen der Vielzahl an Tintenkanälen (2₁ –2_n ) ausgeführt wird, indem abwechselnd Tinte aus Öffnungen mit einer ungeraden Zahl und aus Öffnungen mit einer geraden Zahl so ausgespritzt wird, dass die Tinte aus sämtlichen der Vielzahl an Öffnungen mehrfach ausgespritzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenausspritzwiederherstellung bei sämtlichen der Vielzahl an Tintenkanälen (2₁ –2_n ) ausgeführt wird, indem mehrfach ein Tintenausspritzen aus jeder der Öffnungen mit ungerader Zahl und mehrfach ein Tintenausspritzen aus jeder der Öffnungen mit gerader Zahl abwechselnd ausgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckwelle sich von dem Tintenkanal, in dem das Energie erzeugende Element zum Ausspritzen von Tinte angetrieben wird, zu dem benachbarten Tintenkanal durch die Gemeinschaftstintenkammer so ausbreitet, dass ein Druckgefälle in dem benachbarten Tintenkanal erzeugt wird.