DE69233569T2

DE69233569T2 - Halbleiterplatte für Druckkopf

Info

Publication number: DE69233569T2
Application number: DE69233569T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Ohta-ku Ishinaga; Masahiko Ohta-ku Ogawa; Masami Ohta-ku Ikeda; Asao Ohta-ku Saito; Hideo Ohta-ku Saikawa; Akihiro Ohta-ku Yamanaka; Kimiyuki Ohta-ku Hayasaki; Teruo Ohta-ku Ozaki; Shuichi Ohta-ku Murakami; Hiroto Ohta-ku Matsuda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1992-08-03
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2012-08-04
Also published as: CA2075097C; US6290334B1; EP0532877A2; DE69233569D1; EP1529643A2; EP0532877B1; EP1122071B1; AU1473895A; EP1122071A3; DE69232404T2; EP0532877A3; US6474789B1; ES2170052T3; ATE212912T1; CA2075097A1; DE69232404D1; ATE311295T1; EP1122071A2; EP1529643A3; AU2076992A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Aufzeichnungsgerät, einen damit verwendbaren Aufzeichnungskopf, und einen Halbleiterchip für einen Aufzeichnungskopf. Das Aufzeichnungsgerät wird als ein Ausgabegerät für ein Kopiergerät, ein Faksimilegerät, einen Wortprozessor, einen Verarbeitungsrechner (Host-Computer) oder Ähnliches verwendet. Insbesondere bezieht sie sich auf dieselben, in denen eine Vielzahl von selektiv durch integrierte Schaltkreise für die Ansteuerung angesteuerter Aufzeichnungselementen verwendet werden.
Verschiedene Arten von Aufzeichnungsmaschinen sind bekannt. Unter denen wird ein Flüssigkeitsausstoßaufzeichnungsgerät gewünscht, in dem Tinte durch für die entsprechenden Aufzeichnungselemente vorgesehene Ausstoßauslässe, wegen der Vorteile der rauscharmen nicht-mechanischen Aufzeichnungsfunktion, der Fähigkeit zur Aufzeichnung mit hoher Dichte ausgestoßen wird. Die neueren Forderungen für solche Geräte beinhalten Kompaktheit und niedrige Kosten.
Unter den Flüssigstrahlaufzeichnungsgeräte sind eine elektromechanische Umwandler benutzende (zum Beispiel piezoelektrische Elemente) Art, eine elektrothermische Wandler benutzende Art und eine Elektrodenpaare benutzende Art, die mit einer Spannung, um Flüssigkeitströpfchen auszustoßen, beliefert werden, bekannt. Weiter wurde unter denen mit einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät der Art in den Handel gebracht, in der die Aufzeichnungsflüssigkeit durch Benutzung von thermischer Energie ausgestoßen wird, wegen dessen Vorteile, dass die Flüssigkeitsausstoßauslässe (Öffnungen) mit hoher Dichte angeordnet werden können, mit dem Ergebnis der Fähigkeit zur Aufzeichnung mit hoher Auflösung und dass die multi-Düsen-Anordnung (multi-Düsen-Öffnungen) relativ bequem ist, mit dem Ergebnis der Fähigkeit von Bedrucken mit hoher Geschwindigkeit.
In einem bekannten Aufzeichnungskopf, der mit einem Aufzeichnungsgerät dieser Art verwendet wurde, werden eine Vielzahl von Aufzeichnungselemente in einer Linie angeordnet und die Aufzeichnungselemente werden in Vielfachblöcke aufgeteilt, jeder mit mehrere zehner Aufzeichnungselementen, und mehrere oder mehrere zehner Ansteuerungsschaltkreise für die entsprechenden Blöcke werden auf einem Substrat als integrierte Schaltkreise ausgebildet. Die Aufzeichnungselemente werden selektiv in Übereinstimmung mit Bilddaten durch die Ansteuerungsschaltkreise angesteuert, so dass die Aufzeichnung auf das Aufzeichnungsmaterial, so wie Papier, durchgeführt wird.
Diese Aufzeichnungsköpfe sind insbesondere wegen deren hohen Auflösung und hohen Aufzeichnungsgeschwindigkeit bekannt. Jedoch werden weitere Erniedrigung der Kosten und der Größe und die Verbesserung der Ausführung, der Farbdruckfunktion, oder Ähnliches gewünscht. Bezugnehmend auf 29, wird dort ein gewöhnliches Substrat (Heizplatte), die darauf Aufzeichnungselemente besitzt, und eine schematische Teilsicht des Tintenaufzeichnungskopfes, der das Substrat verwendet, gezeigt.
In 29, (d) bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Heizelementplatte, die thermische Energie erzeugende Einrichtungen in Form eines elektrothermischen Wandlers 2 besitzt, wobei eine mit Rillen vorgesehene obere Platte 17 einen Teil des Durchgangs für die Tinte 3 aufbaut. Die Tinte 3 wird durch den durch die Heizelementplatte 1 und die obere Platte 17 ausgebildeten Durchgang, wie durch einen Pfeil A angezeigt, beliefert. Die Tinte wird dann durch den elektrothermischen Wandler 2 auf der Heizelementplatte erhitzt, so dass die Tinte durch die Ausstoßauslässen 5 in der durch Pfeil B angezeigten Richtung ausgestoßen wird. 29, (a)–(c), zeigt Anordnungen von verschiedenen Elementen auf der Heizelementplatte 1. Es schließt viele Elemente elektrisch verbindende elektrische Leitungen, Diodenreihen 7 und Anschlussflächen 8 für externe elektrische Kontakte ein. In der Anordnung von 29, (a) werden die elektrothermischen Wandler 2, die elektrische Leitungen 6, die Diodenreihen 7 und die Anschlussflächen 8 in der von der Seite des Austoßungsauslasses 5 genannten Reihenfolge angeordnet.
In 29, (b) sind die elektrischen Kontakte zwischen vielen Elementen dieselben wie in 29, (a), aber die Abschnitte der elektrischen Leitungen 6 und die Abschnitte der Diodenreihen 7 sind gemischt. In 29, (c), sind die elektrothermischen Wandler und die Flächen 8 mit einer eins zu eins Beziehung zueinander angeordnet.
In einer Anordnung von 30, (a), (b) und (c) wird eine Tintenzuführungsöffnung 9 auf der Heizelementplatte 1, die den elektrothermischen Wandler verwendet, ausgebildet, so wie mit dem Fall von 29 verglichen. In diesem Fall wird die Tinte von der Rückseite der Substratabdeckung angeliefert, wie durch einen Pfeil A angezeigt, und die Tinte wird in einer hauptsächlich senkrechten Richtung zu der Oberfläche des Substrats 1 ausgestoßen, so wie durch ein Pfeil B angezeigt.
Für die Verdrahtung in der Heizplatte in 29 oder 30 sind zwei Arten bekannt. In einer von denen, wie in 29, (c), 30, (a)–(c), und 31, die die äquivalenten Schaltkreise bezeichnen, gezeigt wird, werden die elektrischen Signale von den Anschlussflächen 8 zu den elektrothermischen Wandlern in einer eins zu eins Beziehung (Direktansteuerungssystem) angeliefert. In der anderen Form, wie in 29, (a) und (b) und 32, die einen äquivalenten Schaltkreis zeigen, gezeigt, wird eine Matrixanordnung unter Verwendung von Dioden verwendet, in der die elektrothermischen Wandler selektiv durch Anwendung von Selektivansteuerungsspannung zwischen den Segmentanschlussflächen SEG und gemeinsamen Anschlussflächen (Matrixansteuerungstyp) angesteuert werden.
In der in 31 gezeigten direkten Art sind n Anschlussflächen 8 für n Ausstoßheizelemente (elektrothermische Wandler) 2 erforderlich. Zusätzlich, wird eine VH-Anschlussfläche verlangt, und daher werden insgesamt (n + 1) Anschlussflächen verlangt. Da die Anschlussflächen 8 direkt an dem Ausstoßheizelementen 2 angeschlossen sind, fließt ein hoher Strom, so wie ungefähr 150 mA, mit einer Pulsbreite von 7 μS in einem 360 dpi Aufzeichnungskopf für unbeschichtetes Papier dort durch, entsprechend einem Beispiel von Versuchen durch die Erfinder. Zusätzlich fließt der selbe Strom, multipliziert mit n, durch die VH-Anschlussfläche. So müssen alle elektrischen Leitungen für starken Strom ausgelegt sein. Wegen der Anzahl und der großen Größe der Anschlussflächen wird eine große Fläche für die Verkabelung verlangt, mit dem Ergebnis von sperrigen Substraten und Aufzeichnungsköpfe und hohen Herstellungskosten. Vom Standpunkt des Hauptaufbaus des Aufzeichnungsgeräts sind die Anschlussabschnitte und die Verkabelung darin, wegen der großen Anzahl an Anschlussflächen, kompliziert.
32 zeigt eine andere Form von Matrixansteuerungssystem. Die Anzahl von elektrischen Kontakten und die Anschlussflächen sind verringert, wie verglichen mit der vorhergehend beschriebenen direkten Art. Jedoch, wenn n Ausstoßheizelemente 2 verwendet werden, ist die mindeste geforderte Anzahl von Anschlussflächen 2√n (wenn 2√n nicht ganzzahlig ist, wird der Wert gerundet und mit 1 addiert). Der elektrische Strom, der durch die gemeinsame Elektroden-Anschlussfläche (COM) fließt, ist der elektrische Strom pro einem Ausstoßheizelement multipliziert mit der Anzahl an mit der Matrix verbundenen Ausstoßheizelementen, wie es der Fall sein kann, und daher müssen die elektrischen Leitungen für den starken Strom entwickelt werden.
Im allgemeinen neigt ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf dazu, dass die Druckwelle bei der Zeit der Blasenbildung stromaufwärts (durch eine gemeinsame Flüssigkeitskammer) in der Form einer Rückwelle übertragen wird, mit dem Ergebnis von Flüssigkeitsrückkopplung unter Düsen. Daher können gleichzeitige Ansteuerungen von angrenzenden Düsen einen unstabilem Ausstoß wegen der Rückwelle zur Folge haben. Angesichts diesem ist es wünschenswert, dass die gleichzeitige Ansteuerung für Düsen, die einen großen Abstand besitzen, vom Standpunkt von stabilisiertem Ausstoß und hoher Bildqualität durchgeführt werden. Jedoch fließen in dem Fall des vorhergehend beschriebenen Matrixansteuerungsschaltkreises, falls die gemeinsame Elektrode gleichzeitig eine große Anzahl von verschiedenen Ansteuerungselemente (COM) ansteuert, große Ströme durch die dünnen Segment-Leitungen (SEG), mit dem Ergebnis eines Potentialunterschieds innerhalb der Leitungen. Falls dies vorkommt, werden die elektrochemischen Wandler nicht mit dem geeigneten elektrischen Strom beliefert. Aus diesem Grund ist problematisch, dass die große Anzahl an Elemente nicht angesteuert werden.
Das Problem der großen Anzahl von Anschlussflächen und der komplizierten Verkabelung in der Heizelementplatte ist noch signifikanter im Fall von Farbaufzeichnungen.
Um die Farbaufzeichnung zu vollbringen, wird das Aufzeichnungsgerät mit einer Vielzahl von Aufzeichnungsköpfe für die entsprechenden Farben vorgesehen.
33 ist ein Blockdiagramm einer Schaltkreisstruktur für ein konventionelles Flüssigstrahlaufzeichnungsgerät für Farbaufzeichnung. Bezeichnet werden mit den Bezügen 2C, 2Y und 2M die Aufzeichnungselemente (elektrothermische Wandler) für Cyan-, Gelb und Magenta Aufzeichnungen. Mehrere zehner solcher Elemente werden verwendet. Funktionselemente 10 dienen zur Steuerung der Energieversorgung von Aufzeichnungsmaschinen. Ein Schieberregisterschaltkreis 11 gleicht die Bilddaten ab, entsprechend den Aufzeichnungselementen. Sie ist direkt an einen sperrenden Schaltkreis 12 für die Speicherung von Daten für Aufzeichnungselemente angeschlossen. Durch Verwendung einer Ausgabe einer UND-Schaltung, die als Eingabe eine Ausgabe des sperrenden Schaltkreises und eine Ausgabe einer weiteren UND-Schaltung erhält, das an den Eingang der Signalleitungen 14 und 15 angeschlossen ist, um das Energieversorgungszeitintervall für die Aufzeichnungselemente zu steuern, kann das Aufzeichnungselement mit der Energie während des Ausgabezeitintervalls der zuerst genannten UND-Schaltung beliefert werden. In der Figur wird das durch gestrichelte Linien angezeigte Gebiet auf das Substrat ausgebildet, und daher werden die elektrothermischen Wandler 2, selektiv die elektrothermischen Wandler ansteuernde Funktionselementanordnungen (Transistoranordnungen 10 in dieser Ausführungsform) auf dem Substrat ausgebildet.
Mit dieser Struktur ist jedoch die Anzahl an Kontakten zwischen der Aufzeichnungsträgervorrichtung (Hauptaufbau) und die elektrischer Leitungen noch groß, mit dem Ergebnis eines komplizierten Ansteuerungsschaltkreises. Daher sind der Entwurf und die Gestaltung noch schwierig.
Die US-A-5,030,971 offenbart einen Halbleiterchip gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wobei die Substrate für die verschiedenen Farben einstückig gemacht werden, um die Größe des Farbaufzeichnungsgeräts zu verringern. In dem U.S. Patent werden die Elemente für die vier Farben auf dem selben Substrat ausgebildet. Der Ansteuerungsschaltkreis in diesem Patent ist in der Diodenmatrixart, und daher ist die Anzahl von elektrischen Leitungen klein, wie mit dem Fall des direkten Ansteuerungssystems verglichen, und daher kann die Größe des Aufzeichnungskopfes selber verringert werden. Dieses wird zufriedenstellend sein, falls die Anzahl an elektrothermischen Wandler klein ist. Falls die Anzahl erhöht wird, um die Forderung für Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit zu genügen, zum Beispiel die Anzahl elektrischer Leitungen und die Anschlussflächen dementsprechend sich erhöhen, ergibt sich jedoch, dass das vorhergehend beschriebene Problem entsteht. Betreffend die Herstellung der Substrate, verringert sich der Ertrag mit der Erhöhung der Anzahl von Aufzeichnungselementen (elektrothermische Wandler), da sich die Anzahl an Dioden und Transistoren auch erhöhen. Auch der Ertrag in der Bildung von Tintenausstoßauslässen oder Ähnliche durch Verbindung mit dem Substrat sank, und daher ist es schwierig gewesen, das Substrat mit einer großen Anzahl an Aufzeichnungselementen herzustellen.
In dem Fall des Substrats mit dem Zuführungsanschluss, wie in 30 gezeigt, kann der Verwendungsfaktor der Silizium-Wafer, aus der das Substrat besteht, nicht vergrößert werden, mit dem Ergebnis hoher Kosten.
GB-A-2 059 655 offenbart eine Stromansteuerschaltung für thermische Abbildungsvorrichtungen. Hierbei ist es beschrieben, dass eine separate thermische Druckvorrichtung zur Verfügung gestellt ist, welche die Aufzeichnungselemente umfasst. Jedoch ist nichts über eine Integration der Ansteuerschaltung und insbesondere des Schieberegisters an einem Substrat zusammen mit Aufzeichnungselementen gesagt.
EP-A1-0 444 763 – Artikel 54(3) EPC – offenbart eine Steuereinrichtung ST einer Thermodruckeinrichtung (insbesondere eine Thermoübertragungsdruckeinrichtung). Diese Steuereinrichtung ST gibt serielle Druckdaten DATA1 und DATA2 in zwei seriell/parallel-Wandler SP1 und SP2 ein, wobei die beiden seriell/parallel-Wandler SP1 und SP2 an dem Thermodruckkopf angeordnet sind. Folglich lehrt auch die EP-A1-0 444 763 ähnlich wie die GB-A-2 059 655 keine Integration der Ansteuerschaltung und insbesondere des Schieberegisters an einem Substrat zusammen mit Aufzeichnungselementen.
Dementsprechend ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halbleiterchip, einen diesen verwendenden Aufzeichnungskopf und eine diesen verwendende Aufzeichnungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welchen die Anzahl von externen elektrischen Kontakten reduziert ist, damit der Halbleiterchip verkleinert werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halbleiterchip, einen diesen verwendenden Aufzeichnungskopf und eine diesen verwendende Aufzeichnungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welchen die Verdrahtung an dem Halbleiterchip vereinfacht ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halbleiterchip, einen diesen verwendenden Aufzeichnungskopf und eine diesen verwendende Aufzeichnungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welchen eine Anzahl von Anschlussstellen an dem Halbleiterchip reduziert ist, so dass eine größere Anzahl von Aufzeichnungselementen an dem Halbleiterchip gebildet werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halbleiterchip, einen diesen verwendenden Aufzeichnungskopf und eine diesen verwendende Aufzeichnungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei auch wenn ein großer Strom verwendet wird, der Strom nicht lokal an dünnen elektrischen Leitungen konzentriert wird.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halbleiterchip, einen diesen verwendenden Aufzeichnungskopf und eine diesen verwendende Aufzeichnungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welchen eine Anzahl von elektrischen Verbindungsanschlussstellen erhöht ist, so dass die Verdrahtung vereinfacht werden kann und dass die Herstellung einfach ist, die Größe reduziert ist und die Kosten reduziert sind.
Zur Lösung dieser Aufgaben ist ein Halbleiterchip nach Anspruch 1 zur Verfügung gestellt. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Aufzeichnungskopf nach Anspruch 3 zur Verfügung gestellt. In noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 7 zur Verfügung gestellt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen 2, 4 bis 6, 8, 9 dargelegt.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus einer Betrachtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung offensichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht des Plans, die ein Beispiel einer Anordnung auf einem Substrat, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, veranschaulicht.
2 ist ein Schaltkreisschema eines äquivalenten Schaltkreises gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Schaltkreisschema eines äquivalenten Kreislaufes auf einem Substrat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Ansteuerungsablaufdiagramm, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine perspektivische Sicht eines Substrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 veranschaulicht ein Herstellungsverfahren des Substrates gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 veranschaulicht ein Herstellungsverfahren des Substrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 veranschaulicht ein Herstellungsverfahren des Substrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 veranschaulicht ein Herstellungsverfahren des Substrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer das Substrat von 1 verwendende Aufzeichnungskartusche.
11 ist eine Schnittansicht des Substrates von 10 um eine Düse herum.
12 ist eine Schnittansicht des Substrats von 10 um eine Düse herum.
13 ist eine Schnittansicht eines das Substrat von 1 verwendende Aufzeichnungskopfes.
14 ist eine Schnittansicht eines das Substrat von 1 verwendenden Aufzeichnungskopfes.
15 ist ein Schaltkreisschema in einem herkömmlichen Farbaufzeichnungsgerät.
16 ist eine Ansteuerungsablaufdiagramm für ein Farbaufzeichnungsgerät, in dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
17 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Flüssigfarbenstrahlaufzeichnungsgerätes, für das die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
18 ist ein Schaltkreisschema eines äquivalenten Schaltkreises mit der Fähigkeit zur Stufenschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
19 ist eine Draufsicht eines Substrates mit der Fähigkeit zur Stufenschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
20 ist eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterchips für ein stufengeschaltetes Aufzeichnungsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
21 ist ein Schaltkreisschema, das einen Stufenschaltkreis in einem Farbaufzeichnungsgerät, auf dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist, veranschaulicht.
22 ist ein Ansteuerungsablaufdiagramm für den Schaltkreis von 21.
23 ist eine perspektivische Ansicht eines verlängerten Halbleiterchips eines Aufzeichnungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
24 ist eine perspektivische Ansicht eines Aufzeichnungsgeräts, in der Halbleiterchips auf gestaffelter Art stufengeschaltet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
25 ist eine perspektivische Ansicht eines das Substrat von 24 verwendenden Aufzeichnungskopfes.
26 ist eine Draufsichten von Substrate, gemäß anderer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
27 ist eine perspektivische Sicht eines Aufzeichnungsgeräts, für das die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
28 ist eine perspektivische Ansicht eines Aufzeichnungsgerätes, für das die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
29 und 30 sind eine Draufsicht der üblichen Substrate.
31 und 32 sind Schaltkreisschema von davon äquivalenten Schaltkreise.
33 ist ein Schaltkreisschema eines äquivalenten Schaltkreis in einem üblichen Farbaufzeichnungsgerät.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bezugnehmend auf 1, ist dort ein Halbleiterchip 1 gezeigt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Aufzeichnungselemente sind in der Längsrichtung vom Substrat 1 in einem Aufzeichnungselement im Gebiet 2 angeordnet. Jede der Aufzeichnungselemente ist an einer gemeinsamen Elektrode 21 an der Energieversorgungsseite durch Löcher angeschlossen. Bestimmt durch Bezugszeichen 821 ist für die Aufzeichnungselemente eine Energieversorgungsleitung (VH). Funktionselementanordnungen 22 und 23 steuern die Energieversorgung zu den Aufzeichnungselementen, und sind so angeordnet, um Drucken mit hoher Dichte zu erlauben. Bestimmt durch Bezugszeichen 24 ist die für den Aufzeichnungsstrom der Aufzeichnungselemente gemeinsam geerdete Elektrode (GND). Die Fläche davon ist in Abhängig vom am Aufzeichnungselement belieferten Strompegel bestimmt. Bestimmt durch ein Bezugszeichen 824 ist eine Erdungsanschlussfläche. Einer der Merkmale der vorliegenden Erfindung ist in einem Logik-Schaltkreisgebiet 25, in dem ein Logik-Schaltungsgebiet 26 und ein sperrender Schaltkreis 12 vorgesehen sind, Schieberregister 11 und 27 auf der Oberfläche des Halbleiterchips in der Form eines integrierten Ansteuerungsschaltkreises ausgebildet sind. Der Logik-Schaltkreis 25 dient, um an dem Aufzeichnungselement angeschlossene Matrixelemente zu steuern (thermische Wandlungselemente).
2 zeigt ein Beispiel eines äquivalenten Schaltkreis eines Substrates mit einer wie in 1 gezeigten Struktur. Das Aufzeichnungselement 2 ist an einem Transistor 23 angeschlossen, um das Aufzeichnungselement 2 auszuwählen. Es ist eine Freigabeleitung (EI) für die Betätigung des Aufzeichnungselements bei einer gegebenen Zeit gezeigt, eine Sperre 12 zum sperren der Druckerdaten entsprechend dem Aufzeichnungselement, Eingabeleitungen (SI), um serielle Daten zu erhalten und ein Schieberegister 11, um die seriellen Daten bei einer vorgegebenen Zeit zu wechseln.
3 ist ein weiterer äquivalenter Schaltkreis des äquivalenten Schaltkreises von 2. Die wesentliche Schaltstruktur ist dieselbe als die in 2 gezeigte, aber in diesem Schaltkreis sind die zwei Freigabeleitungen durch eine Leitung ersetzt.
4 ist ein Betriebsablaufdiagramm des Schaltkreises von 3. In den 3 und 4 werden Aufzeichnungselemente als n Heizelemente R1–Rn als ein Beispiel angezeigt. Der Schaltkreis beinhaltet einen Transistor 22, Logik-Schaltungen 13, einen sperrenden Schaltkreis 12 und ein Schieberregister 11. Es enthält weiterhin die Anschlussflächen 821–829, einschließlich der VH-Anschlussfläche 821, GND-Anschlussfläche 824, eine Abtastanschlussfläche 825, eine Sperranschlussfläche 826, eine Datenanschlussfläche 827, eine Taktgeberanschlussfläche 828 und eine Logik-Energiequelle VDD Anschlussfläche 829.
Bezugnehmend auf 4 wird die Funktion des Schaltkreises von 3 beschrieben.
Die Taktgebersignale 18 und serielle, untereinander synchronisierten Datensignale 18 werden dem Schieberregister 11 bei der in 4 gezeigten Zeitaufnahme geliefert. Wenn alle der n Daten gesetzt sind, wird ein in 4 gezeigtes Sperrsignal (negative Verknüpfung) 16 dem Sperrschaltkreis 12 geliefert, womit die gelieferten Daten gespeichert werden. Die Daten bleiben gespeichert, bis das nächste sperrende Signal geliefert wird. Danach wird ein UND-Ausgang des Abtastsignals 14 und der durch das logik-Tor 13 vorgesehene Sperrausgang den Transistoren 22 und 23 geliefert, so dass die Ansteuerungssignale für die Heizelemente R1–Rn (Ausgangssignale der Transistoren) hergestellt werden. In dieser Ausführungsform wird die Form der Ansteuerungssignalwelle durch die Form der Eingangswelle des Abtastsignals 13 (Freigabesignal (EI), im Falle des Beispiels von 2) bestimmt.
Im Schaltkreis von 3 ist die Ausgabezeitaufnahme der Ansteuerungssignale für die Heizelemente R1–Rn gleichzeitig mit den Abtastsignalen 14 synchronisiert. Im Fall des Ablaufdiagramms von 4 ist eine verschiedene Zeitaufnahme verwendbar, wenn man einen Verzögerungsschaltkreis verwendet, wie in 18 gezeigt, die später hier beschrieben wird.
Wie es aus den 1–4 verstanden wird, ist die minimale benötigte Anzahl an Anschlussflächen für den Heizschaltkreis ohne Rücksicht in dieser Ausführungsform auf die Anzahl von Aufzeichnungselemente 2 sieben. Daher kann die Schwierigkeit der elektrischen, der hohen Dichte der Düsenanordnung zuzuschreibende Verdrahtung verhindert werden.
Die folgende Tabelle 1 gibt die mindestens angeforderte Anschlussflächenanzahl auf dem Heizschaltkreis im Verhältnis zu der Anzahl an ausstoßenden Heizelementen in unterschiedlichen Ansteuersysteme an.
Tabelle 1
Wie es aus der Tabelle 1 verstanden wird, ist, wenn die Anzahl an ausstoßenden Heizelementen 2 größer als 16 ist, die Anzahl an Anschlussflächen in dieser Ausführungsform kleiner als in dem direktem Ansteuerungssystem oder in dem Matrixansteuerungssystem. Der vorteilhafte Effekt ist sogar noch bemerkenswerter, wenn die Anzahl der Heizelemente steigt. Wenn ein Linienkopf (ein A4-Format mit 400 dpi bedeckender) berücksichtigt wird, ist die Anzahl an Düsen so groß wie 4736, und damit der Unterschied in der Anzahl zwischen dem Stand der Technik und dem System der vorliegenden Ausführungsform wesentlich signifikant.
Weiterhin behandeln in dieser Ausführungsform vier Anschlussflächen unter den sieben, Anschlussflächen, nämlich die Düsenanschlussfläche 825, die Sperranschlussfläche 826, die Datenanschlussfläche 827 und die Taktgeberanschlussfläche 828, Logik-Signale und, nicht in der Energieversorgungsleitung, und daher fließt der beträchtliche Strom nicht dort durch. Aus diesem Grund kann die Größe der elektrischen Leitungen klein sein. Die elektrischen Leitungen dafür können in engeren Plätzen angebracht werden. Dieses erlaubt elektrische Leitungen mit größeren Größen für die Energieversorgung des Heizelements. Dementsprechend, sogar wenn beim elektrischen Strom Konzentration auftrat, so tretet elektrischer Stromverlust schwerlich auf.
Bezugnehmend auf 5 ist dort eine Struktur des Substrates von 1, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Grundmaterial des Substrats ist üblicherweise Silizium, aber es kann ein anderes Material sein, falls ein Halbleiter darauf ausgebildet werden kann. Das Substrat 1 umfasst eine Grundhalbleiterschicht 1029, und das Halbleiterelement wurde durch bekannte Ionenimplantation oder Ähnlichem ausgebildet. Die Halbleiterelemente werden durch die Bezugszeichen 1015, 1016, 1023, 1024, 1025 und 1026 bezeichnet. Auf der Halbleiterschicht 1029 wird eine erste isolierende Schicht 1028 ausgebildet, und eine elektrisch leitende Schicht wird auf der isolierenden Schicht gemustert. Die leitende Schicht wird zweckmäßig an der Halbleiterschicht 102 zur Errichtung der Schaltkreisstruktur von 2 und 3 durch Löcher (nicht gezeigt) verbunden.
Der erste Leiter auf der isolierenden Schicht 1028 schließt VH-Leitungen 21, um die notwendige elektrische Energie für die Blasenbildung der Flüssigkeit zu liefern, GND-Leitungen für die elektrische Erdung der Leitungen 21, Freigabeleitungen 1019, um den elektrothermischen Wandler bei einem gegebenen Zeitablauf zu betätigen, Sperrleitungen 1020, um die Abdruckdaten zu sperren, serielle Datenleitungen 1021, um die seriellen Daten zu beliefern und Taktgeberleitungen 1022, um die seriellen Daten bei einer vorbestimmtem Zeitmessung zu wechseln, ein. Auf der ersten Leiter ist eine zweite isolierende Schicht 1027 vorgesehen, und eine zweite leitende Schicht ist darauf vorgesehen, die zweckmäßig durch Löcher verbunden sind. Zu den ausstoßendem Heizelementen 2 wird die elektrische Energie durch VH-Heizelementleitungen 32 durch eine Lochverbindung geliefert. Das andere Ende des Heizelements ist an einem Kollektor eines Transistors 10 durch ein Loch der ersten isolierenden Schicht und durch einer Heizelement-Transistorleitung 33 angeschlossen. Die ersten Transistoren 10 und die zweiten Transistoren 10 sind in zwei Linien angeordnet; sie sind jedoch gestaffelt, um den Flächenfaktor zu verbessern.
Wenn, zum Beispiel, die Heizelementteilanordnung klein ist, sind die Transistoren in Vielfachlinien angeordnet, da der Flächenfaktor besser ist, falls die Anordnung des Transistors nahe dem richtigen Quadrat ist. Das andere Ende des Transistors 10 (Basis) ist an das Logik-Schaltung 1023 durch der Transistorbasislinie 28 angeschlossen. Die Transistorbasisleitung 28 besteht aus Polysilikon oder Ähnlichem. Wie für das erste und zweite leitende Schichtmaterial wird Aluminium oder ein anderes Material mit geringem Widerstand verwendet. Das andere Ende (Steuerelektrode) des Transistors 10 ist an einer GND-Leitung 48 durch Löcher und durch die GND-Transistorleitung angeschlossen. Das Logik-Schaltung 1023 sendet selektiv durch die Freigabeleitung 1019 AN-Signale zum Transistor.
Wegen der ansteuernden Natur der Freigabeleitung 1019 sind die elektrothermischen Wandlerelemente 2 unabhängig voneinander in Gang setzbar. Der durch die Freigabeleitung 1019 fließende Strom ist sehr gering, und daher ist der Energieverlust gering, sogar falls die Verdrahtung davon kompliziert ist, und daher können die Ausstoßheizelemente selektiv betätigt werden.
Bezugnehmend auf 6 wird ein Beispiel eines Herstellungsverfahren für das in 5 gezeigte Substrat 1 beschrieben. Diese Figur veranschaulicht die Verfahrensschritte, nachdem der sperrende Schaltkreis 12, der Schieberregisterschaltkreis 11 und die Transistoren 10 und Ähnliches durch Ionentransplantation oder Diffusion hergestellt wurden. In 6, gekennzeichnet durch (a), ist eine Draufsicht, und (b) ist eine Teilabschnittansicht.
In dieser Ausführungsform werden die Signallinien für das Antreiben oder Stillegen des Transistors durch Anwendung von Logik-Signalen des Schieberregisters 11 zum Transistor 10 durch die Halbleiterschicht vorgesehen. Dieses ist erlaubt, weil der elektrische Strom zwischen dem Schieberregister 11 und dem Transistor 10 sehr klein ist, und daher ist dort kein Bedarf, elektrische Leitungen für diesen Zweck vorzusehen.
Weiterhin sind in dieser Ausführungsform die Transistoren in der Struktur des Substrats gestaffelt angeordnet, wie in 6(a) mit alternierenden verschiedenen Leitungen des Schieberregisters gezeigt, so dass die Musterintegration sich erhöht. Im Falle des Substrats für den Tintenstrahlaufzeichnungskopf oder Gerät ist der durch den Transistor zu den Aufzeichnungselementen fließende elektrische Strom groß, was große Flächentransistoren erfordert. Jedoch ist vom Standpunkt der Aufzeichnung mit hoher Auflösung der Abstand zwischen den angrenzenden Aufzeichnungselementen als klein erwünscht. Die gestaffelte Anordnung erlaubt beide Anforderungen. In dieser Ausführungsform wird der Abstand vom Schieberregister zum Transistor in zwei Schritten verändert, aber eine große Anzahl an Schritten ist verwendbar.
7, 8, 9 zeigen die Herstellungsstufen, und die Herstellungsstufen schreiten in der Reihenfolge von (a), (b) aus 7, 8, 9, (c) und (d) aus 7 fort.
In 7, (a), werden SiO₂, SiN oder ähnliche zwischenschichtige isolierende Filme 29 auf das Substrat von 6 ausgebildet, und durch Löcher wurde es für den elektrischen Anschluss mit der oberen Schicht ausgebildet.
In 7, (b), werden die ersten Leitungen mit Aluminium oder Ähnlichem für die VH gemeinsame Elektrode 21, der Erdungsleitung 24, die Logik-Leitung 31, für den Anschluss 30 oder Ähnliches ausgebildet.
Wie in 8 durch (a), (b) gezeigt, wird ein zweiter SiO₂ oder SiN (Si₃N₄) oder ähnlicher isolierender Zwischenschichtfilm auf der ersten verkabelten Schicht ausgebildet, und werden durch Löcher darin ausgebildet. Auf dem zweiten isolierenden Film wird eine zweite Aluminiumschicht gebildet, und ist gemustert, so dass die elektrischen Anschlüsse zwischen den elektrothermischen Wandlern 2 und den VH-Elektroden und den Transistoren, und den Anschlussflächen ausgebildet werden (9).
Darauffolgend wird, um ein Kurzschluss zwischen den Elektroden durch die Tinte zu vermeiden eine Schutzschicht 36 wie in 7, (c) gezeigt ausgebildet. Auf der Schutzschicht kann man eine aus Ta oder Ähnlichem hergestellte anti-Kavitationsschicht 37, wie in 7, (d) gezeigt, ausbilden. Die anti-Kavitationsschicht 37 dient, um die Elektroden und die anderen zum Vorkommen von Blasenbildung und Tintenkollaps neigenden Schichten von Kavitation zu schützen.
Bezugnehmend auf 10 wird die Beschreibung wie für die Struktur des Tintenstrahlkopfes unter Benutzung der vorhergehend beschriebene Heizplatte 1 gemacht. Eine obere Platte 4 schließt n Öffnungen und Rillen dementsprechend in Verbindung damit ein, jedoch wird dies auf der Figur nicht gezeigt. Wenn die obere Platte 4 mit der Heizplatte 1 kombiniert wird, dann entsprechen n Aufzeichnungselemente 2 den respektiven Rillen und daher den respektiven Öffnungen, und zusätzlich wird die Tintenkammer ausgebildet. Die elektrischen Anschlussflächen 8 sind in Randportionen auf den zwei Seiten der Heizelementplatte 1 angeordnet. Sie sind mit externen Leitungen für den Empfang der elektrischen Energie verbunden, und sind damit durch Drahtbindung, Kupplungsbindung, Erhebung, Klemmung oder Ähnlichem verbunden.
Das aus der oberen Platte 4 und der Heizelementplatte 1 bestehende Glied ist auf einem Tintenbehälterdeckel 38 angebaut. Der Tintenbehälterdeckel ist mit einen Tintentankbehälter kombiniert, um einen Tintentank zu bilden, der die Tinte darin unterbringt. In dem Tintentank kann ein jedoch nicht gezeigtes tintenabsorbierendes Material, um dabei die Tinte aufzubewahren, angebracht werden. Die Tinte wird an die Düse durch einen Tintenzuführungsdurchgang des Tintentankdeckels 39 durch einen Bodenabschnitt des Aufzeichnungselementanordnung 2 von der Heizelementplatte 1 beliefert. Dieses wird am besten auf 11, die eine Teilansicht ist, gesehen. Die Tinte wird auf die Hinterseite der Heizplatte 1, angrenzend an die Position, an der die Aufzeichnungselemente angeordnet sind, durch die in dem Tintentankdeckel 39 des ausgebildeten Zuführungszugangs angeliefert. Danach erreicht die Tinte durch die Düsen der oberen Platte 4 die Oberfläche der einzelnen Aufzeichnungselemente. Hier wird die Tinte durch das Ausstoßheizelement 2 erhitzt, so dass sich eine Blase bildet. Durch den Druck der Blasenbildung wird die Tinte durch die Öffnungen 5 auf das Aufzeichnungsmaterial ausgestoßen, um dabei Punkte auszubilden. Wie in 12 gezeigt, wird die Tinte auf die Oberfläche des Ausstoßheizelements 2 beliefert, das Tintentröpfchen 42 wird durch den von der Blasenbildung 41 resultierenden Druck ausgestoßen.
Die Tintenzuführung wird um die Hinterseite des Substrats her, bei der die Aufzeichnungselemente und die nicht einheitliche Temperaturverteilung des Substrats besitzende Lage verringert und somit stabilisiert sich der Aufzeichnungsvorgang. Zusätzlich kann der Abstand zwischen der Lage der Aufzeichnungselemente und der Tintenzuführungskammer 43 auf ein Minimum verringert werden, und daher kann die Tintennachfüllgeschwindigkeit erhöht werden, so dass das hohe Geschwindigkeitsansprechen des Tintenausstoßes vollbracht wird.
Die hier vorher beschriebene Rückwelle kann gestreut sein, erstens weil der Abstand zwischen der Blasenbildungslage (Lage des Aufzeichnungselements) und der gemeinsamen Raumlage 43 klein ist, und zweitens weil die Diffusionsrate der Anordnung des Durchgangs zu der Flüssigkeitskammer 43 erhöht werden kann. So kann die Kreuzkopplung, die der Erzeugung der Rückwelle zwischen Düsen zuzuschreiben ist, minimiert werden. Um diese vorteilhafte Effekte sicherzustellen, werden die Aufzeichnungselemente bevorzugt innerhalb von 1000 Mikrons von einer Ecke des Substrates angeordnet, und ferner sind sie am meisten bevorzugt innerhalb von 300 Mikrons. Hier wird die Lage des Aufzeichnungselements durch die Basis des Abstandes von einem Ende der gemeinsamen Flüssigkeitskammer zum Mittelpunkt des Aufzeichnungsmediums in der Richtung entlang des Flüssigkeitsdurchgangs bestimmt.
Die in den 10–12 gezeigte vorweggehende Ausführungsform wird der Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der das Substrat der Art verwendet, in der die Tinte in die wesentlich zu der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums senkrechte Richtung ausgestoßen wird.
Bezugnehmend auf 13 und 14, ist ein Beispiel des Aufzeichnungskopfes, in dem die Tinte auf die zu der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums parallele Richtung ausgestoßen wird, gezeigt. 13 ist eine Teilabschnittsansicht davon, und 14 ist eine Abschnittsansicht.
In der Figur ist eine obere Platte 4 mit Rillen für den bestehenden Flüssigkeitsdurchlauf 47 mit dem Substrat 1 verbunden. Die Tinte wird zu dem Flüssigkeitsdurchgang 47 aus der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 43 beliefert, und die Tinte wird zur Öffnung durch Kapillarkräfte beliefert. Die elektrischen Signale werden gemäß dem Flüssigkeitsdurchgang 47 auf dem Aufzeichnungselement aufgebraucht, und Hitze wird durch die entsprechenden Aufzeichnungselemente erzeugt. Danach wird die Tinte erhitzt, und eine Blase 41 wird gebildet. Durch den durch die Blasenbildung verursachten Druck wird die Tinte durch den Ausstoßauslass 5 ausgestoßen. Auf den Substraten mit dem Schieberregister werden gemäß dieser Ausführungsform elektrische Aufzeichnungssignale durch die Drahtbindeanschlussflächen 45 einer Druckerplatte 46 beliefert.
15 ist ein Schaltkreisdiagramm des Substrates des Aufzeichnungselementkopfes, das für Farbaufzeichnungen befähigt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Aufzeichnungselemente 2C, 2Y und 2M sind für Cyan-, Gelb- und Magenta- Aufzeichnungsfunktionen. Mehrere Zehner des Aufzeichnungselements werden verwendet. Funktionselemente 10 sind die gleichen wie vorher beschrieben. Eine Schieberregisterschaltkreis 11 dient, um die Bilddaten im Verhältnis zu den Aufzeichnungselementen abzugleichen. Er ist direkt mit einem sperrenden Schaltkreis 12 verbunden, um die Daten für das Aufzeichnungselement zu halten, das Abtastsignal 14 ist befähigt die An-Zeitspanne des Aufzeichnungselements zu steuern. Die Signale 1034C, 1034Y und 1034M sind befähigt, unabhängig voneinander die entsprechenden Farbfunktionselementblöcke zu aktivieren. Eine Ausgabe ist von einer UND-Schaltung, die die Abtastsignale 14 und die Signale 1034C, 1034Y, 1034M empfängt, vorgesehen. Die Ausgabe der UND-Schaltung wird an einer zusätzlichen UND-Schaltung beliefert, die auch eine Ausgabe des sperrenden Schaltkreises empfängt. Die Ausgabe der zusätzlichen UND-Schaltung erlaubt für den Zeitintervall während der Ausgabezeit elektrische Energieversorgung zum Aufzeichnungselement. Gemäß dieser Ausführungsform kann ein kleines und kostengünstiges Aufzeichnungsgerät durch Ausbildung von Vielfachfarbenaufzeichnungsgeräte auf dem Halbleiterchip (Substrat) erreicht werden.
16 ist ein Ansteuerungsablaufdiagramm eines Aufzeichnungsgeräts, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Einer der Merkmale dieser Ausführungsform ist, dass die Bilddaten für Vielfachfarben seriell auf die Zeit der Bilddatensignalvorräte (SI) beliefert werden. In anderen Worten, die Bilddaten für Vielfachfarben werden nicht getrennt voneinander beliefert, werden aber aufeinanderfolgend und hintereinander einer einzigen Eingangsklemme des Bilddatensignal 17 für die Farben Cyan, Gelb, Magenta (Schwarz kann dazugenommen werden) beliefert. Die seriellen Bilddaten für Vielfachfarben werden aufeinanderfolgend auf dem Schieberregister 11, mit dem Hilfsmittel der Taktgeberübertragung (SCK) übertragen, so dass die Bilddaten für die Vielfachfarben auf einer Linie des Aufzeichnungselements für die entsprechenden Aufzeichnungsköpfe ausgerichtet wird. Das auf 15 gezeigte Schieberregister 11 ist elektrisch mit dem sperrenden Schaltkreis 12 verbunden, um elektrische Energiezuführung zum Aufzeichnungselement im Verhältnis zu den Bilddaten für das eine Zeitintervall eines Sperrpulssignals (LAT) 16 zu erlauben.
Tatsächlich werden die Aufzeichnungselemente in den verschiedenen Farben aufgeteilt angesteuert, in der periodischen Zeitdauer, die fähig ist, die Aufzeichnungselemente anzusteuern. Die teilende Funktion wird als Ansprechen für die Befähigung der Signale 1034C, 1034Y und 1034M übertragen. Durch die Verwendung dieses Signals und des Abtastsignals 14, um die für die entsprechenden Farben eigene Ansteuerungsperiode zu bestimmen (die betätigte der entsprechenden Aufzeichnungselemente abstimmende Pulsbreite), können die für die Vielfachfarben geteilten Aufzeichnungselementblöcke selektiv mit konstanten Pulsbreiten während der periodischen, durch den sperrenden Pulsen bestimmten Zeitdauer angesteuert werden.
Wegen der Verwendung der vorhergehend beschriebenen Ansteuerungszeitmessung ist kein Bedürfnis, die entsprechenden Signallinien für die Farben vorzusehen, sogar wenn die Aufzeichnungsfunktion in Vielfachfarben ausgetragen wird, so dass die Anzahl an elektrischen Leitungen und die Anzahl an Anschlussflächen verringert werden kann. Daher können die Größe und Kostendes Substrataufzeichnungskopfes und des Aufzeichnungskopfes vorgesehen werden. In der vorangehenden Beschreibung, wird der Fall von drei Aufzeichnungsfarben behandelt. Jedoch kann das ähnliche Ansteuerungsverfahren für eine größere Anzahl an Farben, oder für Einfarbenaufzeichnungen verwendet werden.
In dem Fall der monochromatischen Aufzeichnung ist der gleiche Aufbau wie in der Farbaufzeichnung verwendbar. Wenn dies befolgt wird, werden beide der Farbaufzeichnungsfunktionen und die monochromatische Aufzeichnungsfunktion, nur falls der Aufzeichnungskopf ausgetauscht befähigt wird. Mit Rücksicht auf die Unterscheidung zwischen den Farbaufzeichnungen und den monochromatischen Aufzeichnungen kann ein Unterscheidungscode in den seriellen Daten vorgesehen werden, und die Daten werden vom Aufzeichnungsgerät zum Drucker zurückgespeist. Es ist eine möglich Alternative, dass der Aufzeichnungskopf mit einem gezackten Abschnitt vorgesehen werden kann, der durch den Drucker entdeckt wird.
17 zeigt eine Ausführungsform in der Gestalt eines Farbaufzeichnungskartuschenkopfes, in dem die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Erfindung bestens verwendet werden. Eine obere Platte 4 wird mit Ausstoßauslässen 5M, 5Y und 5C für die Farben Magenta, Gelb und Cyan dementsprechend und mit Rillen für die Bildung damit verbundener Durchgänge vorgesehen. Ein Halbleiterchip (Substrat) 1 besitzt Vielfachaufzeichnungselemente, Funktionselemente und integrierte Ansteuerungsschaltkreise ganzzahlig auf der Oberfläche darauf. Die Oberfläche darauf ist mit elektrischen Anschlussflächen 8 für die Verbindung mit den entsprechenden Farbaufzeichnungselemente 2M, 2Y, und 2C und für die Verbindung mit der Energiequelle vorgesehen. Die gemeinsamen Kammern 39 für die Zuführung des Tintenmaterials zu den entsprechenden Ausstossungsauslässen sind in diesem Beispiel in eine gemeinsame Kammer 39M, 39Y und 39C für die entsprechenden Farben aufgeteilt. Die gemeinsamen Tintenzuführungskammern 39M, 39Y und 39C sind dementsprechend Tintenzuführungsbehälter 40M, 40Y und 40C. In dieser Ausführungsform sind die Größe und die Kosten reduziert. Der wesentliche Mechanismus und die Funktion des Aufzeichnungskopfes in dieser Ausführungsform ist der selbe als der von der Ausführungsform der 10, und daher wird die detaillierte Beschreibung zur Vereinfachung ausgelassen.
Hier wird ein Beispiel des Aufzeichnungskopfes, in dem die Tinte in die Richtung wesentlich senkrecht zu der Oberfläche des Aufzeichnungselements ausgestoßen wird, behandelt. Jedoch ist diese Ausführungsform auf dem in 13 und 14 gezeigten Aufzeichnungskopf, in dem das Tintenzuführungssystem für die entsprechenden Farben aufgeteilt wird, anwendbar.
In dieser Ausführungsform werden die Elemente für die entsprechenden Farben auf ein einziges Substrat für den Farbaufzeichnungskopf ausgebildet. Jedoch können viele Substrate stufengeschaltet sein, um die Farbforderung und die lange Aufzeichnungskopfforderung zu treffen.
18 zeigt einen entsprechenden Schaltkreis in der Verdrahtung des Substrates, das mit einem anderen Substrat stufengeschaltet ist. 19 zeigt ein Substrat, das einen solchen Schaltkreis besitzt.
Wie im Fall von 3 verglichen, werden Ausgangskontakte 831–833 für die Stufenschaltung für den sperrenden Schaltkreis 12 und dem Schieberregister 11 vorgesehen, so wie mit der Ausführungsform von 3 verglichen. Das Substrat ist mit einem anderen Substrat durch Ausgangskontakte verbunden. Wenn dies befolgt wird, können viele Substrate durch ein Dateneingangssignal angesteuert werden, das benötigt wird, um ein Substratelement anzusteuern. In diesem Fall ist es für die Ansteuerungsfunktion im wesentlichen dasselbe wie in der vorhergehenden Ausführungsform.
Herkömmlicherweise, im Falle des Substrats oder des Aufzeichnungskopfes, die eine großen Anzahl an Aufzeichnungselemente besitzen, werden die Herstellungskosten, um die Ausbeute zu steigern, etwas erhöht. Jedoch können gemäß dieser Ausführungsform die Anzahl an verbindendenden Linien, sogar wenn viele Verbindungslinien, sogar wenn viele Substrate verbunden werden, erniedrigt werden, um die Anzahl der Aufzeichnungselementen in einem verlängerten Aufzeichnungskopf wie in einem Volllinienaufzeichnungskopf zu erhöhen, und die Herstellungskosten und die Form und die Bau- und Herstellungsleichtigkeit können erhalten werden.
In der Ausführungsform von 19 ist die Anzahl der Ausgangskontakte größer als die in dem äquivalenten Schaltkreis von 18. Jedoch ergibt dieses, dass die Rillensignallinien oder Ähnliches gemeinschaftlich mit den anderen Substraten zusammengesetzt wurden. Wie viele Linien gemeinschaftlich zusammengesetzt werden, wird in Betracht der selben Gestalt des Aufzeichnungskopfes durch ein Fachmann bestimmt.
20 zeigt eine Ausführungsform, in der wie hier vorher beschrieben der Halbleiterchip oder das Substrat im Verhältnis zu den Farben stufengeschaltet ist, wobei das Drucken mit hoher Geschwindigkeit immer noch möglich ist. Die Verbindungsanschlussflächen 8 des Halbleiterchips 1M, 1Y und 1C für die entsprechenden Farben sind mit Verbindungselementen (oder Verdrahtungsbindungen oder Ähnliches) 49 stufengeschaltet. 21 zeigt ein Schaltkreisdiagramm dieser Struktur. Grundsätzlich werden die Kontakte für die Energieversorgung gemeinschaftlich zusammengesetzt und die Signallinienkontakte werden stufengeschaltet. Die äquivalenten Schaltkreise für die entsprechenden Farben in dieser Ausführungsform sind im Wesentlichen dieselben als in der Ausführungsform von 15, und daher werden die ausführlichen Beschreibungen davon zur Vereinfachung weggelassen. Wenn der Stufenschaltkreis zusammengesetzt ist, werden die Bilddaten gemäß der gesamten Anzahl an Aufzeichnungselementen seriell für die entsprechenden Farben in dem Fall von Farbaufzeichnung beliefert und in dem Fall von monochromatischer Aufzeichnung werden die monochromatischen Daten gemäß der gesamten Anzahl an Aufzeichnungselementen seriell beliefert. 22 ist ein Ansteuerungsablaufdiagramm, das das Aufzeichnungsgerät in dieser Ausführungsform ansteuert.
Wenn die Halbleiter-Aufzeichnungselementchips in der gestaffelten Form angeordnet sind, wird ein Drucken mit hoher Geschwindigkeit und ein Drucken mit hoher Dichte möglich, wie auf 20 gezeigt. Das weiterschaltende Bauteil oder Substrat wird auf dem Substrat angebaut, um den Halbleiterchip zu unterstützen. Diese Struktur ist in sofern vorteilhaft, dass wenn das Aufzeichnungselement oder der Halbleiterchip durch diesen oder jenen Grund beschädigt wird, der Halbleiterchip als ganzes ausgetauscht werden kann.
Mit dieser Struktur ist ein wartungsfreier Gebrauch möglich. Da die Aufzeichnungselemente entsprechend einer Aufzeichnungsbreite für eine Linie und die Funktionselemente dafür, und auch der Ansteuerungsintegrationsschaltkreis strukturell auf das selbe Substrat ausgebildet werden, kann somit das Volllinienaufzeichnungsgerät, befähig von hoher Zuverlässigkeit, hoher Dichte und hoher Geschwindigkeit erreicht werden.
25 zeigt eine Aufzeichnungskopfeinheit, die durch die Anschlüsse der in 24 gezeigten Substrate vorgesehen ist.
23 zeigt Aufzeichnungsköpfe der Nicht-Volllinienart, in welchen die Aufzeichnungselemente entsprechend vieler zehner Halbleiterchips, die Funktionselemente und den Ansteuerintegrierungsschaltkreisen auf das selbe Substrat ausgebildet werden, und die Aufzeichnungselemente werden für die entsprechenden Farben gruppiert, und die entsprechenden Flüssigkeitskammern 43M, 43Y und 43C werden ausgebildet. Wenn dies befolgt wird, kann ein Farbflüssigkeitsausstoßaufzeichnungsgerät mit einer hohen Zuverlässigkeit, hohen Dichte und hoher Druckgeschwindigkeit erreicht werden. Bestimmt durch die Bezüge 51M, 51Y und 51C sind Tintezuführungsrohrleitungen für die Magenta, Gelb und Cyan Tintenmaterialen. Wie hier vorher beschrieben, können die Flüssigkeitskammern für die entsprechenden Farben in dem Fall getrennt werden, in dem die vielen Substrate in einem Farbaufzeichnungskopf stufengeschaltet sind. Obwohl nicht gezeigt, ist die Flüssigkeitskammer nicht geteilt und ein monochromatisches Volllinienflüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät kann vorgesehen werden.
Bezugnehmend zurück auf 18, die einen der Stufenschaltung äquivalenten, befähigten Schaltkreis zeigt, ist er insofern verschieden vom Schaltkreis von 3, dass der Schaltkreis von 18 einen Verzögerungsschaltkreis 48 einschließt. Der Verzögerungsschaltkreis von 18 wird bezugnehmend auch auf das Ablaufdiagramm von 4 beschrieben.
Ähnlich der vorhergehenden Ausführungsform werden die Taktgebersignale 18 und die damit synchronisierten seriellen Datensignale 17 an dem Schieberregisterschaltkreis 11 beliefert. Falls die Vielfachheizplatten 1 stufengeschaltet sind. Die Anzahl an Taktgebersignale 18 und die Daten 17 ist die Anzahl von Stufenschaltkreisen m multipliziert mit der Anzahl n des Heizelements an der Heizplatte. Wenn alle Daten gesetzt sind, wird das sperrende Signal 16 dem sperrenden Schaltkreis 12 beliefert, so dass die Daten festgehalten werden.
Mit diesem Zustand wird ein Abtastsignal 14 dem Verzögerungsschaltkreis 48 beliefert. In dem Verzögerungsschaltkreis 48 kann die Verzögerungszeit für die entsprechenden Heizelementen im Verhältnis zu der Eingangswellenform des Abtastsignals 14 gesetzt werden. Es produziert Logik-Produkte der Verzögerungswellenform sowie das sperrende Datensignal. Das Ausstoßheizelement erhält das Logik-Produktsignal des Verzögerungsausgangs und des Freigabesignals 15. An der Stelle, an der die vielen Substrate 1 stufengeschaltet sind, ist das Freigabesignal effektiv, um das durch das Signal zu betätigende Substrat 1 auszuwählen, falls nur ein ausgewähltes Substrat betätigt werden soll.
In dieser Ausführungsform kann jegliche Verzögerung für die entsprechenden Heizelemente unter der Zugabe des Verzögerungsschaltkreises 48 ausgewählt werden. Dieses erzeugt die folgenden vorteilhaften Effekte:

(1) Da der sofortige Stromfluss wegen der Abnahme der Anzahl an gleichzeitig angesteuerten Heizelementen abnimmt, können daher die Spannungsabfälle durch die VH- und GND-Leitungen minimiert werden: und
(2) Es ist möglich eine solche Verzögerung zu erreichen, um die gleichzeitige Betätigung von angrenzenden Heizelementen, unter Berücksichtigung des Problems, dass wenn die angrenzenden Heizelemente gleichzeitig in dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf angesteuert werden, das Flüssigkeitskreuzkopplungsproblem oder der Temperaturanstieg entstehen können zu verhindern.

In dieser Ausführungsform hat das Substrat 1 einen eingebauten Verzögerungsschaltkreis, um die Ansteuerungszeit zu bestimmen, aber der selbe vorteilhafte Effekt kann durch Verwendung von Vielfachabtastsignalkontakte erreicht werden.
Bezugnehmend auf 26 wird eine andere Ausführungsform der Schaltkreisanordnung auf das Elementsubstrat beschrieben. In 26, (a), sind die VH-Leitungen 54 und die GND-Leitungen sofort hinter der elektrothermischen Wandlerelementanordnung 2 angeordnet, und sie sind mit minimalen dazwischenliegenden Abstand verbunden, und. daher ist der elektrische Verlust minimal.
In der in 26 durch (b) gezeigten Struktur wird eine obere Platte mit einem Durchgang bestehend aus Rillen an das Substrat, wie hier vorher beschrieben, gebunden, da das Elementsubstrat in dieser Erfindung hauptsächlich für Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe verwendet wird. Um die Kontaktfähigkeit zwischen der oberen Platte und dem Substrat zu steigern, wird es stärker bevorzugt, dass die Ebenheit der Oberfläche des Substrats hoch ist. In 26, (b), kommt die Überschneidung zwischen erster und zweiter Linie bei einer Position weg vom Aufzeichnungselement vor, wo die hohe Ebenheit speziell gewünscht wird. In der in 26 durch (c) gezeigten Anordnung ist die VH-Leitung 21 näher an der Substratsecke als an die Aufzeichnungselementanordnung angeordnet, und daher ist die Schaltkreisverkabelung ohne Bedarf einer Multischichtenstruktur der Verkabelung möglich. Daher werden die Kosten erniedrigt. Zusätzlich ist dort keine umgelegte Verdrahtung, so dass die Anordnungen um das Aufzeichnungselement freier werden, so dass die Breite des Heizelementes erhöht werden kann. In der in 26 durch (d) gezeigten Anordnung ist die GND-Leitung 5 angrenzend an der Aufzeichnungselementanordnung 2 angeordnet, mit dem Ergebnis von niedrigerem elektrischen Verlust.
27 ist eine perspektivische Ansicht eines Flüssigstrahlaufzeichnungsgeräts IJRA, auf dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Es beinhaltet eine Leitungsschraube 5005, die durch Rotation des Ansteuerungsmotors 5013 vorwärts und rückwärts durch Ansteuerübertragungsschaltkreise 5011 und 5009 rotierbar ist. Eine Trägervorrichtung HC ist mit der Schraube 5004 der Leitungsschraube 5005 belegt. Die Trägervorrichtung HC ist mit einem nicht gezeigten Stift vorgesehen. Der Wagen wird in Richtungen a und b hin und her bewegt. Eine Blattbegrenzungsplatte 5002 treibt das Blatt über die bewegliche Trägervorrichtungsreichweite auf eine Papierwalze 5000. Eine Fotokupplung bestehend aus den Elementen 5007 und 5008 ist effektiv, um ein Hebel 5006 der Trägervorrichtung HC in der Reichweite aufzuspüren, um die Rotationsrichtung des Motors 5013 zu schalten. Die durch die Fotokupplung aufgespürte Richtung ist eine Ausgangsstellung. Ein tragendes Element 5016 stützt ein Deckelelement 5022, um die vordere Seite des Aufzeichnungskopfes abzudecken. Ein saugendes Mittel 5015 dient, um die Luft in den Deckel zu saugen, um die Tinte vom Aufzeichnungskopf durch die Ausstoßauslässen und durch eine Öffnung des Deckels 5023 rauszusaugen. Eine reinigende Klinge 5017 ist durch und weg vom Aufzeichnungskopf beweglich. Diese Elemente werden von einer unterstützenden Platte 5018 unterstützt. Andere Arten von reinigenden Bauteilen sind anwendbar. Ein Hebel 5012 bewegt sich zusammen mit der Bewegung eines mit der Trägervorrichtung belegten Nockens 5020, um die Saugzurückgewinnungsfunktion zu starten. Die Ansteuerungsenergie des Ansteuerungsmotors wird durch die Weise bekannter Übertragungsmittel, wie etwa Kupplung oder Ähnliches übertragen.
In dieser Struktur werden die Abdeckungs-, Reinigungs- und Aufsaugfunktionen befähigt, falls die Trägervorrichtung zum Bezugspunktgebiet durch die Funktion der Schraubenleitung 5005 lenkt. Jedoch können solche Funktionen bei verschiedenen Zeitabläufen übertragen werden.
In dieser Ausführungsform wird die Aufzeichnungskopfkartusche auf der Trägervorrichtung HC getragen. Der Aufzeichnungskopf 5030 ist vom Tintenbehälter 5031 trennbar. So wie es von den vorhergehenden Beschreibungen verstanden wird, kann die Größe des Aufzeichnungskopfes gemäß der vorliegenden Erfindung verringert werden, und daher kann der Aufzeichnungskopf leicht auf die Trägervorrichtung oder Ähnliches gebaut werden. Da die Funktion des Umwandelns der Aufzeichnungssignale von den seriellen Signalen zu den parallelen Signalen, die einer Hauptmontage des Druckers zugeteilt wurden, jetzt dem Substrat des Aufzeichnungselements zugewiesen werden, kann das Aufzeichnungsgerät eine einfache Struktur haben. Da die Anzahl an Kontakten für die Signalzuführung in dem Aufzeichnungskopf klein ist, ist die Verkabelung vereinfacht, und die Herstellungsstufen werden vereinfacht. Zusätzlich kann das kompakte und niedrigkostende Aufzeichnungsgerät erreicht werden.
Auf dem mit solch einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendeten Aufzeichnungskopf kann der Aufzeichnungskopf vom Benutzer austauschbar oder nicht austauschbar sein. Mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl an elektrischen Kontakten klein, und die durch die Kontakte besetzte Fläche ist klein. Aus diesen Gründen sind die Ausführungsformen im Falle der Aufzeichnungsköpfe mit der Fähigkeit, von dem Benutzer ausgetauscht zu werden besonders vorteilhaft.
28 zeigt ein Flüssigaufzeichnungsgerät der Volllinienart. In dieser Ausführungsform werden die Anzahl an Aufzeichnungselementen, die vielen zehner halbleitender, den Funktionselementen und den integrierten Ansteuerungsschaltkreischips entsprechen, auf das Substrat ausgebildet. Vier solcher Linienaufzeichnungsvorrichtungen werden, entsprechend den Cyan-, Gelb-, Magenta- und Schwarz-Farbbedruckungen verwendet. Es ist möglich Vollfarbenaufzeichnungen mit hoher Qualität zu bewerkstelligen. Ein Paar Druckwalzen 201A und 201B sind für die Speisung des Aufzeichnungsmaterials R in der Nebenabtastungsrichtung Vs vorgesehen. Volllinienaufzeichnungsart bedeutet, 202BK, 202Y, 202M und 202C haben Tintenausstoßdüsen über einer Reichweite entsprechend der Gesamtbreite des Aufzeichnungsmaterials R besitzen. Sie sind in der Reihe Schwarz, Gelb, Magenta und Cyan von der Aufwärtsseite des gespeisten Aufzeichnungsmaterials angeordnet. Eine Austossungsrückgewinnung bedeutet, dass 200 frontal zu dem Aufzeichnungsmittel anstelle des Aufzeichnungsmaterials R während der Austoßungsrückgewinnungsfunktion gerichtet ist und es beinhaltet einen Deckel, tintenabsorbierendes Material, ein Wischblatt, oder Ähnliches.
Die typische Struktur und die Funktionsweise sind bevorzugt die im U.S. Patent Nr. 4,723,129 und 4,740,796 offenbarten. Das Prinzip und die Struktur sind auf einen sogenannten Auf-Forderung-Art Aufzeichnungssystem und einem ununterbrochenen Aufzeichnungssystem anwendbar. Speziell jedoch, ist es für die Auf- Nachfrageart geeignet, weil das Prinzip ein solches ist, dass wenigstens ein Ansteuerungssignal ein auf einen elektrothermischen Wandler, das auf einen flüssigkeits-(Tinten)-zurückhaltendes Blatt oder Flüssigkeitsdurchgang angeordnet ist, angewendet wird, dabei ist das Ansteuerungssignal genug, um einen solch schnellen Temperaturanstieg innerhalb einer Abnahme der Keimung des Siedepunkts, durch welchen die thermische Energie durch den elektrothermischen Wandler erreicht wird, zu erzeugen, um Filmsieden auf der Hitzeportion des Aufzeichnungskopfes zu erzeugen, wobei eine Blase in der Flüssigkeit (Tinte) entsprechend jeden der Ansteuerungssignale ausgebildet werden kann. Durch die Herstellung, die Entwicklung und das Zusammenziehen der Blase wird die Flüssigkeit (Tinte) durch ein Ausstoßauslass ausgestoßen, um wenigstens ein Tröpfchen zu erzeugen. Das Ansteuerungssignal ist bevorzugt pulsförmig, weil die Entwicklung und das Zusammenziehen der Blasen sofort bewerkstelligt werden können, und daher wird die Flüssigkeit (Tinte) mit schneller Reaktion ausgestoßen. Das pulsförmige Ansteuerungssignal ist bevorzugt wie das in den U.S. Patent Nr. 4,463,359 und 4,345,262 offenbarten. Zusätzlich ist die Temperaturanstiegsrate der heizenden Oberfläche bevorzugt so wie im U.S. Patent Nr. 4,313,124 offenbart.
Der Aufbau des Aufzeichnungskopfes kann so wie in U.S. Patente Nr. 4,558,333 und 4,459,600 gezeigt sein, wobei der Heizungsanteil, sowie der Aufbau der Verknüpfung der Ausstoßauslässe, Flüssigkeitsdurchgänge und der elektrothermischen Wandler in einer gekanteten Portion angeordnet ist, wie in der vorhergehend genannten Erfindung offenbart. Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung auf dem in Japanischen offengelegten Patentanmeldungen Nr. 138461/1984 offenbarten Aufbau anwendbar, wobei ein gemeinsamer Spalt als Austoßungsauslass für elektrothermische Vielfachwandler verwendet wird, und auf dem in Japanischen offengelegten Patentanmeldungen Nr. 138461/1984 offenbarten Aufbau, wobei eine Öffnung zur Absorption der Druckwelle der thermischen Energie entsprechend der Ausstoßportion ausgebildet wird. Dies ist so, weil die vorliegende Erfindung effektiv ist, um die Aufzeichnungsfunktion mit Genauigkeit und bei hoher Effizienz ohne Rücksicht auf die Art des Aufzeichnungskopfes durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung ist effizient auf einen sogenannten Volllinienartaufzeichnungsgerät mit einer Länge entsprechend der maximalen Aufzeichnungsbreite anwendbar. Ein solcher Aufzeichnungskopf kann einen einzigen Aufzeichnungskopf in Verbindung mit einem Vielfachaufzeichnungskopf beinhalten, um die maximale Breite abzudecken.
Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung auf eine serielle Aufzeichnungskopfart anwendbar, wobei der Aufzeichnungskopf auf der Hauptmontage, für einem ersetzbaren Aufzeichnungskopf der Chipart angebracht ist, der elektrisch mit dem Hauptgerät verbunden ist und mit Tinte beliefert werden kann, wenn es in der Hauptmontage, oder auf einem kartuschenartigen Aufzeichnungskopf angebaut ist, der einen vollständigen Tintenbehälter besitzt.
Die Vorräte der Wiedergewinnungseinrichtungen und/oder die Hilfseinrichtungen für die vorbereitenden Funktionen sind bevorzugt, weil sie weiterhin die Effekte der vorliegenden Erfindung stabilisieren können. Als solche Einrichtungen gibt es Abdeckeinrichtungen für den Aufzeichnungskopf, Reinigungseinrichtungen dafür, pressende oder saugende Einrichtungen, vorbereitende Heizeinrichtungen, die einen elektrothermischen Wandler, ein zusätzliches Heizelement, oder eine Kombination davon sein kann. Auch Einrichtungen für die Durchführung des vorbereitenden Ausstoßes (nicht für die Aufzeichnungsfunktion) können die Aufzeichnungsfunktion stabilisieren.
Betreffend der Variation des zusammenzubauenden Aufzeichnungskopfes, kann es ein einziger entsprechend einer einzigen Tintenfarbe sein, oder Viele entsprechend der Vielfachheit der Tintenmaterialen mit unterschiedlichen Aufzeichnungsfarben oder Dichten sein. Die vorliegende Erfindung ist effizient auf ein Gerät anwendbar, das wenigstens eine monochromatischen Betriebsart, hauptsächlich mit Schwarz besitzt, eine Vielfachfarbenbetriebsart mit verschiedenen Tintenfarbenmaterialen und/oder eine die Farbmischung verwendende Vollfarbenbetriebsart, die eine vollständig ausgebildete Aufzeichnungseinheit oder eine Kombination von Vielfachaufzeichnungsköpfe sein kann.
Weiterhin war die Tinte in der vorhergehenden Ausführungsform flüssig. Es kann jedoch ein unter Raumtemperatur verfestigtes aber bei Raumtemperatur verflüssigtes Tintenmaterial sein. Da die Tinte innerhalb der Temperatur nicht niedriger als 30°C und nicht höher als 70°C geregelt wird, um die Viskosität der Tinte zu stabilisieren, um den stabilisierten Ausstoß in gewöhnlichen Aufzeichnungsgeräten dieser Art vorzusehen, kann die Tinte eine solche sein, die innerhalb des Temperaturbereichs flüssig ist, falls das Aufzeichnungssignal in der vorliegenden Erfindung auf andere Tintenarten anwendbar ist. In eine von denen wird der Temperaturanstieg wegen der thermischen Energie positiv bei seinem Verbrauch für die Zustandsänderung der Tinte vom festen Zustand in den flüssigen Zustand verhindert. Eine anderes Tintematerial verfestigt sich, falls es übrigbleibt, um die Verdampfung der Tinte zu vermeiden. In beiden Fällen verursacht das Anlegen des Aufzeichnungssignals thermische Energie, die Tinte wird verflüssigt, und die verflüssigte Tinte kann ausgestoßen werden. Ein anderes Tintenmaterial kann anfangen, sich bei dem Zeitpunkt zu verfestigen, in dem es das Aufzeichnungsmaterial erreicht. Die vorliegende Erfindung ist auch auf solch einem Tintenmaterial anwendbar, saaa sich bei der Anwendung von thermischer Energie verflüssigt. Solch ein Tintenmaterial kann als eine Flüssigkeit oder ein Feststoff hindurch in einem porösen Blatt mit ausgebildeten Löchern oder Vertiefungen zurückgehalten werden, wie in Japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 56847/1979 und Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 71260/1985 offenbart. Das Blatt ist den elektrothermischen Wandler frontal gerichtet. Das effektivste der vorhergehend beschriebenen Tintenmaterialen ist das Filmsiedesystem.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät kann als ein Ausgangsterminal eines Informationsverarbeitungsgeräts, wie ein Computer oder Ähnliches, wie ein Kopiergerät kombiniert mit einem Bildleser oder Ähnlichem, oder als ein informationssendende und erhaltende Funktionen besitzendes Faksimilegerät, verwendet werden.
Wie vorhergehend beschrieben, werden die Ausstoßheizelemente, Funktionselemente und integrierte Schaltkreise zur selektiven Ansteuerung der Funktionselemente in Reaktion zu den seriellen Bilddaten, und elektrische Kontakte für die externen elektrischen Kontakte, in einem und demselben Substrat ausgebildet, und daher ist die elektrische Leitungsanordnung sogar in einer Multidüsenstruktur mit hoher Dichte nicht kompliziert. Wegen der geringen Anzahl an Kontakte wird die Größe des Kopfes verringert, und die Zuverlässigkeit wird vergrößert. Es wird auch einfacher, das Substrat auf die Aufzeichnungseinrichtungen oder Geräte anzubauen, und daher werden die Kosten erniedrigt.
In dem Aufzeichnungskopf mit der vom Benutzer austauschbaren Art sind die Vorteile der kleinen Größe und die Zuverlässigkeit im Anbauen oder Abbauen merklich. Gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird der Flüssigkeitsverlust erniedrigt und der Ausnutzungsfaktor der Chipfläche verbessert. Zusätzlich wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontakte in der Vielfachchips verwendende Struktur gesteigert. Weiterhin kann die serielle Zeitansteuerungsbedienung mit dem Zweck, Flüssigkeitskreuzkopplung eigen zum Tintenstrahldrucken zu verhindern, einfacher hergestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können eine große Anzahl an Düsen, wie etwa 18–viele 1000 Düsen mit der geringen Anzahl an elektrischen Kontakte (mindestens 8) angesteuert werden, und es gibt keine Höchstgrenze für die Gemeinschaftszeitansteuerung. Durch die Stufenschaltung der in der Längsrichtung der Düsenanordnung angeordneten Vielfachchips kann die Dichte der Aufzeichnungselemente erheblich gesteigert werden. Da die elektrischen Kontakte die andere Anordnung nicht behindert, kann der Chip in der Nähe der Seite oder der gegenüberliegenden Seite des elektrothermischen Wandlerelements angeordnet werden. Da die elektrischen Kontakte auf der gegenüberliegenden Seiten der elektrothermischen Messwandlungselemente angeordnet sein können, kann der Verkabelungswiderstand minimiert werden. Da das Schieberregister und/oder der gewöhnlich entfernt vom Substrat angeordnete Ansteuerungstransistor oder Ähnliches in das Substrat eingebaut werden können, kann dadurch der Widerstand des Leitungsmaterials minimiert werden. So kann der Energieverlust erniedrigt werden. Insbesondere im Fall des Tintenstrahlsystems ist der Ansteuerungsstrom wegen dem Prinzip des Blasenbildung erfordernden Blasenausstoßes so groß wie mehrere Hunderte mA und die vorliegende Erfindung vorteilhaft. Wenn das Gerät batterieangesteuert wird, sind die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Erfindung auch bedeutend.

Claims

Halbleiterchip (1) für einen Aufzeichnungskopf, mit: einer Vielzahl von Aufzeichnungselementen (2, 2C, 2M, 2Y), welche für verschiedene Farben zur Verfügung gestellt sind, und mit welchen ein Aufzeichnen bewirkt wird; integrierten Ansteuerschaltungen zum Empfang von Bilddaten; wobei die Aufzeichnungselemente und die Ansteuerschaltungen in dem Chip integriert sind, dadurch gekennzeichnet, dass: die integrierten Ansteuerschaltungen (10 bis 13; 10 bis 13, 48; 11 bis 13, 22, 23, 25, 27) serielle Bilddaten (17) mit seriell angeordneten Bilddaten entsprechend den verschiedenen Farben empfangen und parallele Signale (1034C, 1034M, 1034Y) in Richtung auf die Aufzeichnungselemente für verschiedene Farben zuführen.
Halbleiterchip nach Anspruch 1, wobei die Aufzeichnungselemente elektrothermische Übertragungselemente sind.
Aufzeichnungskopf mit dem Halbleiterchip nach Anspruch 1, Fliesspfaden zum Zuführen von Tinten der verschiedenen Farben zu den Aufzeichnungselementen entsprechend den Farben, wobei die Tinten aus mit den Pfaden in Fliessverbindung stehenden Ausstoßöffnungen (5, 5C, 5M, 5Y) ausgestoßen werden.
Halbleiterchip nach einem der Ansprüche 1, 2, wobei die den verschiedenen Farben entsprechenden Aufzeichnungselemente abhängig von den Farben voneinander beabstandet angeordnet sind.
Aufzeichnungskopf nach Anspruch 3, wobei die Aufzeichnungselemente elektrothermische Übertragungselemente sind.
Aufzeichnungskopf nach Anspruch 3, zudem mit einem Tintenbehälter (40C, 40M, 40Y) zum Zuführen von Tinte zu dem Aufzeichnungskopf.
Aufzeichnungsgerät mit einem Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 3, 5, oder 6, und einer Einrichtung zur Zufuhr der seriellen Bilddaten mit seriell angeordneten Bilddaten entsprechend zu verschiedenen Farben.
Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 7, wobei die Aufzeichnungselemente durch Blöcke von Aufzeichnungselementen gebildet sind, die jeweils die Aufzeichnungselemente für die selben Farben aufweisen.
Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 7, wobei eine für die jeweiligen Blöcke der Aufzeichnungselemente aufgeteilte Ansteuerung bewirkt wird.