DE69731150T2

DE69731150T2 - Flüssigkeitsausstosskopf, Flüssigkeitsausstosskopfkartusche, Druckapparat, Drucksystem und Herstellungsverfahren für einen Flüssigkeitsausstosskopf

Info

Publication number: DE69731150T2
Application number: DE69731150T
Authority: DE
Inventors: Takumi Ohta-ku Suzuki; Hirokazu Ohta-ku Komuro
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: EP0822081A3; EP0822081B1; DE69731150D1; US6084612A; EP0822081A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsausspritzkopf, auf eine Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche, bei der der Flüssigkeitsausspritzkopf eingebaut ist, auf ein Druckgerät, das die Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche anwendet, auf ein Drucksystem, das das Druckgerät anwendet, und auf einen Herstellprozess für den Flüssigkeitsausspritzkopf.
Ein Druckgerät, wie beispielsweise ein Tintenstrahldrucker, hat einen Flüssigkeitsausspritzkopf, d. h. einen Tintenstrahlkopf, der eine Ausspritzenergieerzeugungseinrichtung für ein Erwärmen einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeitskanal hat, und wodurch die Flüssigkeit aus einer Ausspritzöffnung ausgespritzt wird. Der Tintenstrahlkopf ist ein Hauptabschnitt, der mit einem Kopfchip mit einer Flüssigkeitskammer, zu der die Flüssigkeit geliefert wird, und einem Elektroverdrahtungssubstrat aufgebaut ist, mit dem der Kopfchip verbunden ist. Bei dem Kopfchip ist eine elektrische Verdrahtung für ein Aufbringen eines elektrischen Impulses zu einem elektrothermischen Wandler als die Ausspritzenergieerzeugungseinrichtung zum Erwärmen der Flüssigkeit in jedem Flüssigkeitskanal eingebaut. Um die elektrische Verdrahtung an der Seite des Tintenstrahlkopfes minimal zu gestalten, ist ein Kopfchip bekannt, bei dem eine integrierte Schaltung (IC) eingebaut ist oder bei dem eine Verdrahtung, die dem elektrothermischen Wandler entspricht, auf einer Eins-Zu-Eins-Basis vorgesehen ist und ein IC an der Seite des Elektroverdrahtungssubstrates montiert ist.
Wenn der Kopfchip des Tintenstrahlkopfes und das Elektroverdrahtungssubstrat zusammengebaut werden, wird typischerweise im Stand der Technik so angewendet, dass der Kopfchip mit einer Aufdruckschalttafel als das Elektroverdrahtungssubstrat durch ein Drahtverbinden oder Drahtbonding verbunden wird oder eine vorbestimmte passende Fläche des Kopfchips an einer flexible Aufdruckschaltungstafel als das Elektroverdrahtungssubstrat unter Druck eingepasst wird.
Jedoch bilden bei der Massenherstellung des Tintenstrahlkopfes diese Verfahren die einzelnen Tintenstrahlköpfe in dem verbundenen Zustand, wobei eine wesentliche Arbeitsbelastung erforderlich ist, wie beispielsweise ein Transport oder dergleichen bei dem anschließenden Prozess, und eine hohe Anzahl an Sätzen von verschiedenen Vorrichtungen erforderlich ist, die wesentliche Investitionen für die Einrichtungen erforderlich machen. Wenn der einzelne Tintenstrahlkopf eine relativ hohe Anzahl an Verdrahtung hat, wird es erforderlich, einen großen Bereich für den Verbindungsabschnitt der Anschlussterminals vorzusehen, d. h. eine große Abmessung des Kopfchips in der Breitenrichtung vorzusehen, was hohe Teilekosten verursacht.
Aus diesem Gesichtspunkt ist ein TAB-System (tape automated bonding system) weit verbreitet geworden, bei dem Chipeinbaulöcher in unterbrochener Weise durch das Elektroverdrahtungssubstrat, das mit einem Trägerfilm einstückig ist, ausgebildet werden, und die Kopfchips an den Chipeinbaulöchern angeordnet werden, um zwischen ihnen zu verbinden.
Ein Aufbau in einer Draufsicht von dem Tintenstrahlkopf, der durch das TAB-System hergestellt worden ist, ist in 15 dargestellt, und ein Schnitt entlang der Linie XVI-XVI ist in 16 gezeigt, und ein Aufbau als Draufsicht von dem Zustand, bei dem der Kopfchip und das Elektroverdrahtungssubstrat verbunden sind, aber ein Abdichtharz noch nicht aufgetragen ist, ist in 17 dargestellt. An einem mittleren Abschnitt eines Elektroverdrahtungssubstrates 11 in Form eines elektrisch isolierenden Filmes ist ein Chipeinbauloch 13 mit einer Außenkontur, die der Außenkontur eines Kopfchips 12 entspricht, ausgebildet. Eine Vielzahl an Leitungsterminals 14, deren Endstückenden an dem Kopfchip 12 sitzen, ragen von dem Innenumfang des Chipeinbaulochs 11 vor. Durch diese Endstückenden der Leitungsterminals 14 sind nicht gezeigte Verbindungselektroden, die an der Oberfläche des Kopfchips 12 freigelegt sind, miteinander passend gemacht, um eine elektrische Verbindung zwischen ihnen zu errichten. Ein Abdichtharz 16 ist über dem Chipkopf 12 und dem Elektroverdrahtungssubstrat 11 so aufgetragen, dass der Verbindungsabschnitt abgedichtet ist.
Bei dem Tintenstrahlkopf sind Ausspritzöffnungen 15 für die Flüssigkeit an dem mittleren Abschnitt des Kopfchips 12 angeordnet. Daher muss das Abdichtharz 16 so aufgetragen werden, dass diese Ausspritzöffnungen 15 nicht blockiert werden.
Wenn der in den 15 und 16 gezeigte Tintenstrahlkopf durch das TAB-System hergestellt wird, kann das Abdichtharz 16 nicht für den Abschnitt aufgetragen werden, bei dem die Leitungsterminals 14 nicht von dem Innenumfang des Chipeinbaulochs 13 vorragen. Wenn ein Versuch unternommen wird, das Abdichtharz 16 zwischen dem Kopfchip 12 und dem Chipeinbauloch 13 über den gesamten Umfang des Kopfchips 12 aufzutragen, soll das Abdichtharz 16 in die Rückseite des Elektroverdrahtungssubstrates 11 durch einen Spaltabschnitt S eindringen, bei dem das Leitungsterminal 14 nicht vorhanden ist, um es unmöglich zu gestalten, dass der Tintenstrahlkopf die normale Konfiguration beibehält. Da darüber hinaus ein Abschnitt vorhanden ist, bei dem das Abdichtharz 16 nicht zwischen dem Elektroverdrahtungssubstrat 11 und dem Kopfchip 12 angeordnet werden kann, kann eine ausreichend hohe Verbindungsfestigkeit nicht vorgesehen werden.
Somit bildet der Zwischenraum S, bei dem das Abdichtharz 16 nicht zwischen dem Kopfchip 12 und dem Chipeinbauloch 13 angeordnet ist, wenn ein anderes Harz um den Kopfchip 12 herum nach dem Ausbilden der Abdichtung durch das Abdichtharz 16 von dem Verbindungsabschnitt zwischen den Verbindungselektroden und dem Leitungsterminal 14 eingespritzt wird, das Harz einen Meniskus aus, der an dem Ende des Spaltabschnittes S ausgebildet sein sollte, um zu verhindern, dass das Harz gleichmäßig eingespritzt wird. Dadurch wird verursacht, dass ein Teil der Flüssigkeit, die aus der Ausspritzöffnung 15 ausgespritzt wird, in den Endabschnitt des Spaltabschnittes S eindringt, wobei eine Korrosion an der TAB-Leitung beim Ausbilden der elektrischen Verdrahtung des Kopfchips 12 verursacht wird, so dass ein Fehlverhalten wie z. B. eine Schaltungsbeschädigung und dergleichen verursacht wird.
Es kann versucht werden, die Breite des Spaltabschnittes S kleiner zu gestalten. Jedoch ist es so, dass im Hinblick auf den gegenwärtigen Status der Prozesstechnologie von dem Chipeinbauloch 13 ein Verarbeiten mit sehr hoher Genauigkeit in dem Maße wesentlich einschränkt, dass das Abdichtharzes 16 umherverteilt wird.
Als relevanter Stand der Technik wird die Druckschrift EP 0 624 472 A2 erachtet, in der eine Tintenstrahldruckkopfbaugruppe gezeigt ist, bei der ein Substrat mit einer zugehörigen Düsenplatte ausgerichtet ist. Elektroden an dem Substrat sind mit entsprechenden Leitungen verbunden, die eine TAB-Schaltung ausbilden. Schließlich ist eine Anhaftabdichtung erzeugt, um die TAB-Druckkopfbaugruppe im Hinblick auf einen Druckkartuschenkörper gegenüber Tinte abzudichten.
Der relevanteste Stand der Technik ist in der Druckschrift US-A-4 873 622 gezeigt, in der ein Flüssigkeitsausspritzkopf gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 offenbart ist.
Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Flüssigkeitsausspritzkopf zu schaffen, der eine hohe Festigkeit an einem Verbindungsabschnitt zwischen einem Kopfchip und einem Elektroverdrahtungssubstrat hat und eine hohe Abdichtfähigkeit vorsehen kann.
Bei dem ersten Aspekt des Flüssigkeitsausspritzkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Ausspritzöffnung gegenüberstehend der Ausspritzenergieerzeugungseinrichtung angeordnet sein. Die Ausspritzenergieerzeugungseinrichtung kann ein elektrothermischer Wandler sein, der einen Erwärmungswiderstand hat, der Wärme erzeugt, wenn ein elektrisches Signal angewendet wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche gemäß Patentanspruch 9 geschaffen.
Bei dem zweiten Aspekt der Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Flüssigkeit eine Tinte und/oder eine Behandlungsflüssigkeit für ein Einstellen einer Eigenschaft der Tinte sein, die zu dem Druckmedium ausgespritzt wird. Die Ausspritzöffnung kann gegenüberstehend zu der Ausspritzenergieerzeugungseinrichtung angeordnet sein.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Druckgerät gemäß Patentanspruch 17 vorgesehen.
Bei dem dritten Aspekt des Druckgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Flüssigkeit eine Tinte und/oder eine Behandlungsflüssigkeit für ein Einstellen einer Eigenschaft der Tinte sein, die zu dem Druckmedium ausgespritzt wird. Der Montageabschnitt des Flüssigkeitsausspritzkopfes kann ein Schlitten sein, der für ein Abtasten in einer Richtung beweglich ist, die senkrecht zu einer Transportrichtung des Druckmediums steht, in der ein Flüssigkeitstropfen aus dem Flüssigkeitsausspritzkopf ausgespritzt wird. In diesem Fall kann der Flüssigkeitsausspritzkopf von dem Schlitten abnehmbar sein. Alternativ können die Ausspritzöffnungen des Flüssigkeitsausspritzkopfes über die gesamte Breite des Druckbereiches von dem Druckmedium angeordnet sein. Ein Drucken kann ausgeführt werden, indem Papier, Textilstoff, Kunststoff, Metall, Holz oder Leder als Druckmedium verwendet wird. Eine Vielzahl an Farben von Flüssigkeiten können aus dem Flüssigkeitsausspritzkopf ausgespritzt werden, um ein Farbdrucken auszuführen, indem eine Vielzahl an Farben von Flüssigkeiten bei dem Druckmedium abgelagert wird.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Drucksystem gemäß dem Patentanspruch 29 vorgesehen.
Das heißt das Drucksystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet das Druckgerät als eine Ausgabeeinrichtung des Informationsverarbeitungssystems, wie beispielsweise ein Kopiergerät, ein Faxgerät, eine elektronische Schreibmaschine, eine Textverarbeitungseinrichtung, ein Drucker als ein Ausgabeanschluss einer Workstation oder als ein handgerechter oder tragbarer Drucker, der umfasst ist bei einem Personalcomputer, einem Hostcomputer, einer Optikscheibenvorrichtung, einer Videovorrichtung und dergleichen.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellprozess eines Flüssigkeitsausspritzkopfes gemäß dem Patentanspruch 30 vorgesehen.
Bei dem ersten bis fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Harzfangabschnitt ein Attrappenleitungsterminal sein, das an dem Elektroverdrahtungssubstrat ausgebildet ist. Alternativ kann der Harzfangabschnitt ausgebildet sein, indem die Breite des Chipeinbaulochs entlang der Ausrichtrichtung der Vielzahl an Leitungsterminals bei dem Verbindungsabschnitt so eingestellt ist, dass er schmaler als an dem anderen Abschnitt ist. Das Abdichtmaterial kann durch ein lösungsmittelfreies Epoxidharz gebildet sein.
Die Breite des Zwischenraums zwischen dem Harzfangabschnitt und dem Leitungsterminal, das am nächsten zu dem Harzfangabschnitt ist, die Breite des Zwischenraums zwischen dem Harzfangabschnitt und dem Kopfchip oder eine Breite von einem Zwischenraum zwischen dem Harzfangabschnitt und dem Innenumfang des Chipeinbaulochs ist größer als oder gleich wie 0,05 mm und kleiner als oder gleich wie 0,5 mm, und vorzugsweise größer als oder gleich wie 0,1 mm und kleiner als oder gleich wie 0,3 mm. Die Breite des Chipeinbaulochs entlang der Ausrichtrichtung der Vielzahl an Leitungsterminals außer dem Verbindungsabschnitt kann größer als oder gleich wie 0,7 mm und kleiner als oder gleich wie 2,0 mm sein, wobei noch eher vorzuziehen ist, dass sie größer als oder gleich wie 0,8 mm und kleiner als oder gleich wie 1,5 mm ist.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung der Harzfangabschnitt zum Aufnehmen der Abdichtmateriallage in dem Zwischenraumabschnitt zwischen dem Kopfchip und dem Chipeinbauloch ausgebildet ist, kann, wenn das Abdichtharz an dem Zwischenraumabschnitt zwischen dem Kopfchip und dem Chipeinbauloch aufgetragen wird, das Abdichtharz nicht um die Rückfläche des Elektroverdrahtungssubstrates herum strömen, um sicher den Zwischenraum zwischen dem Kopfchip und dem Chipeinbauloch abzudichten.
Daher wird es möglich, mit Sicherheit eine Abdichtung des Flüssigkeitsausspritzkopfes vorzusehen, um einen hochgradig zuverlässigen Flüssigkeitsausspritzkopf und eine hochgradig zuverlässige Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche zu schaffen. Darüber hinaus ist es möglich, die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Kopfchip und dem Elektroverdrahtungssubstrat zu verbessern. Insbesondere wenn die Abdichtmateriallage über den gesamten Umfang des Kopfchips ausgebildet ist, kann die Abdichtfähigkeit und die Verbindungsfestigkeit bedeutend im Vergleich zu dem Stand der Technik verbessert werden.
1 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahlkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II von 1.
3 zeigt eine Schnittansicht von dem Innenaufbau des Tintenstrahlkopfes, der in den 1 und 2 gezeigt ist.
4 zeigt eine Draufsicht auf einen Zustand während eines Herstellprozesses von dem Tintenstrahlkopf der vorliegenden Erfindung, der in den 1 bis 3 gezeigt ist, vor dem Auftragen eines Abdichtharzes.
5 zeigt eine ausschnittartige vergrößerte Schnittdarstellung eines Abschnittes von dem Pfeil V von 4.
6 zeigt eine Draufsicht auf einen Zustand bei einem anderen Ausführungsbeispiels eines Herstellprozesses von dem Tintenstrahlkopf der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine ausschnittartige vergrößerte Ansicht von einem Abschnitt von dem Pfeil VII von 6.
8 zeigt eine Draufsicht auf den Tintenstrahlkopf des in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiels.
9 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel des Tintenstrahlkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht von einem Anblick von Außen von einem Ausführungsbeispiel einer Tintenstrahlkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt eine Explosionsansicht von einem äußeren Erscheinungsbild des in 10 gezeigten Tintenstrahlkopfes.
12 zeigt eine entsprechende Ansicht von einem äußeren Erscheinungsbild von einem Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahldruckgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt eine bildliche Darstellung von einem Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahldrucksystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
14 zeigt eine Blockdarstellung eines Steuersystems des in 13 gezeigten Tintenstrahldrucksystems.
15 zeigt eine Draufsicht auf den Hauptabschnitt des herkömmlichen Tintenstrahlkopfes zur Erläuterung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
16 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie XVI-XVI von 15.
17 zeigt eine Draufsicht auf einen Zustand während dem Herstellprozess des in den 15 und 16 gezeigten Tintenstrahlkopfes vor dem Auftragen des Abdichtharzes.
Ein Flüssigkeitsausspritzkopf gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 im Hinblick auf eine Seitenschussart, d. h. als ein Ausführungsbeispiel detailliert erläutert, das für einen Tintenstrahlkopf angewendet wird, bei dem eine Ausspritzöffnung für eine Flüssigkeit gegenüberstehend zu der Ausspritzenergieerzeugungseinrichtung angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht nur für den Tintenstrahlkopf der Seitenschussart anwendbar, sondern auch für eine Randschussart oder eine Art, bei der die Ausspritzöffnung der Flüssigkeit an dem Seitenabschnitt der Ausspritzenergieerzeugungseinrichtung angeordnet ist.
Wie dies in 1 gezeigt ist, in der der Aufbau als Vorderansicht von einem Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahlkopfes dargestellt ist, in 2 gezeigt ist, in der eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II dargestellt ist, und in 3 dargestellt ist, in der der Innenaufbau eines Kopfchips gezeigt ist, ist an dem mittleren Abschnitt eines Formelementes 17, das an einem Elektroverdrahtungssubstrat 11 montiert ist, ein im Querschnitt viereckiger Vertiefungsabschnitt 18 ausgebildet, der ein Teil der oberen Endfläche eines L-förmigen Stützelementes 29 freilegt, das mit dem Formelement 17 einstückig ausgebildet ist. Zu dem Vertiefungsabschnitt 18 ist ein Flüssigkeitslieferkanal 19, der mit einer nicht gezeigten Lieferquelle für Flüssigkeit wie beispielsweise Tinte, an einem Ende verbunden ist, an seinem anderen Ende geöffnet. In dem Vertiefungsabschnitt 18 ist ein Kopfchip 12 angeordnet und durch ein Verbinden mittels eines nicht gezeigten Haftmittels einstückig gestaltet.
Bei dem Kopfchip 12 ist sein Hauptabschnitt mit einem Ausspritzelementsubstrat 21, an dem elektrothermische Wandler 20 als Ausspritzenergieerzeugungseinrichtung bei einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, einer mit Nuten versehenen Platte 24, die in überdeckender Weise mit dem Ausspritzelementsubstrat 21 zusammenpaßt, um Flüssigkeitskanäle 22 zu definieren, die jeweilige elektrothermische Wandler 20 trennen, und einer Gemeinschaftsflüssigkeitskammer 23, die mit den Flüssigkeitskanälen 22 in Verbindung stehen, aufgebaut. An dem mittleren Abschnitt des Ausspritzelementsubstrates 21 ist ein Verbindungskanal 25 ausgebildet, der eine Verbindung zwischen der Gemeinschaftsflüssigkeitskammer 23 und dem Flüssigkeitslieferkanal 19 errichtet. Nicht gezeigte Elektrodenanschlüsse oder Elektrodenterminals, die mit jeweiligen elektrothermischen Wandlern 20 verbunden sind, sind an der Oberfläche des Ausspritzelementsubstrates 21 abgelegt. Bei der mit Nuten versehenen Platte 24 sind Ausspritzöffnungen 15 ausgebildet, die jeweils den elektrothermischen Wandlern 20 gegenüberstehen.
Demgemäß wird, indem ein Strom in Impulsform auf die elektrothermischen Wandler 20 aufgebracht wird, die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitskanal 22, die den elektrothermischen Wandler 20 umgibt, plötzlich zu einem Sieden gebracht, um einen Flüssigkeitstropfen durch die Ausspritzöffnung 15 durch den Siededruck auszuspritzen.
An dem mittleren Abschnitt des Elektroverdrahtungssubstrates 11 ist ein Chipeinbauloch 13 ausgebildet, das einen Kopfchip 12 umgibt. An dem Elektroverdrahtungssubstrat 11 sind eine Vielzahl an Leitungsterminals oder Leitungsanschlüssen 14, die mit den Elektrodenanschlüssen des Kopfchips 12 übereinstimmen, in dem Zustand ausgebildet, bei dem die Endstückenden der Leitungsanschlüsse 14 von dem Innenumfang des Chipendeinbaulochs 13 sich erstrecken. Mittels des ILB-Verfahrens (Inner Lead Bonding) werden diese Leitungsanschlüsse 14 mit den Elektrodenanschlüssen des Kopfchips 12 elektrisch verbunden. Ein TAB-Verbindungsabschnitt zwischen den Elektrodenanschlüssen und den Leitungsanschlüssen 14 ist mit einem Abdichtharz 16 bedeckt. Das Abdichtharz 16 ist über dem Kopfchip 12 und dem Elektroverdrahtungssubstrat 11 ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke des Abdichtharzes 16 0,5 mm.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind an der oberen Seite und an der unteren Seite von den Leitungsanschlüssen 14, die sich an dem oberen und unteren Endabschnitt befinden, Attrappenanschlüsse 26, die sich in einen zwischen dem Kopfchip 12 und dem Innenumfang des Chipeinbaulochs 13 definierten Zwischenraum S erstrecken, angeordnet, um das Abdichtharz 16 zusammen mit den Leitungsanschlüssen 14 zu halten.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass, wenn die Viskosität des Abdichtharzes 16 beim Aushärten des Abdichtharzes 16 durch ein Erwärmen oder anderweitig verringert wird, und wenn ein Abstand zwischen den Leitungsanschlüssen 14 in der Breitenrichtung so eingestellt ist, dass er größer als oder gleich wie 0,05 mm und kleiner als oder gleich wie 0,5 mm ist, wobei mehr als oder gleich wie 0,1 mm und weniger als oder gleich wie 0,3 mm eher zu bevorzugen ist, das Abdichtharz 16 kaum zu der Rückseite des Elektroverdrahtungssubstrates 11 strömt. Somit sind, wie dies in 4 dargestellt ist, in der der zusammenpassende Zustand des Kopfchips 12 und des Elektroverdrahtungssubstrates 11 vor dem Aufbringen des Abdichtharzes 16 gezeigt ist, und in 5, in der der durch den Pfeil V gezeigte Abschnitt ausschnittartig und vergrößert dargestellt ist, die Attrappenleitungsanschlüsse 26 an der oberen und unteren Seite von den Leitungsanschlüssen 14 angeordnet, die sich an dem oberen und dem unteren Endabschnitt befinden, wobei sie in den Zwischenraum S zwischen dem Kopfchip 12 und dem Chipeinbauloch 13 vorragen. Abstände W in der Breitenrichtung zwischen den Attrappenleitungsanschlüssen 26 und den benachbarten Leitungsanschlüssen 14 und die Breite des Zwischenraumes, der zwischen den Attrappenleitungsanschlüssen 26 und dem Innenumfang des Chipeinbaulochs 13 definiert ist, und die Breite des Zwischenraumes zwischen dem Kopfchip 12 und dem Chipeinbauloch 13 bei dem restlichen Abschnitt, bei dem das Abdichtharz 16 aufgetragen wird, sind so eingestellt, dass sie größer als oder gleich wie 0,05 mm und kleiner als oder gleich wie 0,5 mm sind, wobei größer als oder gleich wie 0,1 mm und kleiner als oder gleich wie 0,3 mm (bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel 0,1 mm) noch eher zu bevorzugen ist.
Demgemäß kann während des Aushärtens des Abdichtharzes 16 das Abdichtharz 16 kaum zu der Rückseite des Elektroverdrahtungssubstrates 11 strömen, wodurch der in 1 dargestellte Zustand beibehalten werden kann.
Wunschgemäß wird die Abdichtung des Zwischenraumes zwischen dem Kopfchip 12 und dem Chipeinbauloch 13 vollendet, indem das Abdichtharz 16 in dem Zwischenraum S, der zwischen dem Kopfchip 12 und dem Chipeinbauloch 13 definiert ist, in dem anderen Abschnitt als dem Verbindungsabschnitt bei dem Nachprozess schließlich aufgetragen. Für diesen Zweck ist zum Unterbringen einer Nadel eines Spenders, der für das Aufbringen des Abdichtharzes verwendet wird, die Breite des Zwischenraumes S zwischen dem Kopfchip 12 und dem Chipeinbauloch 13 bei dem anderen Abschnitt außer dem Verbindungsabschnitt entlang der Ausrichtrichtung der Leitungsanschlüsse 14 (der Abstand entlang der vertikalen Richtung in 4) so eingestellt, dass er größer als oder gleich wie 0,7 mm und kleiner als oder gleich wie 2,0 mm ist, wobei größer als oder gleich wie 0,8 mm und kleiner als oder gleich wie 1,5 mm (bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel 1,0 mm) noch eher zu bevorzugen ist.
Das Abdichtharz 16, das bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel angewendet worden ist, ist ein lösungsmittelfreies Epoxidharz (beispielsweise Chip Coat 8304, das von der Hokuriku Toryo Co., nunmehr NAMICS Co., erhältlich ist). Die Nadel zum Aufbringen des Abdichtharzes 16 ist in einem Massbereich von 18 bis 23. Jedoch kann die Art der Nadel in Abhängigkeit von der aufzubringenden Menge und der Auftraggeschwindigkeit gewählt werden.
Der Herstellprozess eines derartigen Tintenstrahlkopfes ist nachstehend erläutert. An einem Siliziumsubstrat als das Ausspritzelementsubstrat 21 werden eine Erwärmungswiderstandslage und eine Elektrodenlage ausgebildet. Dann werden mittels Fotolithografieerwärmungsabschnitte (elektrothermische Wandler 20) ausgebildet. Anschließend wird eine Schutzlage ausgebildet. Danach wird ein Kontaktloch an einem Abschnitt ausgebildet, um eine elektrische Verbindung durch Fotolithografie zu errichten. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird zum Errichten einer elektrischen Verbindung mit den Leitungsanschlüssen 14 des Elektroverdrahtungssubstrates 11 eine metallische Lage, wie beispielsweise eine Goldlage, ausgebildet. Dann wird mittels Fotolithografie ein Elektrodenanschluss ausgebildet. Somit ist das Ausspritzelementsubstrat 21 vollendet. Anschließend wird zum Ausbilden des Verbindungskanals 25 eine Öffnung durch das Ausspritzelementsubstrat 21 durch ein Blasverfahren ausgebildet. Danach wird der Flüssigkeitskanal 22 mit einem Trockenfilm mittels Fotolithografie ausgebildet. An dem somit ausgebildeten Ausspritzelementsubstrat 21 wird eine durch Elektroformen ausgebildete mit Nuten versehene Platte 24 gebondet. Der somit vollendete Kopfchip 12 wird mit einem Stützelement 29 zusammengeklebt. Dann wird das Elektroverdrahtungssubstrat 11 mit dem Formelement 17 so zusammengeklebt, dass die Leitungsanschlüsse 14 des Elektroverdrahtungssubstrates 11 in überdeckender Weise mit den Elektrodenanschlüssen des Kopfchips 12 zusammen passen. Danach werden die Leitungsanschlüsse 14 und die Elektrodenanschlüsse des Kopfchips 12 durch eine TAB-Verbindung verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Attrappenleitungsanschlüsse 26 bei dem gleichen Aufbau wie der Leitungsanschluss 14 ausgebildet. Jedoch können die Attrappenleitungsanschlüsse 14 auch als Vorsprünge ausgebildet sein, die sich von dem jeweiligen Eckenabschnitten des Chipeinbaulochs 13 erstrecken.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Tintenstrahlkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 6 dargestellt, in der der verbundene Zustand gezeigt ist, jedoch ein Abdichtharz noch nicht aufgetragen ist, und in 7, in der der durch den Pfeil VII gezeigte Abschnitt in ausschnittartiger und vergrößerter Form gezeigt ist. Nachstehend sind gleiche Elemente wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine nicht erforderliche Beschreibung dieser Elemente unterbleibt.
An vier Ecken des Chipeinbaulochs 13 erstrecken sich Harzfangabschnitte 27. Ein Abstand W zwischen dem Harzfangabschnitt 27 und dem Leitungsanschluss 14, der sich am nächsten zu dem Harzfangabschnitt 27 befindet, ist so eingestellt, dass er größer als oder gleich wie 0,05 mm ist und kleiner als oder gleich wie 0,5 mm ist, wobei größer als oder gleich wie 0,1 mm und kleiner als oder gleich wie 0,3 mm (0,1 mm bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel) noch eher zu bevorzugen ist. Wenn der Abstand zwischen dem Harzfangabschnitt 27 und dem Kopfchip 12 kleiner als der Abstand W zwischen dem Harzfangabschnitt 27 und dem Leitungsanschluss 14, der sich am nächsten zu dem Harzfangabschnitt 27 befindet, ist, ist es erwünscht, den Abstand zwischen dem Harzfangabschnitt 27 und dem Kopfchip 12 innerhalb eines Bereiches einzustellen, der größer als oder gleich wie 0,05 mm und kleiner als oder gleich wie 0,5 mm ist, wobei größer als oder gleich wie 0,1 mm und kleiner als oder gleich wie 0,3 mm noch eher zu bevorzugen ist.
Demgemäß kann, wie dies in 8 gezeigt ist, in der eine Draufsicht nach dem Auftragen des Abdichtharzes 16 dargestellt ist, das Abdichtharz 16 nicht zu der Rückseite des Elektroverdrahtungssubstrates 11 strömen, um den Aufbau nach dem Auftragen beizubehalten.
Bei den vorstehend dargelegten beiden Ausführungsbeispielen ragen die Leitungsanschlüsse 14 von den entgegengesetzten zwei Seitenrändern des viereckigen Chipeinbaulochs 13 vor, und das Abdichtharz 16 wird entlang dieser beiden Seitenränder aufgetragen, wobei es möglich ist, das Abdichtharz über den gesamten Umfang des Chipeinbaulochs 13 aufzutragen. In diesem Fall muss die Abmessung in der Breitenrichtung des Zwischenraumes S bei dem Abschnitt, bei dem der Leitungsanschluss 14 nicht ausgebildet ist, größer als oder gleich wie 0,05 mm und kleiner als oder gleich wie 0,5 mm sein, wobei größer als oder gleich wie 0,1 mm und kleiner als oder gleich wie 0,3 mm noch eher zu bevorzugen ist.
Ein Aufbau in einer Draufsicht von einem anderen Ausführungsbeispiel des Tintenstrahlkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 9 dargestellt. In 9 sind gleiche Elemente wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine nicht erforderliche Beschreibung dieser Elemente wird zum Zwecke der Vereinfachung der Offenbarung unterlassen. An den entgegengesetzten Seitenrändern des Chipeinbaulochs 13, an denen kein Leitungsanschluss 14 vorgesehen ist, erstrecken sich eine Vielzahl an Attrappenleitungsanschlüssen 28. Ein Abstand zwischen benachbarten Attrappenleitungsanschlüssen 28 ist so eingestellt, dass er größer als oder gleich wie 0,05 mm und kleiner als oder gleich wie 0,5 mm ist, wobei größer als oder gleich wie 0,1 mm und kleiner als oder gleich wie 0,3 mm (0,1 mm bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel) noch eher zu bevorzugen ist. Der Abstand zwischen den Oberseiten von jedem Attrappenleitungsanschluss 28 und dem Kopfchip 12 ist so eingestellt, dass er größer als oder gleich wie 0,1 mm kleiner als oder gleich wie 0,3 mm ist. Selbst wenn daher das Abdichtharz 16 entlang des gesamten Umfangs von dem Chipeinbauloch 13 aufgetragen wird, um den Zwischenraum zwischen dem Kopfchip 12 und dem Elektroverdrahtungssubstrat 11 abzudichten, wird das Abdichtharz 16 nicht um die Rückfläche des Elektroverdrahtungssubstrates 11 herumströmen, um die Form sofort nach dem Auftragen in ähnlicher Weise wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel beizubehalten.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abmessung in der Breite von dem Chipeinbauloch 13 entlang der Ausrichtrichtung einer Vielzahl an Leitungsanschlüssen 14 bei dem TAB-Verbindungsabschnitt so eingestellt, dass sie schmaler als bei dem restlichen Abschnitt ist. Als ein Ergebnis wird die Kontur des Chipeinbaulochs 13 im Wesentlichen gleich derjenigen, die in den 6 bis 8 dargestellt ist. Da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der gesamte Umfang des Kopfchips 12 mit dem Elektroverdrahtungssubstrat 11 über das Abdichtharz 16 verbunden ist, kann die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Elektroverdrahtungssubstrat 11 und dem Kopfchip 12 größer als bei den beiden vorherigen Ausführungsbeispielen sein. Da darüber hinaus das Chipeinbauloch 13 vollständig durch das Abdichtharz 16 abgedichtet ist, strömt die Flüssigkeit niemals um die Rückflächenseite des Elektroverdrahtungssubstrates 11 herum.
Eine Ansicht von außen von einer Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der der in den 1 bis 3 gezeigte Tintenstrahlkopf angewendet ist, d. h. eine Tintenstrahlkopfkartusche (nachstehend ist diese als Kopfkartusche bezeichnet) ist in 10 gezeigt, und eine Ansicht von außen von ihrem Hauptabschnitt ist in 11 gezeigt. Eine Kopfkartusche 14, wie sie dargestellt ist, ist von einer Reihenbauart, und der Hauptabschnitt ist aus dem Tintenstrahlkopf 10 und einem Flüssigkeitstank 41 gebildet, der eine Flüssigkeit wie beispielsweise Tinte speichert. Der Tintenstrahlkopf 10, der mit einer Vielzahl an Ausspritzöffnungen 15 für ein Ausspritzen der Flüssigkeit ausgebildet ist, entspricht demjenigen, der in den 1 bis 3 teilweise gezeigt ist. Die Flüssigkeit wie beispielsweise die Tinte wird in die Gemeinschaftsflüssigkeitskammer 23 in dem Kopfchip 12 von dem Flüssigkeitsbehälter oder Flüssigkeitstank 41 über den Flüssigkeitslieferkanal 19 (siehe 2) des Formelementes 17 eingeleitet.
Die Kopfkartusche 40 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist aufgebaut, indem der Tintenstrahlkopf 10 und der Flüssigkeitsbehälter 41 einstückig ausgebildet werden. Jedoch ist es ebenfalls möglich, den Flüssigkeitsbehälter 41 so aufzubauen, dass er in Bezug auf den Tintenstrahlkopf 10 austauschbar ist.
Eine Ansicht von außen von einem Tintenstrahldruckgerät (nachstehend ist dieses als Druckgerät bezeichnet) gemäß der vorliegenden Erfindung, das die vorstehend aufgeführte Kopfkartusche 14 anwendet, ist in 12 dargestellt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel des Druckgerätes ist an einem Paar an Führungsstäben 53, die parallel zu einer Andrückwalze 52 angeordnet sind, die durch einen Zuführmotor 51 drehend angetrieben wird, ein Schlitten 54 gleitfähig montiert. An einem Paar an Riemenscheiben 55 und 56, die in drehender Weise an beiden Enden des Führungsstabes 53 montiert sind, ist ein Abtastdraht 57 so herumgewunden, dass er sich entlang des Führungsstabes 53 erstreckt. Beide Enden des Abtastdrahtes 57 sind mit dem Schlitten 54 verbunden. Mit einer der Riemenscheiben 55 ist ein Schlittenantriebsmotor 58 verbunden. Somit wird, indem der Schlittenantriebsmotor 58 in der Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung angetrieben wird, der Schlitten 54 zum Zwecke des Abtastens in der Längsrichtung entlang der Andrückwalze 52 so bewegt, dass er durch die Führungsstäbe 53 geführt wird.
An dem Schlitten 54 ist eine in 11 gezeigte Kopfkartusche 40 in positioniertem Zustand montiert. Die Kopfkartusche 40 ist über einen Betriebshebel 59 zum Zwecke des Anbringens und Lösens austauschbar. Die Ausspritzöffnungen 27 des Tintenstrahlkopfes 10 stehen einem Druckmedium 70, wie beispielsweise Papier, das an der Andrückwalze 52 sitzt, bei einem vorbestimmten Zwischenraum gegenüber. An dem Tintenstrahlkopf 10 wird ein Ausspritzsignal für die Tinte entsprechend den Daten von einer beliebigen Datenlieferquelle über ein flexibles Kabel 60 geliefert, das mit dem Schlitten 54 verbunden ist. Dann können durch einen Zuführvorgang des Druckmediums 70 durch den Zuführmotor 51 und eine Abtastbewegung des Schlittens 54 durch den Schlittenantriebsmotor 58 erwünschte Daten bei der vorbestimmten Position des Druckmediums 70 gedruckt werden.
Die eine Kopfkartusche 40 oder mehrere Kopfkartuschen 40 (bei dem gezeigten Beispiel sind dies zwei) kann bzw. können an dem Schlitten 54 montiert sein. Während für den vorstehend beschriebenen Tintenstrahlkopf 10 der Tintenstrahlkopf der Reihenart bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel angewendet ist, ist es möglich, eine Kopfkartusche anzuwenden, die einen Tintenstrahlkopf der Ganzzeilenart oder ein anderes Drucksystem verwendet.
Ein Drucksystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 13 dargestellt. Ein Blockdiagramm des Steuersystems für das Drucksystem ist in 14 gezeigt. Das gezeigte Drucksystem hat vier Tintenbehälter 204a, 204b, 204c und 204d, die jeweils gelbe Tinte, magentafarbene Tinte, cyanfarbene Tinte bzw. schwarze Tinte speichern (nachstehend sind diese allgemein als der Tintenbehälter 204 bezeichnet) und vier Tintenstrahlköpfe 201a, 201b, 201c und 201d (nachstehend sind diese allgemein als der Tintenstrahlkopf 201 bezeichnet), die jeweils mit den Tintenbehältern 204 verbunden sind. Bei dem Tintenstrahlkopf sind nicht gezeigte Ausspritzöffnungen nach unten bei einer Auflösung von 360 dpi in einer Richtung Y entsprechend der Gesamtheit der gesamten Breite eines Druckbereiches bei dem Druckmedium 227 ausgebildet.
Die Tintenstrahlköpfe 201, bei denen von jedem von ihnen die Energiezufuhr für die jeweiligen nicht gezeigten elektrothermischen Wandler mittels Kopftreibern 207 eingeschaltet/ausgeschaltet wird, die mit der Steuerschaltung 217 verbunden sind, sind bei einem vorbestimmten Abstand entlang einer Transportrichtung X eines endlosen Transportriemens 206 überstehend zu der Andrückeinrichtung 226 über den Transportriemen 206 angeordnet. Durch eine Kopfbewegungseinrichtung 224, deren Betrieb durch die Steuerschaltung 219 zum Ausführen eines Wiederherstellprozesses gesteuert wird, werden die Tintenstrahlköpfe 201 in Bezug auf die Andrückeinrichtung 226 nach oben und nach unten bewegt. An dem Seitenabschnitt der Tintenstrahlköpfe 201, die mittels eines Halters 202 miteinander verbunden sind, sind Abdeckelemente 203a, 203b, 203c und 203d (nachstehend sind diese allgemein als Abdeckelemente 203 bezeichnet) zum Ausführen eines Wiederherstellprozesses für die Tintenstrahlköpfe 210 durch ein Ausführen eines Vorausstoßens mit einem Ausspritzen von alter Tinte bei den in den Tintenstrahlköpfen 201 ausgebildeten nicht gezeigten Tintenkanälen so angeordnet, dass sie in einem bei halbem Absatz versetzten Zustand in Bezug auf einen Anordnungsabstand des Tintenstrahlkopfes 201 sind. Durch eine Abdeckungsbewegungseinrichtung 225, deren Betrieb durch die Steuerschaltung 219 gesteuert wird, wird das Abdeckelement 203 unmittelbar unterhalb der Tintenstrahlköpfe 201 bewegt, um die Abfalltinte zu empfangen, die von den Ausspritzöffnungen während des Vorausspritzens ausgespritzt wird.
Der Transportriemen 206, der das Druckmedium 227 transportiert, ist um eine Antriebsrolle 214 gewunden, die wiederum mit einem Riemenantriebsmotor 206 verbunden ist. Der Betrieb des Transportriemens 206 wird durch einen Motortreiber 305 geschaltet, der mit der Steuerschaltung 219 verbunden ist. Mit einem Paar an Zuführrollen 214 für ein Liefern des Druckmediums 227 zu dem Übertragungsriemen 206 ist der Zuführmotor 211 zum Schalten des Betriebs durch den Motortreiber 212 verbunden. Durch den Zuführmotor 211 wird das Paar an Zuführrollen 214 zum Zwecke des Drehens angetrieben.
Bei dem in dem gezeigten Ausführungsbeispiel beispielartig ausgeführten Drucksystem der Tintenstrahlart sind eine Vorbehandlungsvorrichtung 251 und eine Nachbehandlungsvorrichtung 252 vorgesehen, um verschiedene Prozesse für das Druckmedium 227 vor und nach dem Drucken auszuführen. Die Vorbehandlungsvorrichtung 251 und die Nachbehandlungsvorrichtung 252 sind an der stromaufwärtigen Seite bzw. der stromabwärtigen Seite von dem Transportkanal des Druckmediums 227 vorgesehen. Die Vorbehandlung und die Nachbehandlung sind in Bezug auf den Inhalt unterschiedlich in Abhängigkeit von der Art des Druckmediums 227 und der Art an Tinte für ein Ausführen des Druckens. Beispielsweise werden für das Druckmedium 227 wie beispielsweise Metall, Kunststoff, Keramik als eine Vorbehandlung ultraviolette Strahlung oder ozongestrahlt, um die Oberfläche zum Verbessern der Ablagerungsfähigkeit der Tinte aktiv zu gestalten. Wenn bei dem Druckmedium 227 mit Leichtigkeit statische Elektrizität verursacht wird, wie beispielsweise Kunststoff, wobei mit Leichtigkeit der Staub an der Oberfläche absorbiert wird, kann derartiger Staub zu einem Risiko bei einem Hochqualitätsdrucken werden. Daher wird in einem derartigen Fall die statische Elektrizität des Druckmediums 227 mittels Ionisiervorrichtung entfernt, um den Staub zu entfernen. Außerdem wird, wenn ein Textilstück als das Druckmedium 227 angewendet wird, ein Prozess zum Hinzufügen eines Materials, das aus einer alkalinen Substanz, einer wasserlöslichen Substanz, synthetischem Hochpolymer, wasserlöslichem Speisesalz, Urea, Tiourea ausgewählt wird, als die Vorbehandlung ausgeführt. Die Vorbehandlung soll nicht auf jene erläuterten Vorbehandlungen beschränkt sein und kann einen Prozess zum Einstellen der Temperatur des Druckmediums 227 bei einer für das Drucken geeigneten Temperatur sein.
Der Nachprozess kann eine Wärmebehandlung, einen Fixierprozess zum unterstützen des Fixierens der zu den Druckmedium 227 ausgespritzten Tinte durch ein Strahlen der ultravioletten Strahlung, ein Prozess zum Waschen der bei der Vorbehandlung aufgetragenen Prozessflüssigkeit und zum Ruhen ohne Reaktion und dergleichen sein.
Demgemäß werden vor dem Druckvorgang für das Druckmedium 227 die Tintenstrahlköpfe 201 von der Andrückeinrichtung 226 weg nach oben zu der Wiederherstellposition angehoben. Dann werden die Abdeckelemente 203 unmittelbar unterhalb des Tintenstrahlkopfes 201 bewegt, um den Wiederherstellprozess des Tintenstrahlkopfes 201 auszuführen. Danach gehen die Abdeckelemente 203 zu ihrer ursprünglichen Position und Bereitschaftsposition zurück. Dann wird der Tintenstrahlkopf 201 nach unten zu einer Bilderzeugungsposition oder zu der Andrückeinrichtung 226 hin bewegt. Dann wird eine (nicht gezeigte) Elektrifiziereinrichtung betätigt. In Verbindung damit wird der Transportriemen 206 angetrieben. Dann wird das Druckmedium 227 an dem Transportriemen 226 durch die Zuführrolle 214 montiert. Dann werden vorbestimmte Farbbilder an dem Druckmedium 227 durch die jeweiligen Tintenstrahlköpfe 201 erzeugt.
Das Druckgerät empfängt ein Steuersignal mit einer Druckinformation von einem Hostcomputer 300. Die Druckinformation wird vorübergehend in einer Eingabeschnittstelle 301 in dem Druckgerät gespeichert und in Verbindung damit in Daten umgewandelt, die bei dem Druckgerät verarbeitet werden können, um zu der CPU 302 eingegeben zu werden, die im Allgemeinen als die Kopfantriebssignalliefereinrichtung wirkt. Die CPU 302 führt einen Prozess zum Eingeben der Daten unter Verwendung der peripheren Einheiten, wie beispielsweise der RAM 204 auf der Grundlage eines Steuerprogramms, das in dem ROM 303 gespeichert ist, aus, um zu Druckdaten (Bilddaten) zu konvertieren.
Die CPU 302 erzeugt jeweilige Antriebsdaten für ein Antreiben des Riemenantriebsmotors 306, des Zuführmotors 211 für ein Transportieren des Druckmediums 227 gleichzeitig mit dem Bilddaten, und die Tintenstrahlköpfe 201 für ein Drucken bei einer geeigneten Position auf dem Druckmedium 227. Die Bilddaten und die Motorantriebsdaten werden zu dem Tintenstrahlköpfen 201 und dem Riemenantriebsmotor 306 über den Kopftreiber 307 und die Motortreiber 305 und 312 übertragen, um bei einer gesteuerten zeitlichen Abstimmung zum Erzeugen des Bildes anzutreiben.
Die vorliegende Erfindung erreicht eine ausgezeichnete Wirkung, wenn sie bei einem Flüssigkeitsaufzeichnungskopf oder einem Aufzeichnungsgerät angewandt wird, das eine Einrichtung zum Erzeugen von Wärmeenergie hat, wie beispielsweise elektrothermische Wandler oder Laserlicht, und die durch die Wärmeenergie eine Veränderung in der Flüssigkeit bewirken, um so die Flüssigkeit auszuspritzen. Daher kann ein derartiges System eine Aufzeichnung mit hoher Dichte und mit hoher Auflösung erreichen.
Ein typischer Aufbau und ein typisches Betriebsprinzip davon ist in den U.S. Patenten 4 723 129 und 4 740 796 offenbart und vorzugsweise wird dieses Grundprinzip zum Durchführen eines derartigen Systems verwendet. Obwohl dieses System sowohl bei Tintenstrahlaufzeichnungssytemen der Nach-Bedarf-Bauart als auch der kontinuierlichen Bauart angewandt werden kann, ist es insbesondere für das Gerät der Nach-Bedarf-Bauart geeignet. Dies ist so, da die Nach-Bedarf-Bauart elektrothermische Wandler hat, von denen jeder an einer Platte oder an einem Flüssigkeitskanal angeordnet ist, der die Flüssigkeit hält und folgendermaßen arbeitet: zuerst werden ein oder mehrere Antriebssignale auf die elektrothermische Wandler aufgebracht, um Wärmeenergie zu verursachen, die der Aufzeichnungsinformaton entspricht; zweitens umfaßt die Wärmeenergie einen plötzlichen Temperaturanstieg, der das Kernsieden übersteigt, so daß das Filmsieden auf den Heizabschnitten des Flüssigkeitsaufzeichnungskopfes bewirkt wird; und drittens wachsen entsprechend den Antriebssignalen Blasen in der Flüssigkeit an. Durch das Verwenden des Anwachsens und des Zusammenfallens der Blasen wird die Flüssigkeit aus zumindest einer der Flüssigkeitsausspritzöffnungen des Kopfes herausgetrieben, um einen oder mehrere Flüssigkeitstropfen zu bilden. Das Antriebssignal in der Form eines Impulses wird bevorzugt, da das Anwachsen und das Zusammenfallen der Blasen durch diese Form des Antriebssignals sofort und geeignet erreicht werden kann. Als Antriebssignal in der Form eines Impulses werden jene bevorzugt, die in den U.S. Patenten 4 463 359 und 4 345 262 beschrieben sind. Zusätzlich wird vorzugsweise der in dem U.S. 4 313 124 beschriebene Wert des Temperaturanstieges der Heizabschnitte aufgegriffen, um eine bessere Aufzeichnung zu erreichen.
Die U.S. Patente 4 558 333 und 4 459 600 offenbaren den folgenden Aufbau eines Flüssigkeitsaufzeichnungskopfes, der bei der vorliegenden Erfindung eingebaut ist: dieser Aufbau umfaßt Heizabschnitte, die auf gebogenen Abschnitten zusätzlich zu einer Kombination der Ausspritzöffnungen, Flüssigkeitskanäle und der in den vorstehenden Patenten offenbarten elektrothermischen Wandler angeordnet sind.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung bei Aufbauarten angewendet werden, die in den offengelegten Japanischen Patentanmeldungen Nr. 123 670/1984 und 138 461/1984 offenbart sind, um ähnliche Effekte zu erzielen. Die erstgenannte Patentanmeldung offenbart einen Aufbau, bei dem ein Schlitz, der gemeinsam für sämtliche elektrothermische Wandler vorhanden ist, als Ausspritzöffnungen der elektrothermischen Wandler verwendet wird, und die letztgenannte Patentanmeldung offenbart einen Aufbau, bei dem Öffnungen für ein Absorbieren von Druckwellen, die durch Wärmeenergie verursacht werden, entsprechend den Ausspritzöffnungen ausgebildet sind. Somit kann unabhängig von der Art des Flüssigkeitsausspritzkopfes die vorliegende Erfindung ein Aufzeichnen sicher und effektiv erzielen.
Desweiteren wird vorzugsweise ein Wiedergewinnungssystem oder ein Vorhilfssystem für einen Flüssigkeitsaufzeichnungskopf als ein Bestandteil des Aufzeichnungsgerätes hinzugefügt, da diese dazu dienen, die Wirkung der vorliegenden Erfindung betriebssicherer zu machen. Beispiele des Wiedergewinnungssystems sind eine Abdeckeinrichtung und eine Reinigungseinrichtung für den Flüssigkeitsaufzeichnungskopf und eine Druck- oder Saugeinrichtung für den Flüssigkeitsaufzeichnungskopf. Beispiele des Hilfssystems sind eine Vorheizeinrichtung, die elektrothermische Wandler oder eine Kombination von anderen Heizelementen und der elektrothermischen Wandler verwendet, und eine Einrichtung zum Ausführen eines Vorausspritzens der Flüssigkeit unabhängig von der Ausspritzung für die Aufzeichnung. Diese Systeme sind für eine betriebssichere Aufzeichnung wirkungsvoll.
Die Anzahl und Bauart der auf ein Aufzeichnungsgerät zu montierenden Flüssigkeitsaufzeichnungsköpfe kann ebenfalls verändert werden. Beispielsweise kann nur ein Flüssigkeitsaufzeichnungskopf, der einer einzelnen Tintenfarbe entspricht, oder eine Vielzahl Flüssigkeitsaufzeichnungsköpfe, die einer Vielzahl in der Farbe oder in der Konzentration verschiedener Tinten entsprechen, verwendet werden. Anders ausgedrückt kann die vorliegende Erfindung bei einem Gerät wirkungsvoll angewandt werden, das zumindest eine der Betriebsarten mit einer Farbe (monochromatisch), mit vielen Farben und mit allen Farben hat. Hierbei führt der einfarbige Modus oder monochromatische Modus ein Aufzeichnen aus, in dem lediglich eine Hauptfarbe wie beispielsweise Schwarz verwendet wird. Der Mehrfarbenmodus führt ein Aufzeichnen aus, in dem verschiedene Farben angewendet werden, und der Vollfarbenmodus führt ein Aufzeichnen durch ein Farbmischen aus. In diesem Fall kann es wirksam sein, dass die Behandlungsflüssigkeit (eine die Druckfähigkeit verstärkende Flüssigkeit) für ein Einstellen der Druckfähigkeit der Tinte in Abhängigkeit von dem Druckmedium von dem Flüssigkeitsausspritzkopf ausgespritzt wird.
Zusätzlich kann, was die Form des Druckgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung anbelangt, zusätzlich zu dem Druckgerät, das als ein Bildausgabeanschluss eines Informationsverarbeitungssystems angewendet wird, wie beispielsweise ein Computer, der ein Drucken für das Druckmedium wie beispielsweise Papier, Textilstück, Leder, Metall, Kunststoff, Glas, Holz oder Keramik ausführt, dieses auch ein Faxgerät mit einer Übertragungsfunktion und einer Empfangsfunktion, ein Textildruckgerät und dergleichen sein.

Claims

Flüssigkeitsausspritzkopf mit: einem Kopfchip (12) mit einer Vielzahl an Ausspritzöffnungen (15), Ausspritzenergieerzeugungseinrichtungen (20) zum Ausspritzen einer Flüssigkeit aus den Ausspritzöffnungen (15) und einer Flüssigkeitskammer (23), die mit den Ausspritzöffnungen (15) verbunden ist und mit der Flüssigkeit beliefert wird; einem Elektroverdrahtungssubstrat (11), das mit einem Chipeinbauloch (13) ausgebildet ist, in dem der Kopfchip (12) positioniert ist; einer Vielzahl an Leitungsanschlüssen (14), die in das Chipeinbauloch (13) des Elektroverdrahtungssubstrates (11) vorragen und mit dem Kopfchip (12) verbunden sind, um elektrische Energie zu den Ausspritzenergieerzeugungseinrichtungen (20) zu liefern; einem Abdichtverbindungsabschnitt (16) aus einer Abdichtmateriallage zwischen den Leitungsanschlüssen (14) und dem Kopfchip (12), der über dem Elektroverdrahtungssubstrat (11) und dem Kopfchip (12) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsausspritzkopf des weiteren Attrappenleitungsanschlüsse (26) aufweist, die an beiden Endseiten der Leitungsanschlüsse (14) angeordnet sind, die sich an beiden Endabschnitten befinden, wobei sie in einen Zwischenraum (S) zwischen dem Kopfchip (12) und dem Chipeinbauloch (13) vorragen.
Flüssigkeitsausspritzkopf gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzfangabschnitt einen Attrappenleitungsanschluss ist, der an dem Elektroverdrahtungssubstrat ausgebildet ist.
Flüssigkeitsausspritzkopf gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzfangabschnitt ausgebildet ist, indem die Breite des Chipeinbaulochs entlang der Außenrichtung der Vielzahl an Leitungsanschlüssen bei dem Verbindungsabschnitt so eingestellt ist, dass sie kleiner als bei dem anderen Abschnitt ist.
Flüssigkeitsausspritzkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite eines Zwischenraums zwischen dem Harzfangabschnitt und dem Leitungsanschluss, der am nächsten zu dem Harzfangabschnitt ist, oder die Breite eines Zwischenraums zwischen dem Harzfangabschnitt und dem Innenumfang des Chipeinbaulochs größer als oder gleich 0,05 mm und kleiner als und gleich 0,05 mm ist und vorzugsweise größer als oder gleich 0,1 mm und kleiner als oder gleich 0,3 mm ist.
Flüssigkeitsausspritzkopf gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Chipeinbaulochs entlang der Ausrichtrichtung der Vielzahl an Leitungsanschlüssen außer dem Verbindungsabschnitt größer als oder gleich 0,7 mm und kleiner als oder gleich 2,0 mm ist, wobei größer als oder gleich 0,8 mm und kleiner als oder gleich 1,5 mm noch eher zu bevorzugen ist.
Flüssigkeitsausspritzkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausspritzöffnungen entgegengesetzt zu den Ausspritzenergieerzeugungseinrichtungen angeordnet sind.
Flüssigkeitsausspritzkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausspritzenergieerzeugungseinrichtung ein elektrothermischer Wandler mit einem Erwärmungswiderstand ist, der Wärme dann erzeugt, wenn ein elektrisches Signal aufgebracht wird.
Flüssigkeitsausspritzkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtmaterial lösungsmittelfreies Epoxidharz ist.
Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche mit einem Flüssigkeitsausspritzkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem Flüssigkeitsbehälter, in dem eine Flüssigkeit gespeichert ist, die zu dem Flüssigkeitsausspritzkopf geliefert wird.
Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzfangabschnitt ein Attrappenleitungsanschluss ist, der an dem Elektroverdrahtungssubstrat ausgebildet ist.
Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzfangabschnitt ausgebildet ist, indem die Breite des Chipeinbaulochs entlang der Ausrichtrichtung der Vielzahl an Leitungsanschlüssen bei dem Verbindungsabschnitt so eingestellt ist, dass sie kleiner als bei dem anderen Abschnitt ist.
Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite eines Zwischenraums zwischen dem Harzfangabschnitt und dem Leitungsanschluss, der am nächsten zu dem Harzfangabschnitt ist, oder die Breite eines Zwischenraums zwischen dem Harzfangabschnitt und dem Innenumfang des Chipeinbaulochs größer als oder gleich 0,05 mm und kleiner als oder gleich 0,5 mm ist und vorzugsweise größer als oder gleich 0,1 mm und kleiner als oder gleich 0,3 mm ist.
Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Chipeinbaulochs entlang der Ausrichtrichtung der Vielzahl an Leitungsanschlüssen außer dem Verbindungsabschnitt größer als oder gleich 0,7 mm und kleiner als oder gleich 2,0 mm ist, wobei größer als oder gleich 0,8 mm und kleiner als oder gleich 1,5 mm eher zu bevorzugen ist.
Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit eine Tinte und/oder eine Behandlungsflüssigkeit zum Einstellen einer Eigenschaft der Tinte ist, die zu dem Druckmedium ausgespritzt wird.
Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausspritzöffnungen entgegengesetzt zu den Ausspritzenergieerzeugungseinrichtungen angeordnet sind.
Flüssigkeitsausspritzkopfkartusche gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtmaterial ein lösungsmittelfreies Epoxidharz ist.
Druckgerät mit: einem Ausspritzkopfmontageabschnitt und einem Flüssigkeitsausspritzkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Kopf an dem Ausspritzkopfmontageabschnitt montiert ist.
Druckgerät gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzfangabschnitt ein Attrappenleitungsanschluss ist, der an dem Elektroverdrahtungssubstrat ausgebildet ist.
Druckgerät gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzfangabschnitt ausgebildet ist, indem die Breite des Chipeinbaulochs entlang der Ausrichtrichtung der Vielzahl an Leitungsanschlüssen bei dem Verbindungsabschnitt so eingestellt ist, dass sie kleiner als bei dem anderen Abschnitt ist.
Druckgerät gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite eines Zwischenraums zwischen dem Harzfangabschnitt und dem Leitungsanschluss, der am nächsten zu dem Harzfangabschnitt ist, oder die Breite eines Zwischenraums zwischen dem Harzfangabschnitt und dem Innenumfang des Chipeinbaulochs größer als oder gleich 0,05 mm und kleiner als und gleich 0,05 mm ist und vorzugsweise größer als oder gleich 0,1 mm und kleiner als oder gleich 0,3 mm ist.
Druckgerät gemäß Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Chipeinbaulochs entlang der Ausrichtrichtung der Vielzahl an Leitungsanschlüssen außer dem Verbindungsabschnitt größer als oder gleich 0,7 mm und kleiner als oder gleich 2,0 mm ist, wobei größer als oder gleich 0,8 mm und kleiner als oder gleich 1,5 mm noch eher zu bevorzugen ist.
Druckgerät gemäß einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit eine Tinte und/oder eine Behandlungsflüssigkeit zum Einstellen einer Eigenschaft der Tinte ist, die zu dem Druckmedium ausgespritzt wird.
Druckgerät gemäß einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtmaterial ein lösungsmittelfreies Epoxidharz ist.
Druckgerät gemäß einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageabschnitt des Flüssigkeitsausspritzkopfs ein Schlitten ist, der zum Abtasten in einer Richtung beweglich ist, die senkrecht zu einer Transportrichtung des Druckmediums steht, zu dem ein Flüssigkeitstropfen von dem Flüssigkeitsausspritzkopf ausgespritzt wird.
Druckgerät gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsausspritzkopf von dem Schlitten abnehmbar ist.
Druckgerät gemäß einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausspritzöffnungen des Flüssigkeitsausspritzkopfs über die gesamte Breite des Druckbereichs des Druckmediums angeordnet sind.
Druckgerät gemäß einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucken unter Verwendung von Papier, Textilien, Kunststoff, Metall, Holz oder Leder für das Druckmedium ausgeführt wird.
Druckgerät gemäß einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl an Farben von Flüssigkeiten aus dem Flüssigkeitsausspritzkopf ausgespritzt werden, um ein Farbdrucken durch ein Ablagern einer Vielzahl an Farben von Flüssigkeiten bei dem Druckmedium auszuführen.
Drucksystem mit einem Steuerabschnitt für ein Verarbeiten einer Eingangsbildinformation und einer Ausgabeeinrichtung für ein Ausgeben einer Information, die durch den Steuerabschnitt verarbeitet worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein Druckgerät gemäß einem der Ansprüche 17 bis 28 aufweist.
Herstellverfahren eines Flüssigkeitsausspritzkopfs mit den folgenden Schritten: Positionieren eines Kopfchips (12) mit einer Vielzahl an Ausspritzöffnungen (15), Ausspritzenergieerzeugungseinrichtungen (20) für ein jeweiliges Ausspritzen einer Flüssigkeit durch die Ausspritzöffnung (15) und einer Flüssigkeitskammer (23), die mit den Ausspritzöffnungen (15) in Verbindung steht und mit der Flüssigkeit beliefert wird, in einem Chipeinbauloch (13), das in einem Elektroverdrahtungssubstrat (11) ausgebildet ist; Verbinden einer Vielzahl an Leitungsanschlüssen (14), die in das Chipeinbauloch (13) des Elektroverdrahtungssubstrats (11) von seinem Innenumfang vorragen, um elektrische Energie zu den Ausspritzenergieerzeugungseinrichtungen (20) zu liefern; Aufbringen einer Abdichtmateriallage über das Elektroverdrahtungssubstrat (11) und den Kopfchip (12) als Abdichtverbindungsabschnitt (16) zwischen den Leitungsanschlüssen (14) und dem Kopfchip (12); dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellverfahren des weiteren den folgenden Schritt aufweist: Ausbilden von Attrappenleitungsanschlüssen (26) an beiden Endseiten der Leitungsanschlüsse (14), die an beiden Endabschnitten derart angeordnet sind, dass die Attrappenleitungsanschlüsse (26) in einen Zwischenraum (S) zwischen dem Kopfchip (12) und dem Chipeinbauloch (13) vorragen.
Herstellverfahren eines Flüssigkeitsausspritzkopfs gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzfangabschnitt ein Attrappenleitungsanschluss ist, der an dem Elektroverdrahtungssubstrat ausgebildet ist.
Herstellverfahren eines Flüssigkeitsausspritzkopfs gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzfangabschnitt ausgebildet ist, indem die Breite des Chipeinbaulochs entlang der Ausrichtrichtung der Vielzahl an Leitungsanschlüssen bei dem Verbindungsabschnitt so eingestellt wird, dass sie kleiner als bei dem anderen Abschnitt ist.
Herstellverfahren eines Flüssigkeitsausspritzkopfs gemäß einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite eines Zwischenraums zwischen dem Harzfangabschnitt und dem Leitungsanschluss, der am nächsten zu dem Harzfangabschnitt ist, oder die Breite eines Zwischenraums zwischen dem Harzfangabschnitt und dem Innenumfang des Chipeinbaulochs größer als oder gleich 0,05 mm oder kleiner als oder gleich 0,5 mm ist und vorzugsweise größer als oder gleich 0,1 mm und kleiner als oder gleich 0,3 mm ist.
Herstellverfahren eines Flüssigkeitsausspritzkopfs gemäß Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Chipeinbaulochs entlang der Ausrichtrichtung der Vielzahl an Leitungsabschnitten außer dem Verbindungsabschnitt größer als oder gleich 0,7 mm und kleiner als oder gleich 2,0 mm ist, wobei größer als oder gleich 0,8 mm und kleiner als oder gleich 1,5 mm eher zu bevorzugen ist.
Herstellverfahren einer Flüssigkeitsausspritzöffnung gemäß einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtmaterial ein lösungsmittelfreies Epoxidharz ist.