DE69704456T2

DE69704456T2 - Kopf für Druckapparat

Info

Publication number: DE69704456T2
Application number: DE69704456T
Authority: DE
Inventors: Munehide Kanaya; Takahiro Katakura; Minoru Usui
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2017-06-20
Also published as: US6390602B1; JPH106496A; EP0813968B1; EP0813968A3; HK1005231A1; DE69704456D1; EP0813968A2; JP3171231B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kopf, und insbesondere einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf für einen Druckapparat, wie einen Tintenstrahldrucker, in dem eine Mehrzahl von Kopfeinheiten in Längsrichtung angeordnet ist, wobei jede Kopfeinheit ein Druckerzeugungsmittel in einem Teil eines Bereichs aufweist, der von einer Druckerzeugungskammer eingenommen wird, die mit einer Düsenöffnung in Verbindung steht, und ein Tintentröpfchen durch Ausüben von Druck auf Tinte in der Druckerzeugungskammer erzeugt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verdrahtungsstruktur zum Zuleiten von Antriebssignalen zu den entsprechenden Kopfeinheiten.
Zur Erfüllung des Bedarfs an einem Hochgeschwindigkeitsdruck und Druck hoher Dichte wird die Anzahl von Düsenöffnungen pro Aufzeichnungskopf erhöht. Bei der Handhabung eines Fluids, wie Tinte, wird der Tintenstrahlaufzeichnungskopf empfindlich durch die Inkonsistenz im Fluidwiderstand oder dergleichen von Durchlässen wie Düsenöffnungen und Druckerzeugungskammern beeinflusst, und verlangt daher eine Gleichförmigkeit und hohe Genauigkeit bei der Bildung einer großen Anzahl von Düsenöffnungen und Druckerzeugungskammern. Wenn zusätzlich ein Problem bei nur einem der Elemente auftritt, wie bei einem Durchlass oder einem Druckerzeugungsmittel, wird die Druckqualität deutlich verschlechtert, wodurch der Aufzeichnungskopf unnütz wird und somit das Problem einer äußerst geringen Produktionsausbeute bereitet.
Zur Lösung dieses Problems wird eine Mehrzahl von Aufzeichnungskopfeinheiten, die jeweils eine relativ geringe Anzahl von Druckerzeugungsmitteln aufweisen, zu einem Aufzeichnungskopf in einer Reihe zusammengefügt. Gemäß diesem Aufzeichnungskopf wird die Produktionsausbeute im Ausgleich zu der geringen Anzahl von Druckerzeugungsmitteln verbessert. Daher kann ein Aufzeichnungskopf mit einer großen Anzahl von Düsenöffnungen mit hoher Produktionsausbeute hergestellt werden.
Andererseits wird ein Antriebssignal, das ein Tintentröpfchen aus einer Düsenöffnung durch Ausübung von Druck auf die Tinte in einer Druckerzeugungskammer eines Aufzeichnungskopfs ausstößt, durch ein flexibles Kabel von einer externen Antriebsschaltung zugeleitet. Diese Konstruktion erfordert, dass Signalleitungen an dem flexiblen Kabel bereitgestellt werden, die zumindest der Anzahl von Düsenöffnungen entsprechen. Wenn die Anzahl von Düsenöffnungen erhöht wird, muss ein Kompromiss zwischen einer Konstruktion mit geringer Breite für eine einzige Signalleitung und einer Konstruktion mit großer Breite für ein flexibles Kabel erwogen werden, um eine Signalabschwächung zu verhindern, die durch den Übertragungskanalwiderstand verursacht wird.
Bei der ersteren Konstruktion entsteht das Problem, dass eine Signalabschwächung und eine Zeitverzögerung bei der Druckbeaufschlagung der Tinte in der Druckerzeugungskammer auf Grund eines Anstiegs im Widerstand und kapazitiven Widerstand der Signalleitung auftreten. Ferner entsteht bei der letztgenannten Konstruktion das Problem, dass eine Verbindung zwischen dem flexiblen Kabel und dem Aufzeichnungskopf wegen eines großen Größenunterschiedes zwischen dem flexiblen Kabel und dem Aufzeichnungskopf schwierig wird.
Zur Lösung solcher Probleme wurde eine Technik entwickelt, in welcher eine antriebssignalerzeugende integrierte Halbleitervorrichtung an dem flexiblen Kabel angeordnet ist. Das heißt, Antriebssignale zum Ausüben von Druck auf die Tinte in den entsprechenden Druckerzeugungskammern werden nicht von der externen Antriebsschaltung gesendet, und die Druckdaten werden zugeführt und die antriebssignalerzeugende integrierte Halbleitervorrichtung an dem flexiblen Kabel erzeugt die Antriebssignale. Diese Technik hat den Vorteil, dass die Antriebssignale zum Ausüben von Druck auf die Tinte in den entsprechenden Druckerzeugungskammern mit einer extrem geringen Anzahl von Signalleitungen im Vergleich zu der Anzahl von Düsenöffnungen zugeführt werden können.
Eine solche antriebssignalerzeugende integrierte Halbleitervorrichtung ist an dem flexiblen Kabel auf folgende Weise angeordnet. Ein Fenster, das eine etwas größere Durchgangsöffnung als der Außenumfang der integrierten Halbleitervorrichtung ist, ist in dem flexiblen Kabel ausgebildet; Kontaktkämme sind durch Freilegen einer Kupferfolie im Inneren des Fensters gebildet, wobei die Kupferfolie eine Leiterstruktur des flexiblen Kabels bildet; und die Kontaktkämme sind an die Anschlüsse gelötet.
Diese Technik wäre äußerst vorteilhaft, wenn Antriebssignale zum Ausüben von Druck auf die Tinte in allen Druckerzeugungskammern durch eine einzige integrierte Halbleitervorrichtung erzeugt werden könnten. Die Anzahl von Anschlüssen, die an der integrierten Halbleitervorrichtung angeordnet sind, muss jedoch gleich jener der Düsenöffnungen sein, um Signale zu dem Druckerzeugungsmittel der entsprechenden Druckerzeugungskammern zu leiten. Wenn daher die Anzahl von Düsenöffnungen bis zu mehreren hundert beträgt, muss ein Gehäuse zur Aufnahme der integrierten Halbleitervorrichtung vergrößert werden, um eine solche Anzahl von Anschlüssen unterzubringen, wodurch wiederum das Problem entsteht, dass die integrierte Halbleitervorrichtung eine übermäßig große Struktur wird. Zusätzlich zu diesem Problem besteht nicht nur das Problem, dass die Strukturen zur Zuleitung von Signalen zu den entsprechenden Druckausübungsmitteln zu dicht werden, sondern auch das Problem, dass die Breite des flexiblen Kabels zur Aufnahme dieser Struktur vergrößert werden muss.
Somit ist eine angemessene Lösung die Unterteilung der Düsenöffnungen in eine Mehrzahl von Gruppen und die Zuordnung einer einzigen integrierten Halbleitervorrichtung zu jeder Gruppe. In diesem Fall sind jedoch Leiterbahnstrukturen notwendig, die zumindest Energie zur Übertragung eines Drucksignals zu den Halbleitervorrichtungen von einer Seite zur anderen Seite des flexiblen Kabels und zum Antreiben dieser integrierten Vorrichtungen bereitstellen. Daher müssen diese Strukturen so gebildet sein, dass eine Umleitung um die Fenster hergestellt wird, so dass die integrierten Halbleitervorrichtungen an dem flexiblen Kabel befestigt werden können. Dies setzt eine verringerte Breite einer Verdrahtungsstruktur voraus, die ihrerseits zu dem Problem einer beeinträchtigten Zuverlässigkeit usw. führt.
Zur Behebung dieses Problems ist es möglich, die Düsenöffnungen in eine Mehrzahl von Gruppen zu unterteilen und ein Signal für jede Gruppe mit einem flexiblen Kabel zuzuleiten, das für jede Gruppe bestimmt ist. Daraus ergibt sich das Problem einer schwierigen Verkabelung usw..
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obengenannten Umstände vorgenommen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, der Antriebssignale zu einer Mehrzahl von Kopfeinheiten über ein einziges flexibles Kabel zuleiten kann, ohne die Breite einer Leiterstruktur zu verringern und die Breite eines flexiblen Kabels zu vergrößern.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung einen Kopf für einen Druckapparat gemäß Anspruch 1 und einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 6 bereit. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus den untergeordneten Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Zur Lösung der obengenannten und anderer Aufgaben wird die vorliegende Erfindung bei einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf angewandt, der eine Mehrzahl von Aufzeichnungskopfeinheiten und ein flexibles Kabel enthält. Jede von der Mehrzahl von Kopfeinheiten hat eine Druckerzeugungskammer, die mit einer Düsenöffnung in Verbindung steht, ein Druckerzeugungsmittel zum Ausüben von Druck auf die Druckerzeugungskammer, und einen Verbindungsanschluss zum Leiten eines Antriebssignals zu dem Druckerzeugungsmittel. Die Mehrzahl von Aufzeichnungskopfeinheiten ist linear angeordnet. Das flexible Kabel hat eine antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtung, die ein Antriebssignal zum Antreiben des Druckerzeugungsmittels auf der Basis eines Drucksignals von einer externen Quelle erzeugt, sendet das Drucksignal von der externen Antriebsschaltung zu der antriebssignalerzeugenden Halbleitervorrichtung, und leitet das erzeugte Antriebssignal über die antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtung zu dem Druckerzeugungsmittel, wobei es an den Verbindungsanschluss angeschlossen ist. Bei einem solchen Tintenstrahlaufzeichnungskopf hat das flexible Kabel ein Fenster und eine Leiterbahn, wobei das Fenster erlaubt, die antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtung daran zu befestigen, und die Leiterbahn so ausgebildet ist, dass sie sich im Wesentlichen parallel zur Anordnungsrichtung der Aufzeichnungskopfeinheiten erstreckt und so in einem Fensterbereich freigelegt wird, dass eine Metallfolie, die die Leiterbahn bildet, das Fenster quert und von der unteren Oberfläche der Halbleitervorrichtung herabhängt.
Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung werden nun mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt, von welchen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit entferntem flexiblen Kabel zeigt;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Aufzeichnungskopfeinheit zeigt, die einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf der vorliegenden Erfindung bildet, in Form einer Schnittstruktur in der Nähe von Druckerzeugungskammern;
Fig. 4 das Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungskopfeinheit zeigt, das den Tintenstrahlaufzeichnungskopf der vorliegenden Erfindung bildet, wobei eine Vibrationsplatte entfernt ist;
Fig. 5 ein Positionsverhältnis zwischen zwei benachbarten Aufzeichnungskopfeinheiten zeigt;
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel des flexiblen Kabels zeigt;
Fig. 7 eine Schnittansicht ist, die eine Schnittstruktur des flexiblen Kabels zeigt;
Fig. 8(a) und 8(b) eine Anschlussstruktur einer antriebssignalerzeugenden integrierten Halbleitervorrichtung zeigen;
Fig. 9 eine Draufsicht ist, die eine Struktur nahe einem Fenster des flexiblen Kabels in vergrößerter Form zeigt; und
Fig. 10 eine Schnittansicht ist, die eine Struktur nahe dem Fenster des flexiblen Kabels in vergrößerter Form zeigt.
Es werden nun Einzelheiten der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.
Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 und 2 bezeichnen die Bezugszeichen 1, 1, 1, 1 Aufzeichnungskopfeinheiten, die so gebildet sind, dass sie dieselbe Struktur aufweisen, und an einer Befestigungsplatte mit einem vorbestimmten Abstand ΔL zueinander befestigt sind. Die Befestigungsplatte ist in diesem Ausführungsbeispiel die Düsenplatte 2.
Diese Aufzeichnungskopfeinheiten 1, 1, 1, 1 sind durch ein flexibles Kabel 3 miteinander verbunden. Das flexible Kabel 3 hat ein Fenster 4, und eine antriebssignalerzeugende integrierte Halbleitervorrichtung 5 ist an dem Fenster 4 befestigt (in diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Vorrichtungen 5, 5' an den Fenstern 4, 4' befestigt). Die antriebssignalerzeugende integrierte Halbleitervorrichtung wandelt ein Drucksignal in ein Antriebssignal um.
Wenn ein Ende des flexiblen Kabels 3 an eine externe Antriebsschaltung (nicht dargestellt) angeschlossen wird, können durch diese Konstruktion die integrierten Halbleiterschaltungen 5, 5', die ein Drucksignal und eine Antriebsspannung empfangen haben, ein Antriebssignal zum Ausstoßen eines Tintentröpfchens aus jeder Aufzeichnungskopfeinheit erzeugen.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel jeder Aufzeichnungskopfeinheit in Form einer Schnittstruktur entlang der Länge der Druckerzeugungskammern 12, 13 zeigt; und Fig. 4 ist ein Diagramm, das eine Anordnung der Druckerzeugungskammern zeigt, wobei eine Vibrationsplatte 16 (die später beschrieben wird) an der Oberseite der Druckerzeugungskammern entfernt ist. In Fig. 3 und/oder 4 bezeichnet das Bezugszeichen 11 ein Abstandsstück. Die Druckerzeugungskammern 12, 13 des Abstandsstückes 11 sind in einer Platte ausgebildet, die aus einer keramischen Platte besteht, wie zum Beispiel aus einer Zirkondioxid- (ZrO&sub2;) Platte mit einer derartigen Dicke, dass die Druckerzeugungskammern 12, 13 passend gebildet werden, deren Tiefe etwa 150 um beträgt. Die Druckerzeugungskammern 12, 13 sind derart angeordnet, dass ihre Axiallinie einen spitzen Winkel θ in Bezug auf die Anordnungsrichtung der Düsenöffnungen 14, 15 bildet.
Ferner sind Außenwände 11a, 11b neben den Druckerzeugungskammern 12a, 12b, 13a, 13b an beiden Enden so ausgebildet, dass sie sich im Wesentlichen parallel zu der Axiallinie jeder der Druckerzeugungskammern 12, 13 erstrecken, während die Außenwände 11c, 11d in die andere Richtung (in die vertikale Richtung in Fig. 4 gesehen) so gebildet sind, dass sie sich im Wesentlichen parallel zu den Anordnungslinien A, B der Düsenöffnungen 14, 15 erstrecken. Die Außenwände 11a, 11b, welche die Druckerzeugungskammern 12a, 12b begrenzen, sind so gebildet, dass ihre Dicke W1, W2 so gering wie möglich ist.
Durch eine derartige Anordnung der Druckerzeugungskammern 12, 13, dass ihre Axiallinie einen spitzen Winkel θ in Bezug auf die Anordnungslinien der Düsenöffnungen 14, 15 bildet, wird die Länge jeder Druckerzeugungskammer im Vergleich zu jener einer herkömmlichen Druckerzeugungskammer (in Fig. 4 mit dem Bezugszeichen 13' versehen) vergrößert, deren Axiallinie einen rechten Winkel in Bezug auf die Anordnungslinie der Düsenöffnungen bilden. Dies ist besonders vorteilhaft, da das Volumen einer Druckerzeugungskammer, das zum Ausstoßen eines Tintentröpfchens erforderlich ist, zufriedenstellend garantiert werden kann, selbst wenn die Breite jeder Druckerzeugungskammer verringert werden muss, um eine höhere Integration zu erreichen.
Das Bezugszeichen 16 bezeichnet die Vibrationsplatte, die eine ausreichende Bindungskraft bereitstellt, wenn sie einstückig mit dem Abstandsstück 11 gebrannt wird, und die aus einem Material gebildet ist, das durch Biegevibrationen elastisch verformt werden kann, die durch piezoelektrische Vibratoren 17, 18, ... erzeugt werden, die in der Folge beschrieben werden. Zum Beispiel wird eine dünne Zirkondioxidplatte, deren Dicke 7 um beträgt, als Vibrationsplatte verwendet.
Die Bezugszeichen 17, 18, ... bezeichnen die piezoelektrischen Vibratoren, die durch Sintern einer Grünschicht aus einem piezoelektrischen Material auf die Oberfläche der unteren Elektroden 19, 20 gebildet werden, die an der Oberfläche der Vibrationsplatte 16 ausgebildet sind.
In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 22 eine Abdeckplatte, die einstückig mit der anderen Oberfläche des Abstandsstückes 11 verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Abdeckplatte 22 aus einer dünnen Zirkondioxidplatte, deren Dicke 100 um beträgt, und weist Durchgangslöcher 23, 24 auf, welche die Düsenöffnungen 14, 15 der Düsenplatte 2 mit den Druckerzeugungskammern 12, 13 verbinden, sowie Durchgangslöcher 27, 28, die Reservoirs 25, 26, die später beschrieben werden, mit den Druckerzeugungskammern 12, 13 verbinden.
Das Bezugszeichen 29 bezeichnet eine einen Tintenversorgungsdurchlass bildende Platte, die aus einem korrosionsbeständigen Plattenelement besteht, das zur Bildung von Tintendurchlässen geeignet ist, wie rostfreiem Stahl, und deren Dicke 150 um beträgt, und die Durchgangslöcher aufweist, die als Reservoirs 25, 26 dienen, sowie Durchgangslöcher 30, 31, welche die Druckerzeugungskammern 12, 13 mit den Düsenöffnungen 14, 15 verbinden.
Den Reservoirs 25, 26 wird Tinte von einem externen Tintentank zugeleitet, wobei sie mit Tintenversorgungsöffnungen 32, 33 in Verbindung stehen, die in der Abdeckplatte 22 angeordnet sind, und die Tinte zu den Druckerzeugungskammern 12, 13 durch die Durchgangslöcher 27, 28 leiten.
Jene Elemente 11, 16, 22, die von diesen Elementen 11, 16, 22, 29 aus Keramik gebildet sind, werden zu einem einzigen Körper gebrannt, und das Element 29, das aus Metall oder dergleichen besteht, wird an dem Einzelkörper durch ein Verfahren befestigt, das zum Binden an Keramik geeignet ist, so dass die obengenannte Aufzeichnungskopfeinheit 1 zusammengefügt ist.
Ferner sind obere Elektroden 35, 36 an der Oberfläche der piezoelektrischen Vibratoren 17, 18 ausgebildet. Die oberen Elektroden 35, 36 sind so gebildet, dass sie sich im Wesentlichen parallel zu den piezoelektrischen Vibratoren 17, 18 erstrecken und zu Verbindungsanschlussabschnitten 28, 29 geleitet werden, die an das flexible Kabel 3 anzuschließen sind.
Das Bezugszeichen 2 bezeichnet die obengenannte Düsenplatte. In diesem Ausführungsbeispiel dient die Düsenplatte 2 auch als Befestigungsplatte für die Kopfeinheit 1. Wie in Fig. 5 dargestellt, sind eine Gruppe von Düsenöffnungen 14, 15 und eine Gruppe von Düsenöffnungen 14', 15', die an die nebeneinander liegenden Aufzeichnungskopfeinheiten 1 bzw. 1 angeschlossen sind, so angeordnet, dass ein vorbestimmter Abstand L zwischen einer Linie von Düsenöffnungen 14 und einer Linie von Düsenöffnungen 15 und zwischen einer Linie von Düsenöffnungen 14' und einer Linie von Düsenöffnungen 15' vorgesehen ist, und dass die Linie von Düsenöffnungen 14 um eine Strecke ΔL von der Linie von Düsenöffnungen 14' verschoben ist, wobei diese Linien von Düsenöffnungen 14, 14' nebeneinander liegen, und dass die Linie von Düsenöffnungen 15 auch um eine Strecke ΔL von der Linie von DüsenÖffnungen 15' verschoben ist, wobei die Linien von Düsenöffnungen 15, 15' nebeneinander liegen. Die Linien von Düsenöffnungen sind in eine Abtastrichtung des Kopfes verschoben, d. h., in eine Kopfbewegungsrichtung.
Eine Mehrzahl von derart konstruierten Aufzeichnungskopfeinheiten 1, vier in diesem Ausführungsbeispiel, ist an der Düsenplatte 2 auf folgende Weise befestigt. Die Außenwände 11a, 11b der Kopfeinheiten 1 verlaufen parallel zueinander und die Kopfeinheiten 1 sind in dem Abstand ΔL angeordnet, so dass der kürzeste Abstand P1 zwischen der äußersten Düsenöffnung einer Kopfeinheit 1 und der äußersten Düsenöffnung der anderen, benachbarten Kopfeinheit mit einer Teilung P0 zwischen den Düsenöffnungen 14 und 15 und zwischen den Düsenöffnungen 14' und 15' übereinstimmt, die eine Originaldüsenöffnungsteilung der Kopfeinheit ist.
Selbst wenn ein Spalt ΔG vorgesehen werden muss, um die Befestigung der Kopfeinheiten 1 an der Befestigungsplatte zu berücksichtigen, können die benachbarten Aufzeichnungskopfeinheiten 1, 1 an der Düsenplatte 2 befestigt werden, wobei die Düsenöffnungsteilung P1 zwischen den Aufzeichnungskopfeinheiten 1, 1 mit der Teilung P0 übereinstimmt, indem der Abstand ΔL etwas vergrößert wird.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des flexiblen Kabels 3, das Antriebssignale zu der Mehrzahl von Aufzeichnungskopfeinheiten leitet. Das flexible Kabel 3 hat eine ausreichende Länge, um die Mehrzahl von Aufzeichnungskopfeinheiten 1, 1, 1, 1, die den Aufzeichnungskopf bilden, zu bedecken, und eine ausreichende Breite, so dass die Enden über die Breite des flexiblen Kabels 3 mit den Verbindungsanschlüssen 38, 39 der Aufzeichnungskopfeinheiten 1, 1, 1, 1 in Kontakt gelangen können. Das flexible Kabel 3 wird nicht nur durch Anordnung einer Mehrzahl von Fenstern 4 in einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Film 41 (Fig. 7), wie einem Polyimidfilm, gebildet, sondern auch durch Befestigen einer Metallfolie 42, wie einer Kupferfolie. Die Fenster 4 ermöglichen, dass die antriebssignalerzeugenden integrierten Halbleitervorrichtungen 5, 5' an dem flexiblen Kabel 3 befestigt werden. Der Film 41 ist so geformt, dass die Anordnungslinien der Verbindungsanschlüsse 38, 39 jeder Aufzeichnungskopfeinheit die äußeren Enden definieren. Ferner sind Fenster 41a, 41a, ... nahe den kurzen Seiten jedes Fensters 4 ausgebildet. Jedes Fenster 41a ermöglicht das Einsetzen von Heizmitteln. Die Heizmittel werden zur direkten Erwärmung der Metallfolie 42 verwendet, wenn zumindest eine Bahn der Leiterbahnen 61 bis 66 (die später beschrieben werden), die als Erdungsleitung dient, entweder direkt an die unteren Elektroden 19, 20 oder an die Verbindungselektroden jeder Aufzeichnungskopfeinheit 1 durch Abtrennen eines Teils des wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Films 41 gelötet ist.
Jedes dieser Fenster 4, 4' ist etwas größer als der Außenumfang der integrierten Halbleitervorrichtung 5, und ist als Durchgangsloch mit einer solchen Größe gebildet, dass ein Spalt zur Bildung von Kontaktkämmen 43a, 43a, ..., 44a, 44a, ..., 45a, 45a, ..., 46a, 46a, ... (Fig. 9 und 10) gewährleistet ist, wobei jeder Kontaktkamm eine ausreichende Länge aufweist, dass er an die Ausgangsanschlüsse 57, 57, ..., 58, 58, ... (Fig. 8) angeschlossen werden kann, die an den langen Seiten der integrierten Halbleitervorrichtung 5 ausgebildet sind.
Andererseits ist ein Verdrahtungsmuster 60 über dem mittleren Bereich gebildet, in die axiale Richtung des flexiblen Kabels 3 gesehen. Das Verdrahtungsmuster 60 enthält eine Drucksignalleitung, eine Antriebsspannungsversorgungsleitung, eine Erdungsleitung und dergleichen, mit den Leiterbahnen 61, 62, 63, 64, 65, 66. Die Leiterbahnen 61 bis 66, welche das Verdrahtungsmuster 60 bilden, bestehen aus einer Kupferfolie mit z. B. einer Dicke von etwa 35 um und einer Breite von etwa 50 um.
Die Metallfolie 42, welche die Leiterbahnen 61 bis 66 bildet, liegt frei, während sie direkt zu den Bereichen des Verdrahtungsmusters 60 um die kurzen Seiten der Fenster 4, 4' verläuft, so dass die Leiterbahnen 61a, 62a, 63a, 64a, 65a, 66a gebildet werden. Die Leiterbahnen 61a bis 66a verlaufen so, dass sie an gleiche Leiterbahnen 61 bis 66 angeschlossen sind, die an dem gegenüberliegenden Ende ausgebildet sind, wobei die Fenster 4, 4' dazwischenliegen. Da keine integrierte Halbleitervorrichtung stromabwärts des zweiten Fensters 4' in diesem Ausführungsbeispiel vorhanden ist, sind die Anforderungen zur Bildung des Verdrahtungsmusters 60 in dem Bereich des Fensters 4' derart, dass die Leiterbahnen nur an die Signaleingangsanschlüsse der zweiten integrierten Halbleitervorrichtung 5' anzuschließen sind. Daher kann der Bereich des Fensters 4' zur Bildung der Kontaktkämme 61b, 62b, 63b, 64b, 65b, 66b verwendet werden.
Ferner sind die obengenannten Kontaktkämme 43a, 43a, ..., 44a, 44a, ..., 45a, 45a, ..., 46a, 46a, ..., die an die Verbindungsanschlüsse 57, 57, 57, ..., 58, 58, 58, ... der integrierten Halbleitervorrichtungen 5, 5' angeschlossen werden können, entlang der benachbarten Längsseiten der Fenster 4, 4' ausgebildet, und diese Kontaktkämme sind mit den Verbindungsanschlussabschnitten 43b, 43b, ... 44b, 44b, ..., 45b, 45b, ..., 46b, 46b, ..., die mit derselben Teilung wie die Verbindungsanschlüsse 37, 38 jeder Aufzeichnungskopfeinheit 1 ausgebildet sind, durch Antriebssignalzuleitungsverdrahtungsmuster 43, 43, ..., 44, 44, ..., 45, 45, ..., 46, 46, ..., verbunden.
Andererseits sind bei der integrierten Halbleitervorrichtung 5, wie in Fig. 8 dargestellt, die Antriebssignalausgangsanschlüsse 57, 57, ..., 58, 58, ..., an den Kantenabschnitten entlang ihrer Längsseiten ausgebildet, und die Signäleingangsanschlüsse 51a, 52a, 53a, 54a, 55a, 56a für Drucksignale und Antriebssignale sind entlang ihrer kurzen Seiten ausgebildet, und ferner ist eine Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen 51b, 51b, ... bis 56b, 56b, ... so ausgebildet, dass sie sich parallel zu ihren Längsseiten erstrecken. Wenn einige dieser Verbindungsanschlüsse 51b, 51b, ... bis 56b, 56b, ... nach Bedarf als Signalanschlüsse ähnlich den Signaleingangsanschlüssen 51a, 52a, 53a, 54a, 55a, 56a ausgebildet sind, können Signale von einer Mehrzahl von Quellen zugeleitet werden, was zu einer erhöhten Zuverlässigkeit beiträgt.
Ferner können Signale und dergleichen, die für gewöhnlich von dem Verdrahtungsmuster innerhalb der integrierten Halbleitervorrichtung übertragen werden, zu vorbestimmten Punkten innerhalb der integrierten Halbleitervorrichtung durch das Verdrahtungsmuster 60 und die Verbindungsanschlüsse 51b bis 56b verteilt werden, wobei das Verdrahtungsmuster 60 an einer externen Stelle ausgebildet ist und einen größeren Querschnittsbereich aufweist als das Verdrahtungsmuster in der Halbleitervorrichtung. Daher ist nur ein minimales Verdrahtungsmuster in der integrierten Halbleitervorrichtung auszubilden, was zu einer Verkleinerung der integrierten Halbleitervorrichtung 5 beiträgt.
Während die integrierten Halbleitervorrichtungen 5, 5' an derartigen vorbestimmten Positionen der Fenster 4, 4' des derart konstruierten flexiblen Kabels 3 eingesetzt werden, wie in Fig. 9 und 10 dargestellt, sind die integrierten Halbleitervorrichtungen 5, 5' mit dem flexiblen Kabel 3 auf folgende Weise durch Befestigung der Kontaktkämme an den Anschlüssen durch eine Lötschicht H verbunden und an diesem befestigt. Die Kontaktkämme 43a, 43a, ... 44a, 44a, ..., 45a, 45a, ..., 46a, 46a, ... entlang den Längsseiten werden an den Anschlüssen 57, 57, ..., 58, 58, ... der integrierten Halbleitervorrichtungen 5, 5' befestigt; die Leiterbahnen 61a bis 66a des ersten Fensters 4, die an den kurzen Seiten freiliegen, werden an den Signaleingangsanschlüssen 51a, 52a, 53a, 54a, 55a, 56a und Verbindungsanschlüssen 51b, 51b, ... bis 56b, 56b, ... der integrierten Halbleitervorrichtungen 5, 5' befestigt; und ferner werden die Kontaktkämme 61b bis 66b des zweiten Fensters 4' befestigt. Dadurch werden die Leiterbahnen 61a bis 66a, die von dem Fenster 4 freigelegt werden, hängend von den Signaleingangsanschlüssen 51a, 52a, 53a, 54a, 55a, 56a und den Verbindungsanschlüssen 51b, 51b, ... bis 56b, 56b, ... der integrierten Halbleitervorrichtung 5 gestützt.
Dann werden zumindest die Leiterbahnen 61a bis 66a, die von den Umfangskanten der integrierten Halbleitervorrichtung 5 und dem Fenster 4 freigelegt werden, mit einem Formungsmaterial M geformt, und das flexible Kabel 3 wird an der integrierten Halbleitervorrichtung 5 befestigt, und die Leiterbahnen 61a bis 66a werden isoliert.
Ferner wird zumindest eine Leiterbahn der Leiterbahnen 61 bis 66, die als Erdungsleitung dient, an den unteren Elektroden 19, 20 der Aufzeichnungskopfeinheit 1 oder an den Verbindungselektroden, die an den unteren Elektroden 19, 20 angeordnet sind, durch das Fenster 41a befestigt. Eine solche Leiterbahn wird eine Lötschicht H angeschlossen.
Das flexible Kabel 3, an dem die integrierten Halbleitervorrichtungen 5, 5' befestigt wurden, wird derart positioniert, dass die befestigten Bereiche der entsprechenden integrierten Halbleitervorrichtungen 5, 5' über zwei Kopfeinheiten 1, 1 reichen und dass die Verbindungsanschlussabschnitte 43b, 43b, ... 44b, 44b, ..., 45b, 45b, ..., 46b, 46b, ..., an beiden Seiten den Verbindungsanschlüssen 38, 39 der entsprechenden Einheiten 1, 1 gegenüberliegen. Dann werden die Verbindungsanschlüsse 38, 39 an die Verbindungsanschlussabschnitte 43b, 43b gelötet.
Wenn in diesem Ausführungsbeispiel ein Drucksignal und Antriebsspannungen an die externe Antriebsschaltung, welche die Anschlüsse 61c bis 66c verbindet, angelegt werden, werden die Antriebssignale und die Antriebsspannungen an die erste antriebssignalerzeugende integrierte Halbleitervorrichtung 5 durch die Leiterbahnen 61 bis 66 des flexiblen Kabels 3 ausgegeben. Diese Antriebssignale und Antriebsspannungen werden zu den Leiterbahnen 61' bis 66' zwischen dem ersten Fenster 4 und dem zweiten Fenster 4' über die Leiterbahnen 61a bis 66a geleitet, die von dem ersten Fenster 4 freigelegt werden, und auch von der zweiten integrierten Halbleitervorrichtung 5' von den Kontaktkämmen 61b bis 66b empfangen.
Die entsprechenden integrierten Halbleitervorrichtungen 5, 5' erzeugen Antriebssignale für die Aufzeichnungskopfeinheiten 1, 1, 1, 1 auf der Basis eines Drucksignals. Diese Antriebssignale werden an die piezoelektrischen Vibratoren 17, 18 der Aufzeichnungskopfeinheiten 1, 1, 1, 1 durch die Anschlüsse 57, 58, die Kontaktkämme 43a bis 46a der integrierten Halbleitervorrichtungen 5, 5' und die Antriebssignalzuleitungsverdrahtungsmuster 43, bis 46 angelegt, so dass die Druckerzeugungskammern 12, 13 entsprechend dem Drucksignal ausgedehnt und zusammengezogen werden, um dadurch Tintentröpfchen aus den Düsenöffnungen 14, 15 auszustoßen.
Obwohl in dem vorangehenden Ausführungsbeispiel ein Beispiel beschrieben wurde, in dem eine Mehrzahl von Aufzeichnungskopfeinheiten verwendet wird, welche die Druckerzeugungskammern durch Biegevibrationen der piezoelektrischen Vibratoren ausdehnen und zusammenziehen, ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung bei einem Bubble-Jet-Aufzeichnungskopf angewendet werden kann, der rechteckig ist und die Anordnung weiterer Aufzeichnungsköpfe neben zwei diametral gegenüberliegenden Seiten ermöglicht.
Obwohl ferner in dem vorangehenden Ausführungsbeispiel ein Beispiel beschrieben wurde, in dem vier Kopfeinheiten zur Bildung eines Aufzeichnungskopfes verwendet werden, ist offensichtlich, dass ein Aufzeichnungskopf durch Anordnung von zwei Köpfen oder mehr gebildet werden kann.
Obwohl ferner die Düsenplatte in dem obengenannten Ausführungsbeispiel als Befestigungsplatte verwendet wird, ist offensichtlich, dass ähnliche Vorteile erreicht werden können, indem eine Mehrzahl von Kopfeinheiten angeordnet und diese Kopfeinheiten auf einer Befestigungsplatte befestigt werden, wobei jede Kopfeinheit eine eigene Düsenplatte hat, so dass Tintentröpfchen von der Kopfeinheit selbst ausgestoßen werden können.
Wie zuvor beschrieben, sind in der vorliegenden Erfindung Fenster und Leiterbahnen in einem flexiblen Kabel ausgebildet, das mit den Aufzeichnungskopfeinheiten verbunden ist. Das heißt, das Fenster ermöglicht die Befestigung von antriebssignalerzeugenden Halbleitervorrichtungen an dem Kabel, und die Leiterbahnen sind nicht nur derart gebildet, dass sie sich im Wesentlichen parallel zueinander in eine Anordnungsrichtung der Aufzeichnungskopfeinheiten erstrecken, sondern auch derart, dass in den Fensterbereichen eine Metallfolie freiliegt, so dass die Metallfolie die Fenster quert und an den unteren Oberflächen der Halbleitervorrichtungen herabhängt, wobei die Metallfolie die Leiterbahnen bildet. Daher können die Leiterbahnen, die ein Drucksignal übertragen, in der Mitte des flexiblen Kabels gebildet werden, ohne eine Umleitung zu bilden oder die Breite zu verringern, unabhängig von der Gegenwart der Fenster, und eine Struktur um den Aufzeichnungskopf kann vereinfacht werden, indem eine Mehrzahl von Aufzeichnungskopfeinheiten mit einem einzigen flexiblen Kabel angetrieben werden kann.

Claims

1. Kopf für einen Druckapparat umfassend:

eine Mehrzahl an Aufzeichnungskopfeinheiten (1), die linear angeordnet sind, wobei jede der Mehrzahl an Aufzeichnungskopfeinheiten (1) eine Düsenöffnung (14, 15), Mittel (12, 13) zum Ausstoßen einer Tinte aus der Düsenöffnung (14, 15) und einen Verbindungsanschluß zum Leiten eines Antriebssignals zu den Ausstoßmitteln umfasst;

eine antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtung (5) mit einer unteren Oberfläche zur Erzeugung des Antriebssignals zum Antreiben der Ausstoßmittel basierend auf einem Drucksignal von dem Druckapparat; und

ein flexibles Kabel (3) zum Liefern des Drucksignals von dem Druckapparat zu der antriebssignalerzeugenden Halbleitervorrichtung (5) und zum Liefern des Antriebssignals, welches durch die antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtung (5) erzeugt wird, über den Verbindungsanschluß zu den Ausstoßmitteln, wobei das flexible Kabel ein Fenster (4) und eine Leiterbahn aufweist, wobei das Fenster (4) erlaubt, die antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtung (5) daran zu befestigen und die Leiterbahn so ausgebildet ist, dass sie sich im wesentlichen parallel zur Anordnungsrichtung der Aufzeichnungskopfeinheiten (1) erstreckt und so in einem Fensterbereich freigelegt wird, dass eine Metallfolie (42), die die Leiterbahn bildet, das fenster (4) travestiert und von der unteren Oberfläche der antriebssignalerzeugenden Halbleitervorrichtung (5) herunterhängt.

2. Kopf gemäß Anspruch 1, wobei die antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtung (5) einen Verbindungsanschluß (51b bis 56b) aufweist und die Leiterbahn, die im Fensterbereich freiliegt, durch den Verbindungsanschluß gestützt wird.

3. Kopf gemäß Anspruch 2, wobei mindestens ein Teil des Verbindungsanschlusses (51b, 56b) mit der antriebssignalerzeugenden Halbleitervorrichtung (5) elektrisch verbunden ist.

4. Kopf gemäß Anspruch 1, wobei ein Fenster nahe am Fenster (4) ausgebildet ist und es ermöglicht, dass die antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtung (5) daran befestigt ist, wobei das erstere Fenster dazu dient, beide Oberflächen der Metallfolie (42) offenzulegen.

5. Kopf gemäß Anspruch 1, wobei der Kopf mehrere antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtungen (5) aufweist und das flexible Kabel (3) mehrere Fenster (4) zum Empfang der jeweiligen antriebssignalerzeugenden Halbleitervorrichtungen (5) aufweist.

6. Tintenstrahlaufzeichnungskopf umfassend:

eine Mehrzahl an Aufzeichnungskopfeinheiten (1), die linear angeordnet sind, wobei jede der Mehrzahl an Aufzeichnungskopfeinheiten (1) eine Düsenöffnung (14, 15), eine Druckerzeugungskammer (12, 13), welche mit der Düsenöffnung (14, 15) in Verbindung steht, Druckerzeugungsmittel (17, 18) zum Ausüben von Druck in der Druckerzeugungskammer (12, 13) und einen Verbindungsanschluß zum Liefern eines Antriebssignals zu den Druckerzeugungsmitteln (17, 18), umfasst;

eine antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtung (5) die eine untere Oberfläche zur Erzeugung des Antriebssignals zum Antrieb der Druckerzeugungsmittel basierend auf einem Drucksignal von einer externen Quelle umfasst; und

ein flexibles Kabel (3) zum Liefern des Drucksignals von einer externen Antriebsschaltung zu der antriebssignalerzeugenden Halbleitervorrichtung (5) und zum Liefern des Antriebssignals, welches von der antriebssignalerzeugenden Halbleitervorrichtung (5) erzeugt wurde, zu den Druckerzeugungsmitteln, und zwar während der Verbindung mit dem Verbindungsanschluß, wobei

das flexible Kabel (3) ein Fenster (4) und eine Leiterbahn aufweist, wobei das Fenster (4) erlaubt, die antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtung (5) daran zu befestigen und die Leiterbahn so gebildet ist, dass sie sich im wesentlichen parallel zur Anordnungsrichtung der Aufzeichnungskopfeinheiten (1) erstreckt und so in einem Fensterbereich offengelegt wird, dass eine Metallfolie (42), die die Leiterbahn bildet, das Fenster (4) traversiert und von der unteren Oberfläche der Halbleitervorrichtung (5) herunterhängt.

7. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 6, wobei die antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtung (5) einen Verbindungsterminal (51b bis 56b) aufweist und die Leiterbahn, die im Fensterbereich offenliegt, durch den Verbindungsanschluß gestützt wird.

8. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 7, wobei mindestens ein teil des Verbindungsanschlusses (51b bis 56b) mit der antriebssignalerzeugenden Halbleitervorrichtung (5) elektrisch verbunden ist.

9. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 6, wobei ein Fenster nahe am Fenster (4) gebildet ist und es damit erlaubt, dass die antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtung (5) daran befestigt ist, wobei das erstere Fenster dazu dient, beide Oberflächen der Metallfolie (42) offenzulegen.

10. Tintenstrahlaufzeichnungskopf gemäß Anspruch 6, wobei der Kopf mehrere antriebssignalerzeugende Halbleitervorrichtungen (5) aufweist und das flexible Kabel (3) mehrere Fenster (4) zum Empfang der jeweiligen antriebssignalerzeugenden Halbleitervorrichtungen (5) aufweist.