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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Herstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Tintenstrahlaufzeichnung ist ein anschlagfreies
Aufzeichnungsverfahren, das fast frei von der Erzeugung von
Lärm während der Aufzeichnung ist, das in der Lage ist, mit
hoher Geschwindigkeit aufzuzeichnen, und das in der Lage ist,
eine Aufzeichnung durchzuführen, ohne daß irgendwelche
speziellen Vorgänge für das Fixieren auf einem gewöhnlichen
Papier erforderlich sind. Von den derzeit bekannten
verschiedenen Aufzeichnungsverfahren ist dieses Verfahren sehr
nützlich. Es wurden viele verschiedene Vorschläge für dieses
Verfahren gemacht und Verbesserungen wurden an ihm
durchgeführt. Diese Aufwendungen haben zu einigen kommerziell
erwerbbaren Produkten geführt, wohin gegen einige Ideen noch
auf dem Weg zur Kommerzialisierung sind.
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Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren ist eines, bei dem
Tintentröpfchen durch verschiedene Mechanismen ausgestoßen
werden und auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden, wie
Papier, um eine Aufzeichnung durchzuführen.
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Der Anmelder der vorliegenden Erfindung hat auch einen
Vorschlag eines neuen Verfahrens hinsichtlich einem
Tintenstrahlaufzeichnen gemacht. Dieses neue Verfahren wurde in
der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung No. 118798/1977
vorgeschlagen und dessen grundsätzliches Prinzip wird wie folgt
ausgeführt: Es werden thermische Pulse als Informationssignale
auf die Tinte aufgebracht, die in einem Tintendurchlaß
eingeführt ist, der die Tinte unterbringen kann. Als ein
Ergebnis erzeugt die Tinte ein Dampfbläschen und produziert
eine Betätigungskraft während dessen Anwachsen und
Zusammenziehen. Diese Kraft bewirkt, daß die Tinte als
Tröpfchen aus den Öffnungen ausgestoßen wird, die mit dem
Tintendurchlaß in Verbindung stehen, wonach die Tröpfchen auf
einem Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden, um ein
Aufzeichnen durchzuführen.
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Dieses Verfahren sieht die Öffnungen in einer hohen Dichte vor,
einem Vielfach-Feld Layout, das leicht für ein
Hochgeschwindigkeitsauf zeichnen, ebenso wie für ein farbiges
Aufzeichnen angepaßt ist. Zusätzlich ist das Gerät, das bei
diesem Verfahren verwendet wird, in der Konstruktion einfacher
als herkmmliche Gerte. Somit kann ein Aufzeichnungskopf in
der Größe als eine Gesamtheit reduziert werden und ist für die
Massenproduktion geeignet. Dieses Verfahren kann auch einfach
einen Aufzeichnungskopf für einen breiten Bereich
bereitstellen, in dem viele Öffnungen angeordnet sind, indem
der Vorteil von bemerkenswerten IC-Technologien und
mikroskopischer Verarbeitungstechniken und ein Anwachsen der
Zuverlässigkeiten im Halbleiterbereich verwendet wird. Somit
hat das Verfahren einen breiten Anwendungsbereich.
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Wie in Fig. 1 gezeigt ist und in der EP-A-0 419 193 offenbart
ist, ist der Tintenstrahlufzeichnungskopf zur Verwendung beim
Tintenstrahlufzeichnen aus einem ersten Substrat 101 (im
nachfolgendem wird darauf als Heizplatte bezug genommen), das
mit elektrothermischen Wandlerelementen ausgestattet ist, und
aus einem zweiten Substrat 102, das Nuten zur Bildung einer
Flüssigkeitskammer zur Unterbringung der Tinte hat, und
Tintendurchlässe durch Verbindung des ersten Substrats 101 mit
dem zweiten Substrat 102, zusammengesetzt. Das zweite Substrat
102 hat eine integrierte Öffnungsplatte 104, die die
Tintenausstoßöffnungen 109 enthält, das heißt, Öffnungen, die
mit den Tintendurchlässen in Verbindung stehen (im
nachfolgendem wird auf das zweite Substrat als genutete
Deckplatte bezug genommen).
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Die Heizplatte 101 ist unter Verwendung eines Klebers an einer
Stützbasisplatte 103 angeklebt und befestigt. Die genutete
Deckplatte 102 ist mit der Heizplatte 101 in einer solchen Art
und Weise verklebt, daß die elektrothermischen Wandlerelemente,
die auf der Heizplatte 101 angeordnet sind, mit den Nuten für
die Tintendurchlässe, die in der genuteten Deckplatte 102
ausgebildet sind, übereinstimmen. Die Öffnungsplatte 104 der
genuteten Deckplatte 102 ist so angeordnet, um nach vorne und
nach unten wie eine Schürze von einer vorderen Endoberfläche
der Stützbasisplatte 103 vorzustehen.
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Nuten 103A sind in einem Teil des Bereichs der Stützbasisplatte
103 ausgebildet, der durch die Öffnungsplatte 104 abgedeckt
ist, genauer gesagt, in dem Bereich, der durch die rechten und
linken Endabschnitte der Öffnungsplatte 104 abgedeckt ist.
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Die Tinte wird von einem Tintenzuführelement 105 durch eine
Tintenzuführöffnung 102a, die in einem oberen Abschnitt der
genuteten Deckplatte 102 vorgesehen ist, angeliefert. Das
Tintenzuführelement 105 hat eine vorstehende Stange und ist
durch Einsetzen dieser vorstehenden Stange in ein
Durchgangsloch, das in der Stützbasisplatte 103 vorgesehen ist
und durch thermisches Verschweißen des Durchgangslochs an der
Stützbasisplatte 103 befestigt.
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Die Spalte 110a und 110b zwischen dem Tintenzuführelement 105
und der Heizplatte 101, und zwischen dem Tintenzuführelement
105 und der genuteten Deckplatte 102, ebenso wie eine
Verbindungsfläche mit einem winzigen Spalt zwischen der
Öffnungsplatte 104 und der vorderen Endoberfläche der
Stützbasisplatte 103, die mit einem Klebstoff abgedichtet
werden soll, bilden einen Kleberaum, der mit einer dichtenden
Zusammensetzung von oberhalb des Tintenzuführelementes 105
durch die Nuten 103A eingefüllt wird.
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Der Tintenstrahlufzeichnungskopf, wie er vorstehend
beschrieben wurde, hat mehrere Probleme bei der Produktion, wie
nachfolgend aufgeführt wird.
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1) in Fig. 1 hat die Verbindungsfläche zwischen der
Öffnungsplatte 104 und der vorderen Endoberfläche der
Stützbasisplatte 103 einen so kleinen Spalt, daß es der
dichtenden Zusammensetzung oftmals nicht gelingt, den Spalt,
insbesondere dessen zentralen Abschnitt, in einer ausreichenden
Menge zu erreichen. Um dieses Problem zu vermeiden war es eine
übliche Praxis, die Viskosität der dichtenden Zusammensetzung
zu senken. Das senken ihrer Viskosität bewirkt jedoch, daß die
dichtende Zusammensetzung aus Bohrungen austritt, die in der
Stützbasisplatte 103 vorgesehen sind, das heißt, aus einem
Montageloch für eine Druckfeder, die montiert werden soll, um
für einen engen Kontakt zwischen dem zweiten Substrat 102 mit
den Tintendurchlässen und der Heizplatte 101 zu sorgen, und aus
einem Loch zum Einsetzen einer Tintenversorgungsleitung des
Tintenzuführelements 105 zum liefern der Tinte von einem
Tintentank, ebenso wie aus einem Spalt in einem hinteren
Abschnitt des Tintenzuführelements 105. Als ein Ergebnis kann
es sein, daß die Menge der dichtenden Zusammensetzung nicht
ausreichend ist. Darüber hinaus kann ein Vorsprung, der als
Referenzobjekt dient, wenn der Tintenstrahlufzeichnungskopf
auf dem Schlitten montiert wird, mit der dichtenden
Zusammensetzung beschichtet wird, womit die Genauigkeit und
Präzision der Montage verschlechtert wird, wodurch z.B. bewirkt
wird, daß eine Aufzeichnungszeile gekrümmt wird. Desweiteren
kann die dichtende Zusammensetzung in die Öffnungen eindringen
und bewirken, daß die Tinte nicht ausgestoßenwird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Erzeugung eines Tintenstrahlufzeichnungskopfs zu schaffen,
mit dem es möglich ist, eine dichtende Zusammensetzung in
befriedigender Art in einen Verbindungsbereich zwischen den
jeweiligen Bauteilen einzufüllen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Weitere Verbesserungen sind Gegenstand der beigefügten
abhängigen Ansprüche.
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Fig. 1 ist eine vereinfachte Frontansicht eines Beispiels eines
herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungskopfs.
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Fig. 2 ist eine vereinfachte Schnittansicht, die ein
Ausführungsbeispiel des vorliegenden
Tintenstrahlufzeichnungskopfs gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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Fig. 3 ist eine vereinfachte Frontansicht, die die
Tintenausstoßauslaßseite zeigt, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist.
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Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer
Stützbasisplatte zeigt, die den Tintenstrahlufzeichnungskopf
gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Die Figuren 5A bis 5D sind perspektivische Ansichten, die
andere Beispiele einer Stützbasisplatte zeigen, die den
Tintenstrahlufzeichnungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung
bilden.
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Fig. 6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des
Tintenstrahl auf zeichnungskopfs gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Fig. 7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines
Beispiels einer Tintenstrahlkartusche, auf die die vorliegende
Erfindung angewendet wurde.
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Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht einer
Tintenstrahlkartusche, auf die die vorliegende Erfindung
angewendet wurde.
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Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintentanks der
Tintenstrahikartusche, gesehen von der Seite, von der der
Tintenstrahlufzeichnungskopf montiert wird.
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Fig. 10 ist eine Draufsicht, die die Art und Weise zeigt, in
der die Tintenstrahlkartusche auf den Schlitten des
Aufzeichnungsgerätekörpers montiert wird.
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Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht, die ein
Tintenstrahlufzeichnungsgerät zeigt, auf das die vorliegende
Erfindung angewandt wurde.
Ausführungsbeispiel 1
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Fig. 2 ist eine vereinfachte Schnittansicht, die ein
Ausführungsbeispiel des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs gemäß
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Fig. 3 ist eine vereinfachte Frontansicht der Öffnungsseite des
Tintenstrahlufzeichnungskopfs, wie er in Fig. 2 gezeigt ist.
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Fig. 4 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht, die ein
Beispiel der Stützbasisplatte zeigt, die den
Tintenstrahlufzeichnungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren 2, 3 und 4 wird das
Ausführungsbeispiel des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs, auf den
die vorliegende Erfindung angewandt wurde, beschrieben.
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Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein
Tintenstrahlufzeichnungskopf aus einer Heizplatte 101, die mit
elektrothermischen Wandlerelementen ausgerüstet ist, und aus
einem zweiten Substrat 102, das mit der Heizplatte 101
verbunden ist, um Ausnehmungen und Vorsprünge, die eine
Flüssigkeitskammer 107 bilden, in der eine Tinte untergebracht
ist, und Tintendurchlässe 108 zu erzeugen, zusammengesetzt. Das
zweite Substrat 102 hat eine Öffnungsplatte 104 integriert, die
Öffnungen 109 enthält, die mit den Tintendurchlässen 108 zum
Ausstoßen der Tinte in Verbindung stehen (im nachfolgenden wird
auf das zweite Substrat als genutete Deckplatte bezug
genommen).
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Die Heizplatte 101 ist unter der Verwendung eines Klebstoffs an
einer Stützbasisplatte 103 befestigt. Die genutete Deckplatte
102 ist in einer solchen Art und Weise mit der Heizplatte 101
verbunden, daß die elektrothermischen Wandlerelemente, die auf
der Heizplatte 101 angeordnet sind, mit den Tintendurchlässen
108 der genuteten Deckplatten 102 übereinstimmen. Die
Öffnungsplatte 104 der genuteten Deckplatte 102 ist so
angeordnet, um nach vorne und nach unten wie eine Schürze von
einer vorderen Endoberfläche der Stützbasisplatte 103
vorzustehen.
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Die Tinte wird von einem Tintenzuführelement 105 durch eine
Tintenzuführöffnung 102a, die in einem oberen Abschnitt der
genuteten Deckplatte 102 vorgesehen ist, angeliefert. Das
Tintenzuführelement 105 hat eine vorstehende Stange (nicht
gezeigt) und wird durch Einsetzen dieser vorstehenden Stange in
ein Durchgangsloch, das in der Stützbasisplatte 103 vorgesehen
ist, und durch thermisches Verschweißen des Durchgangslochs an
der Stützbasisplatte 103 befestigt.
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Die Spalte 110a und 110b (siehe Fig. 7) zwischen dem
Tintenzuführelement 105 und der Heizplatte 101 und zwischen dem
Tintenzuführelement 105 und der genuteten Deckplatte 102,
ebenso wie eine Verbindungsfläche mit einem winzigen Spalt
zwischen der Öffnungsplatte 104 und der vorderen Endoberfläche
der Stützbasisplatte 103, die mit einem Klebstoff gedichtet
werden soll, werden als ein Klebstoffraum mit einer dichtenden
Zusammensetzung gefüllt.
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Ein benachbarter Bereich der Öffnungsplatte 104, der den
Tintenstrahlufzeichnungskopf bildet, hat eine- Dicke von
ungefähr 30 bis 40 µm, jedoch wird er wünschenswerterweise zu
einem unteren Abschnitt der Stützbasisplatte 103 hin dicker und
hat in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Dicke von
0,2mm.
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In Anbetracht der Kosten und der Tintenwiderstandfähigkeit der
Materialien können thermoplastische Harze wie Polyimide,
Polyätherketone oder Polysulfon als Beispiele für Materialien
für die genutete Deckplatte 102, die die Öffnungsplatte 104
hat, genannt werden.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurden Polysulfone mit
einem geringen Betrag an Wärmedeformation bei hohen
Temperaturen verwendet.
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In Fig. 3 stellt der schraffierte Abschnitt den Bereich dar,
der mit der dichtenden Zusammensetzung gefüllt ist. Wie in Fig.
4 veranschaulicht ist, hat die Stützbasisplatte 103 Nuten 103A,
die an den rechten und linken Endabschnitten des Bereichs, über
den die Öffnungsplatte hängt, ausgebildet, und ebenso hat sie
Nuten 103B, die innerhalb einer Fläche ausgebildet sind, wo die
Heizplatte 101 verklebt werden soll und die sich hinter diese
Fläche erstrecken. Die Nut 103B ist 0,5 mm breit, 0,5 mm tief
und 1 mm in der Abmessung hinter dem Bereich. Die Dicke des
Klebstoffs beträgt 0,4 mm, so daß der Klebstoff, der für die
Heizplatte 101 verwendbar ist, die Nut 103B nicht auffüllt.
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Die Nut 103B ist nicht auf diese Größe beschränkt und kann von
jeglicher Größe sein, die eine vollständiges
zufriedenstellendes Dichten mit dem Klebstoff erlaubt. Die
Heizplatte 101 ist unter Verwendung des Klebstoffs auf der
Stützbasisplatte 103 befestigt und die genutete Deckplatte 102
ist auf der Heizplatte 101 so befestigt, daß die
elektrothermischen Wandlerelemente, die auf der Heizplatte 101
angeordnet sind, und die Tintendurchlsse 107 der genuteten
Deckplatte 102 zueinander ausgerichtet sein können. Die
genutete Deckplatte 102 hat die Öffnungsplatte 104 und die
Öffnungsplatte 104 ist wie eine Schürze vor der vorderen
Endoberfläche der Stützbasisplatte 103 angeordnet. Das
Tintenzuführelement 105 wird durch Einsetzen einer vorstehenden
Stange (nicht gezeigt), die in dem Tintenzuführelement 105
vorgesehen ist, in ein Durchgangsloch, das in der
Stützbasisplatte 103 vorgesehen ist, und durch thermisches
Verschweißen des Durchgangslochs an der Stützbasisplatte 103
befestigt. In diesem Fall werden gleichmäßige Spalte 110a und
110b zwischen der Öffnungsplatte 104 und dem
Tintenzuführelement 105 ausgebildet. In diesem
Ausführungsbeispiel liegen die Spalte 110a und 110b in dem
Bereich von 0,1 bis 0,2 mm.
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Die dichtende Zusammensetzung wird durch eine Gießöffnung
(nicht gezeigt) in einem oberen Abschnitt des
Tintenzuführelements 105 eingegossen, wodurch ein Drahtbonding
zur Übertragung von elektrischen Signalen abgedichtet wird und
gleichzeitig die Spalten 110a und 110b zwischen der
Öffnungsplatte 104 und dem Tintenzuführelement 105 abgedichtet
werden. Anschließend strömt die dichtende Zusammensetzung durch
die Nuten 103A und 103B die in der Stützbasisplatte 103
vorgesehen sind, und dichten die Spaltflächen zwischen der
Öffnungsplatte 104 und der vorderen Endoberfläche der
Stützbasisplatte 103 vollständig ab. Das heißt, der in Fig. 3
gezeigte schraffierte Abschnitt ist mit der dichtenden
zusammensetzung gefüllt. Die dichtende zusammensetzung ist in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein zweiteiliger sich
setzender Polyurethanklebstoff, der den Eintritt von wenig Luft
in die Flüssigkeitskammer 107 zuläßt und der für das Dichten
des Drahtbondings wie vorstehend beschrieben geeignet ist.
Seine verfügbare Viskosität liegt im Bereich von 3 000 bis 7
000 cps und beim Herstellen der Viskosität wird ein höherer
Wert eingestellt, als derjenige aus dem Stand der Technik.
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Die Nut 103B, die in der oberen Seite der Stützbasisplatte 103
ausgebildet ist, kann im Falle einer Massenproduktion
pressgeformt werden. Eine Vielzahl an Nuten 103B kann
ausgebildet werden und in diesem Fall können diese Nuten
parallel oder in einer radialen Form angeordnet sein. Die
Gestalt dieser Nut kann quadratisch oder halbrund-im
Querschnitt sein. Die Figuren 5A bis 5D zeigen Beispiele ihrer
Gestalt. Unabhängig von der Anzahl und der Form der Nuten 103B
ist es notwendig, das Verfahren zum Aufbringen des Klebstoffs
für die Heizplatte 101, die Dicke des Klebstoffs, etc. zu
bestimmen, so daß der Klebstoff diese Nuten nicht auffüllt.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Lieferung der
dichtenden Zusammensetzung in diejenige Spalte durch die Nuten,
die in der Stützbasisplatte 103 unterhalb der Heizplatte 101
erleichtert werden, in Bezug zu der Abdichtung der Spalte
zwischen der vorderen Endoberfläche der Stützbasisplatte und
dem Öffnungsplattenbereich. Somit kann die Verwendung einer
hochviskosen dichtenden Zusammensetzung in der vorliegenden
Erfindung erreicht werden.
Ausführungsbeispiel 2
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Fig. 6 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des
Tintenstrahlufzeichnungskopfs gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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In Fig. 6 bezeichnen die Bezugszeichen 1105a, 1105b und 1105c
elektrothermische Wandlerelemente, die an vorbestimmten
Positionen der Heizplatte 1102 vorgesehen sind. Die Heizplatte
1102 ist auf einem Stützbauteil 1101 vorgesehen. Ein
Deckplattenbauteil 1103 ist aus einer integrierten Kombination
einer Öffnungsplatte 1103A, wo Öffnungen 1106a, 1106b und 1106c
offen sind, und einer Deckplatte 1103B, wo die Nuten für die
Tintendurchlässe und eine gemeinsame Flüssigkeitskammer
vorgesehen sind, gebildet.
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Ein Tintenstrahlufzeichnungskopf wir durch Verbinden des
Deckplattenbauteils 103 mit der Heizplatte 1102 unter
Verwendung von Klebstoffen 1104a und 1104b gebildet. Die
Verbindung des Deckplattenbauteils 1103 und der Heizplatte 1102
erfordert, daß diese Bauteile paßgenau sind.
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Die Figuren 7 bis 11 sind erläuternde Ansichten zur
Veranschaulichung einer Tintenstrahleinheit (IJU-), eines
Tintenstrahlkopfs (IJH), eines Tintentanks (lT), einer
Tintenstrahikartusche (IJC), eines
Tintenstrahlufzeichnungsgerätekörpers (IJRA) und eines
Schlittens (HC), die für die Anwendung der vorliegenden
Erfindung bevorzugt werden, und der Beziehungen dieser einen
Teil bildenden Bauteile untereinander. Jeder Komponentenaufbau
wird unter Bezugnahme auf diese Zeichnungen beschrieben.
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Die Tintenstrahikartusche (IJC) in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel hat, wie von der perspektivischen Ansicht
der Fig. 8 aus gesehen, eine große Kapazität zum Unterbringen
der Tinte und sie hat eine solche Gestalt, daß ein vorderer
Endabschnitt der Tintenstrahleinheit IJU leicht von der
vorderen Seite des Tintentanks IT vorsteht. Diese
Tintenstrahlkartusche IJC ist durch eine Positioniervorrichtung
und einen elektrischen Kontakt (der später beschrieben werden
soll) des Schlittens HC (Fig. 10), der auf dem
Tintenstrahlaufzeichnungsgerätekörper IJRA verlegt ist,
befestigt und gelagert. Die Tintenstrahlkartusche IJC ist auch
vom Wegwerftyp, der von dem Schlitten HC abnehmbar ist. Die
Figuren 7 bis 11 zeigen Konstruktionen, auf die eine Anzahl an
neuen Techniken, die während der Verwirklichung der
vorliegenden Erfindung erzielt wurden, angewandt wurden. Der
gesamte Aufbau der vorliegenden Erfindung wird zusammen mit
einer kurzen Erläuterung dieser Konstruktionen beschrieben.
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(i) Konstruktion der Tintenstrahleinheit IJU
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Die Tintenstrahleinheit IJU ist eine Einheit eines
Tintenstrahlgerätes, bei dem ein elektrothermisches
Wandlerelement thermische Energie erzeugt, um ein Filmsieden in
der Tinte zu produzieren, zur Durchführung der Aufzeichnung in
Reaktion auf die Eingabe eines elektrischen Signals.
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In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 1150 eine Heizplatte,
die aus elektrothermischen Wandlerelementen zusammengesetzt
ist, die in einer Feldgeometrie auf einem Silikonsubstrat
-angeordnet sind, und aus einer elektrischen Verdrahtung, die
aus Aluminium hergestellt ist, die eine elektrische Leistung an
die elektrothermischen Wandlerelemente liefert, wobei die einen
Teil bildenden Elemente durch eine filmerzeugende Technologie
erzeugt werden. Das Bezugszeichen 1250 bezeichnet ein
Schaltungssubstrat, das mit der Heizplatte 1150 verbunden ist
und eine Verschaltung entsprechend der Verschaltung der
Heizplatte 1150 ausbildet (diese Verschaltungen sind
beispielsweise durch Drahtbonden miteinander verbunden) und mit
Gliedern 1201, die an einem Endabschnitt der Verschaltung
angeordnet sind, zur Aufnahme elektrischer Signale von dem
Gerätekörper.
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Das Bezugszeichen 1300 bezeichnet eine genutete Deckplatte, die
mit Trennwänden zur Ausbildung einzelner Tintendurchlässe und
einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer zum Unterbringen der Tinte
versehen ist, um die Tinte jedem Tintendurchlaß usw.
zuzuführen. Die genutete Deckplatte 1300 ist ein einstückig
geformtes Produkt, das aus einer Behälteröffnung 1500 zur
Aufnahme der von dem Tintentank IT gelieferten Tinte besteht
und das die Tinte in die gemeinsame Flüssigkeitskammer
einführt, und aus einer Öffnungsplatte 400, die eine Vielzahl
an Tintenausstoßauslässen hat, entsprechend den jeweiligen
Tintendurchlässen. Obwohl das bevorzugte Material für das
einstückig geformte Produkt Polysulfon ist, kann irgendeine
andere Art von Gießharz akzeptabel sein.
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Das Bezugszeichen 350 bezeichnet ein Stützelement, das aus
einem Metall hergestellt ist, das die umgekehrte Seite das
Schaltungssubstrats 1250 durch seine flache Seite tr;gt und das
einen Boden der Tintenstrahleinheit bildet. Das Bezugszeichen
500 bezeichnet eine Druckfeder, die wie ein Buchstabe M geformt
ist. Die Druckfeder 500 drückt die gemeinsame
Flüssigkeitskammer, wobei die Mitte der Druckfeder leicht eine
Gestalt des Buchstabens M hat, und zur selben Zeit drückt ihr
Schürzenabschnitt 1501 einen Abschnitt des Tintendurchlasses,
vorzugsweise einen Bereich in der Umgebung des Austoßauslasses,
mit einem linearen Druck, der erzeugt wird, wenn eine Kraft an
dem Schürzenabschnitt 1501 konzentriert wird. Beine der
Druckfeder 500 dringen durch Löcher 3121 des Stützbauteus 350
und sind in der Rückseite des Stützbauteils 350 so befestigt,
daß die Heizplatte 1150 und die Deckplatte 1300 zwischen der
Druckf eder 500 und dem Stützbauteil 350 gehalten werden. Das
heißt, die Heizplatte 1150 und die Deckplatte 1300 können durch
eine Rückprallkraft, die mit der Druckfeder 1510 und deren
Schürzenabschnitt 1501 erzeugt wird, miteinander befestigt und
kontaktiert werden.
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Das Stützbauteil 350 hat Positionierlöcher 1312, 1900 und 2000,
in die der Positioniervorsprung 1012 und die Vorsprünge 1800,
1801 zur Positionierung und Abstützung durch Wärmeschmelzen
jeweils eingesetzt werden. Diese Vorsprünge 1012, 1800 und 1801
sind auf dem Tintentank IT vorgesehen. Das Stützbauteil 350 hat
Vorsprünge 2500 und 2600 zum Positionieren des Schlittens HC
des Gerätekörpers IJRA in dessen Rückseite. Zusätzlich hat das
Stützbauteil 350 eine Bohrung 1320, durch die eine
Tintenversorgungsleitung 2200 (die später offenbart werden
soll), die in der Lage ist, Tinte von dem Tintentank IT zu
liefern, eingesetzt wird. Die Montage des Schaltungssubstrats
1250 auf das Stützbauteil 350 wird durch Bonden mit einem
Klebstoff oder dergleichen durchgeführt. Konkave Abschnitte
2400a und 2400b des Stützbauteils 350 sind jeweils in der
Umgebung der Positioniervorsprünge 2500 und 2600 vorgesehen. In
der zusammengebauten Tintenstrahlkartusche IJC (siehe Fig. 8)
sind die konkaven Abschnitte 2400a und 2400b auf der
Verlängerungslinie von dem Scheitelpunktabschnitt der
Aufzeichnungskopfeinheit IJU angeordnet, von der drei Seiten
durch einen Abschnitt gebildet werden, der eine Vielzahl an
parallelen Nuten 3000 und 3001 hat. Deshalb macht es der
konkave Abschnitt 2400 möglich, einen ungünstigen Staub- und
Tintenschlamm von den Vorsprüngen 2500 und 2600 fern zu halten.
Wie in Fig. 10 zu sehen ist, bildet ein Abdeckbauteil 800, auf
dem die parallelen Nuten 3000 ausgebildet sind, eine Außenwand
der Tintenstrahlkartusche IJC und bildet einen Raum zur
Unterbringung der Tintenstrahleinheit IJU zusammen mit dem
Tintentank. Ein Tintenversorgungsbauteil 600, das andere
parallele Nuten 3001 hat, enthält eine Tintenleitung 1600, die
als ein Ausleger angeordnet ist, wobei ihr eines befestigte
Ende auf der Seite der Tintenversorgungsleitung 2200 ist und
mit der Tintenversorgungsleitung 2200 verbunden-ist. Ein
Dichtungszapfen 602 ist in die Tintenleitung 1600 eingesetzt,
zum Sicherstellen einer Kapillarwirkung zwischen dem
befestigten Ende der Tintenleitung 1600 und der
Tintenversorgungsleitung 2200. Zusätzlich bezeichnet ein
Bezugszeichen 601 eine Dichtung zur Abdichtung eines
Verbindungsabschnittes zwischen dem Tintentank IT und der
Tintenversorgungsleitung 2200. Zusätzlich bezeichnet ein
Bezugszeichen 700 einen Filter, der an dem Endabschnitt der
Tintenversorgungsleitung 2200 auf der Seite des Tintentanks IT
plaziert ist.
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Da das Tintenversorgungsbauteil 600 gußgeformt ist, wird es
unter niedrigen Kosten erhalten und mit einer
Positionsgenauigkeit vollendet, womit die Genauigkeit und
Präzision der Produktion des Tintenversorgungsbauteils 600
anwächst. Desweiteren ist es infolge der Auslegerkonstruktion
der Tintenleitung 1600 möglich, einen stabilen Zustand beim
Druckschweißen der Tintenleitung 1600 des
Tintenversorgungsbauteils 600 auf die Behälteröffnung 1500 in
Massenproduktion in dem Tintenversorgungsbauteil 600 zu halten.
In diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, einen perfekten
Tintenstrompfad ohne Leckage nur durch Gießen eines dichtenden
Klebstoffes von der Tintenversorgungsbauteilsseite unter den
Druckschweißbedingungen sicherzustellen. Das Befestigen des
Tintenversorgungsbauteils 600 an dem Stützbauteil 350 wird
leicht durch Einsetzen von Zapfen (nicht gezeigt) an der
Rückseite des Tintenversorgungsbauteils 600 in Löcher 1901,
1902 des Stützbauteils 350 und durch Bonden der vorstehenden
Abschnitte der Zapfen mit der Rückseite des Stützbauteils 350
durch ein Wärmeschmelzverfahren durchgeführt. Diese
wärmegebondeten leichten Vorsprünge der Zapfen werden in einem
relevant konkaven Abschnitt (nicht gezeigt) auf der
Seitenoberfläche des Tintentanks IT gehalten, wo die
Tintenstrahleinheit IJU montiert wird. Somit ist die
Positionierseite der Tintenstrahleinheit IJU korrekt an dem
Tintentank IT befestigt.
(ii) Konstruktion des Tintentanks IT
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Der Tintentank IT ist aus einem Kartuschenkörper 1000, einem
Tintenabsorber 900 und einer Abdeckplatte 1100 zusammengesetzt.
Die Abdeckplatte 1100 wird dazu verwendet, den Tintenabsorber
900 nach dem Einsetzen des Tintenabsorbers 900 in den
Kartuschenkörper 1000 von der gegenüberliegenden Seite des
Kartuschenkörpers 1000 zu seiner Oberfläche, wo die
Tintenstrahleinheit IJU montiert ist, abzudichten.
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Der Tintenabsorber 900 wird dazu verwendet, mit Tinte benetzt
zu werden und wird in dem Kartuschenkörper 1000 plaziert. Das
Bezugszeichen 1200 bezeichnet eine Tintenversorgungsöffnung zur
Lieferung von Tinte zur Tintenstrahleinheit IJU, die die
vorstehend erwähnten Komponenten 100 aufweist, durch das
Tintenversorgungsbauteil 600. Zusätzlich wird die Öffnung 1200
als ein Einlaß für das Eingießen von Tinte in den Absorber 900
verwendet und zum Benetzen mit Tinte, vor dem Anordnen der
Tintenstrahleinheit IJU an einem Abschnitt 1010 des
Kartuschenkörpers 10004
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In diesem Ausführungsbeispiel kann die Tinte durch eine Öffnung
in den Tintentank IT geliefert werden, die mit einer
atmosphärischen Luft 1401 oder der Tintenversorgungsöffnung
1200 in Verbindung ist. Jedoch ist es wichtig, Tinte durch die
Tintenversorgungsöffnung 1200 zum Zweck des Tinteneingießens in
den Absorber 900 relativ effizient und gleichmäßig einzugießen.
Der Grund dafür ist, daß der leere Raum in dem Tintentank IT,
der mit Luft gefüllt ist, der aus Rippen 2300 in dem
Kartuschenkörper 1000 und aus Teilrippen 1400 und 2500 der
Abdeckplatte 1100 zusammengesetzt ist, um Tinte effizient von
dem Absorber 900 zu liefern, einen Eckraum belegt, der mit der
Öffnung 1401 in Verbindung ist und der am weitesten von der
Tintenversorgungsffnung 1200 entfernt ist. Diese Art der
Tintenversorgung ist für den praktischen Gebrauch sehr
effektiv. Der Kartuschenkörper 1000 hat vier Rippen, die
parallel zur Bewegungsrichtung des Schlittens sind. Diese vier
Rippen sind auf der Rückseite des Kartuschenkörpers 1000
angeordnet, um zu verhindern, daß der Absorber 900 die
-Rückseite des Kartuschenkörpers 1000 des Tintentanks berührt.
Die Teurippen 2400 und 2500 sind auch auf der Innenseite des
Abdeckbauteils 1100 angeordnet, auf der Verlängerungslinie von
den Rippen 2300 positioniert. Im Gegensatz zu der Rippe 2300
sind die Teilrippen 2400 und 2500 aus vielen kleinen Stücken
zusammengesetzt, so daß ihr Volumen des Leerraums, der mit Luft
gefüllt ist, größer wird, als derjenige von den Rippen 2300.
Die Teilrippen 2500 und 2400 sind über eine Hälfte oder weniger
der gesamten Fläche des Abdeckbauteils 1100 verteilt. Mit
diesen Rippen wird die Tintenströmung von dem Eckbereich des
Tintentanks IT, der von der Tintenversorgungsöffnung 1200 am
weitesten entfernt ist, stabilisiert, so daß die Tinte sicher
von jedem Bereich des Absorbers 900 durch die Kapillarwirkung
in die Tintenversorgungsöffnung 1200 eingeführt werden kann.
Die Öffnung, die mit einer atmosphärischen Luft 1401 in
Verbindung steht, ist ein offenes Loch, das in dem
Abdeckbauteil 1100 zur Verbindung mit dem Inneren der Kartusche
mit der Atmosphäre vorgesehen ist. Das Bezugszeichen 1400
bezeichnet einen Wasserabweiser, der nach innen gerichtet von
der Öffnung, die mit einer atmosphärischen Luft 1401 in
Verbindung steht, angeordnet ist, zur Verhinderung von
Tintenleckagen aus dieser Öffnung 1404.
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Jener Raum des Tintentanks IT, wo die Tinte untergebracht ist,
ist ein rechtwinkliger Quader, dessen längere Seite der Seite
des Tintentanks IT entspricht. Somit ist die Auslegung der
Rippen wie vorstehend beschrieben wirksam, insbesondere in
diesem Fall. Wenn der Tintentank IT seine längere Seite in der
Bewegungsrichtung des Schlittens hat, oder einen kubischen Raum
zum Unterbringen von Tinte hat, kann die Versorgung von Tinte
von dem Tintenabsorber 900 stabilisiert werden, indem die
Rippen auf der gesamten Fläche des Abdeckbauteils 1100
vorgesehen sind. Eine rechtwinklige quaderformige Gestalt ist
geeignet, um soviel Tinte wie möglich in einem begrenzten Raum
unterzubringen. Es ist wichtig, Rippen 2300, 2400 und 2500
vorzusehen. Dies kann den vorstehenden Effekt an zwei
Seitenflächen in der Umgebung der Ecken des Tintentanks IT
erzielen, um die untergebrachte Tinte ohne Verlust für das
Aufzeichnen zu verwenden. Zusätzlich sind die inneren Rippen
des Tintentanks IT in der Dickenrichtung des Tintenabsorbers
900 in einer rechtwinkligen quaderförmigengestalt--fast
gleichmäßig verteilt. Diese Anordnung ist wichtig zum
Ermöglichen, daß ein atmosphärischer Druck gleichmäßig auf die
in dem Tintenabsorber 900 enthaltene Tinte aufgebracht wird, so
daß die Tinte in dem Tintenabsorber 900 aufgebraucht werden
kann, wobei der geringste Betrag an Resttinte verbleibt.
Desweiteren wird das technologische Konzept des Positionierens
der Rippen nachfolgend detailliert beschrieben. Es soll
angenommen werden, daß die Tintenversorgungsöffnung 1200 des
Tintentanks auf der Oberseite der vierseitigen Seite des
rechtwinkligen Quaders vorsteht. Wenn ein kreisförmiger Bogen
mit der Länge der längeren Seite des Tintentanks IT als sein
Radius gezogen wird, als der Mittelpunkt der Position des
Vorsprungs. Hier ist es wichtig, daß die Rippen auf einer Ebene
auswärts des kreisförmigen Bogens so angeordnet werden, daß ein
atmosphärischer Druck schnell auf den Tintenabsorber 900
aufgebracht wird, der auswärts des kreisförmigen Bogens
positioniert ist. Die Öffnung, die mit einer atmosphärischen
Luft 1401 in Verbindung steht, ist nicht auf die Position des
Ausführungsbeispiels beschränkt, solange sie eine
atmosphärische Luft in den Bereich einführen kann, in dem die
Rippen angeordnet sind.
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Zusätzlich ist in diesem Ausführungsbeispiel die Rückseite der
Tintenstrahlkartusche IJC flach gemacht, so daß der
erforderliche Raum, um die Kartusche IJC des Gerätes
einzubauen, minimiert ist, und die Menge an Tinte, die
untergebracht ist, maximiert ist. Als ein Ergebnis wird die
Größe des Gerätes kleiner gemacht und die Austauschhäufigkeit
der Tintenstrahlkartusche kann reduziert werden. Desweiteren
ist ein vorstehender Abschnitt zum Vorsehen der Öffnung, die
mit einer atmosphärischen Luft 1401 in Verbindung steht, unter
Verwendung des hinteren Abschnitts des Raums zur Integration
der Tintenstrahleinheit IJU mit dem Tintentank IT ausgebildet.
Im Inneren des vorstehenden Abschnittes ist ein Hohlraum
ausgebildet, in dem ein Raum 1402 zur Anwendung eines
atmosphärischen Drucks auf die gesamte Dicke des
Tintenabsorbers 900 vorgesehen ist. Durch die vorgenannte
Konstruktion kann eine beispiellose hervorragende
Tintenkartusche geschaffen werden. Der Raum 1402 zum Aufbringen
eines atmosph:rischen Drucks ist ein viel größerer Raum, als
jener eines herkömmlichen Gerätes. Da die Öffnung, die mit
einer atmosphärischen Luft 1401 in Verbindung steht, in ihrer
oberen Seite angeordnet ist, kann der Raum 1402 zeitweise die
Tinte halten, sogar wenn die Tinte zufällig aus dem
Tintenabsorber 900 leckt. Der Raum 1402 kann die Tinte in den
Absorber 900 zuverlässig zurückziehen.
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Eine Konstruktion der Montageseite des Tintentanks IT, an der
die Einheit IJU montiert wird, ist in Fig. 9 gezeigt. Wenn eine
Linie LI genommen wird, um eine gerade Linie zu sein, die durch
den Mittelpunkt des Tintenausstoßauslasses der Öffnungsplatte
400 geht und parallel zur Bodenseite des Tintentanks IT oder
der Referenzebene auf der Oberfläche des Schlittens verläuft,
sind der Vorsprung 1012 zur Übereinstimmung, um mit dem Loch
1312 des Stützbauteils 350 in Eingriff zu sein, auf der Linie
L&sub1;. Die Höhe des Vorsprungs 1012 ist etwas geringer als die
Dicke des Stützbauteils 350 und das Stützbauteil 350 ist im
Bezug zum Vorsprung 1012 positioniert. Auf der
Verlängerungslinie L&sub1;, wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist eine
Sperrklinke 2300 zum in Eingriff bringen mit einer
rechtwinkligen Hakenoberfläche 4002 eines Positionierhakens
4001 angeordnet, der auf dem Schlitten vorgesehen ist. Somit
wird eine Betätigungskraft zum Positionieren der Kartusche auf
einen Oberflächenbereich aufgebracht, der die Linie L&sub1; enthält
und parallel zur Referenzseite ist, wie vorstehend beschrieben
wurde. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 11 erläutert werden soll,
bildet dieses Layout-Verhältnis eine effektive Konstruktion, um
die Genauigkeit der Positionierung nur von dem Tintentank zu
schaffen, äquivalent zu jener Positionierung des
Tintenausstoßauslasses des Tintenstrahlufzeichnungskopfes.
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Zusätzlich ist die Länge der Vorsprünge 1800, 1801, die in die
Löcher 1900, 2000 eingesetzt werden sollen, zum Befestigen des
Stützbauteus 350 an der Seitenoberfläche des Tintentanks IT,
größer als diejenige des Vorsprungs 1012, wie vorstehend
beschrieben wurde. Die Vorsprünge 1800, 1801 werden zur
Befestigung des Stützbauteils 350 auf der Seitenoberfläche des
Tintentanks IT durch Hindurchdringen durchdielöcher 1900,
2000 des Stützbauteils 350 und durch Bonden eines
Endabschnittes der Vorsprünge 1800, 1801 mit dem Stützbauteil
350 durch ein Wärmeschmelzverfahren verwendet. L&sub3; soll eine
gerade Linie sein, die sich senkrecht mit der geraden Linie L&sub1;
schneidet und die an dem Vorsprung 1800 vorbeiläuft und L&sub2; soll
eine gerade Linie sein, die sich senkrecht mit der geraden
Linie L&sub1; schneidet und an dem Vorsprung 1801 vorbeiläuft. Auf
der geraden Linie L&sub3; ist fast der Mittelpunkt der
Tintenversorgungsöffnung 1200, die vorstehend erwähnt wurde,
positioniert, so daß der Vorsprung 1800 zum stabilisieren des
Zustands der Verbindungssituation zwischen der
Tintenversorgungsöffnung 1200 und der Tintenversorgungsleitung
2200 wirkt, um es zu ermöglichen, eine Überlast auf diese
Verbindungssituation zu reduzieren, für den Fall ihres
Herunterfallens und/oder eines Stoßes darauf. Da sich die
geraden Linien L&sub2; und L&sub3; an keinem Punkt schneiden und es
Vorsprünge 1800, 1801 in der Umgebung des Vorsprungs 1012 an
der Seite des Tintenausstoßauslasses des Kopfs IJH gibt, wirkt
ein Verstärkungseffekt zur Positionierung des Kopfs IJH auf den
Tintentank lT. Eine Kurve L&sub4; zeigt eine Position einer
Außenwand des Tintenversorgungsbauteils 600, wenn das Bauteil
600 montiert ist. Da die Vorsprünge 1800, 1801 entlang der
Kurve L&sub4; angeordnet sind, schaffen sie genug hohe Festigkeit
und Dimensionsgenauigkeit durch Aufbringen der Gewichtslast der
Konstruktion an der vorderen Endoberfläche des Kopfs IJH. Das
Bezugszeichen 2700 bezeichnet einen Nasenflansch des
Tintentanks IT, der in ein Loch in einer Frontplatte 4000 des
Schlittens eingesetzt ist, um eine anormale Situation zu
verhindern, in der die Versetzung des Tintentanks extrem groß
wird. Das Bezugszeichen 2101 bezeichnet einen Stopper zum
Verhindern, daß die Kartusche IJC von dem Schlitten HC herunter
rutscht, und ist entsprechend einer Stange (nicht gezeigt) des
Schlittens HC angeordnet. Hit dieser Anordnung dringt der
Stopper 2101 in eine untere Seite der Stange, wenn die
Kartusche IJC durch Drehen auf dem Schlitten montiert wird, wie
später beschrieben wird, so daß die Kartusche IJC ihre Position
beibehält, sogar wenn eine solche zufällig nach oben gerichtete
Kraft zur Entfernung der Kartusche IJC von ihrer normalen
Montageposition auf die Kartusche IJC wirkt.
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Die Einheit IJU ist im Inneren der Kartusche IJC montiert und
wird anschließend mit der Abdeckung 800 verschlossen, so daß
die Einheit IJU durch die Kartusche IJC mit Ausnahme einer
Unterseite der Kartusche IJC umgeben ist. Diese
Unterseitenöffnung befindet sich nahe an dem Schlitten HC, wenn
die Kartusche auf dem Schlitten HC befestigt ist, wodurch
jedoch ein im wesentlichen perfekt geschlossener Raum um die
Einheit IJU herum verwirklicht wird. Dementsprechend steigt die
Temperatur des geschlossenen Raums leicht während einem lang
andauernden kontinuierlichen Gebrauch des Kopfes IJH, obwohl
die Wärme, die von dem Kopf IJH im Inneren dieses geschlossenen
Raums erzeugt wird, als ein Wärmemantel wirksam ist. Deshalb
ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Schlitz 1700 in dem
oberen Deck der Kartusche IJC zur Förderung einer natürlichen
Wärmedissipation von dem Stützbauteil 300 ausgebildet, mit
einer geringeren Breite als jener des geschlossenen Raums. Im
übrigen kann der Schlitz 1700 eine gleichmäßige
Temperaturverteilung in der gesamten Einheit IJU verwirklichen,
unabhängig von der Umgebung zur Verhinderung eines Anstiegs der
Temperatur im Inneren des geschlossenen Raums.
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Durch Zusammenbauen der Kartusche IJC aus dem Tintentank IT und
der Einheit IJU kann die Tinte aus dem Tintentank IT durch die
Tintenversorgungsöffnung 1200, das Loch 1320 des Stützbauteils
350 und einen Einlaß, der auf einer Rückseite des
Versorgungstanks 600 vorgesehen ist, in den
Tintenversorgungstank 600 geleitet werden. Nachdem die Tinte
durch das Innere des Versorgungstanks 600 strömt, fließt die
Tinte durch eine geeignete Versorgungsleitung und den
Tinteneinlaß 1500 der Deckplatte 1300 von dem Tintenauslaß des
Versorgungstanks 600 in die gemeinsame Flüssigkeitskammer. Die
Spalte, die an den Verbindungsabschnitten dieser Komponenten
zur Versorgung von Tinte ausgebildet sind, werden mit einer
Dichtung gefüllt, wie Silikongummi oder Butylgummi zum
Abdichten der Spalte und somit wird eine Tintenzuführroute
gewährleistet.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, bilden das-
Tintenversorgungsbauteil 600, das Einzelmodul der Deckplatte
mit der Öffnungsplatte und der Tintentankkörper 1000 ein
einstückiges geformtes Produkt. Deshalb wird eine hohe
Montagegenauigkeit erhalten und die Qualität der
Massenproduktion wird merklich erhöht. Zusätzlich kann die
Teileanzahl reduziert werden, im Vergleich zu einer
herkömmlichen Montage durch Zusammenbauen der Teile zu einer
einzigen geformten Komponente, womit die exzellenten
gewünschten Merkmale sicher erhalten werden.
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Wie in den Figuren 7 bis 11 gezeigt ist, hat das
Tintenversorgungsbauteil 600 in diesem Ausführungsbeispiel
einen oberen Oberflächenabschnitt 603, der einen Schlitz 5
(siehe Fig, 8) in Bezug zu einem Endabschnitt 4008 des
Dachabschnitts des Tintentanks IT ausbildet, der nach der
Montage in der vorgenannten Art und Weise mit einem Schlitz
1700 versehen ist. Ein anderer Schlitz (nicht gezeigt), ähnlich
zu dem Schlitz 5, ist zwischen einem unteren
Oberflächenabschnitt 604 des Tintenversorgungsbauteils 600 und
einem Kopfseitenendabschnitt 4011 eines dünnen Plattenbauteils
ausgebildet, an dem ein unterer Deckel 800 des Tintentanks IT
durch Bonden verbunden wird. Diese Schlitze zwischen dem
Tintentank IT und dem Tintenversorgungsbauteil 600 dienen nicht
nur dazu, die Wärmedissipation von dem Schlitz 1700 zu erhöhen,
sondern auch, um zu verhindern, daß übermäßige Kräfte, die auf
den Tintentank IT aufgebracht werden, direkt auf das
Versorgungsbauteil 600 oder die Tintenstrahleinheit IJT Einfluß
haben.
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Auf jeden Fall sind die Konstruktionen in diesem
Ausführungsbeispiel wie sie vorstehend erwähnt wurden,
beispiellos und jede von diesen erzeugt unabhängig
bemerkenswerte Effekte und wenn sie miteinander kombiniert
werden bringen sie aufgrund ihrer bedeutenden Elemente
organisierte Effekte hervor.
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(iii) Befestigen der Tintenstrahlkartusche IJC an dem Schlitten
HC
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In Fig. 10 bezeichnet ein Bezugszeichen 5000 eine Andruckwalze
zur Führung eines Aufzeichnungsmediums P von einer unteren
Seite der Zeichnung zu ihrer oberen Seite. Der Schlitten HC
bewegt sich entlang der Andruckwalze 5000. Deshalb hat der
Schlitten HC eine Frontplatte 4000 (mit einer Dicke von 2 mm)
vor der Tintenstrahlkartusche IJC auf der vorwärtsgerichteten
Seite, die der Andruckwalze 5000 gegenüber liegt. Der Schlitten
HC hat auch ein flexibles Blatt 4005, das mit Gliedern 2011
versehen ist, die den Gliedern 1201 auf dem Schaltungssubstrat
1250 der Kartusche IJC entsprechen; eine Trägerplatte 4003 zur
elektrischen Verbindung, die ein Gummipolsterblatt 4007 zur
Erzeugung einer elastischen Kraft zum Anpressen der Rückseite
des flexiblen Blatts 4005 auf die Polster 2011 trägt; und einen
Positionierhaken 4001 zum Halten des IJC in der
Aufzeichnungsposition. Die Frontplatte 4000 hat zwei
Positioniervorsprungsoberflächen 4010, die den vorstehend
erwähnten Positioniervorsprüngen 2500 und 2600 des
Stützbauteils 350 entsprechen. Die Positioniervorstehoberfläche
4010 nimmt einen vertikalen Druck auf, der auf die Oberfläche
4010 gerichtet ist, nachdem die Kartusche IJC in dem Schlitten
HC montiert wurde. Daher hat die Frontplatte 4000 eine Vielzahl
an verstärkenden Rippen (nicht gezeigt), die sich in der
Richtung entgegengesetzt zum vertikalen Druck auf der Seite der
Andruckwalze 5000 erstrecken. Die Rippen bilden auch einen Kopf
für den Schutz eines Vorsprungs, der um etwa 0,1 mm etwas näher
an der Andruckwalze 5000 als die Position der vorderen
Oberfläche ist, L&sub5; der Kartusche IJC im montierten Zustand. Die
Stützplatte 4003 zur elektrischen Verbindung hat eine Vielzahl
an verstärkenden Rippen 4004, die sich in der vertikalen
Richtung zu der verlängerten Richtung der vorstehend erwähnten
verstärkenden Rippen der vorderen Platte 4000 erstrecken. Der
Betrag des Vorsprungs der Rippen 4004 nimmt allmhlich entlang
der Richtung von der Seite der Andruckwalze 5000 zur Seite des
Hakens 4001 ab. Diese Konfiguration der Rippen 4004 ermöglicht
auch, daß die Kartusche IJC geneigt positioniert ist, wenn sie
montiert wird, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Die Abstützplatte
4003 hat die Positionieroberfläche 4006 auf der Hakenseite, um
die elektrische Verbindung zu stabilisieren. Die
Positionieroberfläche 4006 entspricht der oben erwähnten
vorstehenden Oberflche 4010 und übt eine Kraft auf die
Kartusche in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung, in
der die Positioniervorstehoberfläche 4010 auf die Kartusche
wirkt, aus. Die Positionieroberfläche hat auch einen
Polsterkontaktbereich dazwischen ausgebildet und schreibt den
Betrag an Deformation der Polster des gepolsterten Gummiblatts
4007 entsprechend dem Polster 2011 vor. Wenn die Kartusche IJC
einmäl in der Aufzeichnungsposition befestigt ist, berührt die
Positionieroberfläche 4006 die Oberfläche des
Schaltungssubstrats 350. Darüber hinaus sind die Polster 201
des Schaltungssubstrats 350 in diesem Ausführungsbeipiel
symmetrisch in Bezug zu der Linie L&sub1; angeordnet. Deshalb wird
der Betrag an Deformation der Polster auf dem Gummiblatt 4007
gleichmäßig gemacht und ein Kontaktdruck zwischen den Polstern
2011 und 201 wird mehr stabilisiert. Die Polster 201 sind in
diesem Ausführungsbeispiel in einer Matrix angeordnet mit zwei
Mittelreihen, mit zwei oberen Spalten und zwei unteren Spalten.
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Der Haken 4001 hat einen Spalt, der mit einer Fixierwelle 4009
in Eingriff ist. Der Haken 4001 wird von der Position, die in
der Zeichnung gezeigt ist, unter Verwendung eines beweglichen
Raums, der durch den Spalt gebildet wird, im Gegenuhrzeigersinn
gedreht und anschließend parallel zur Andruckwalze 5000 nach
links bewegt, wodurch die Tintenstrahlkartusche IJC auf dem
Schlitten HC positioniert wird. Obwohl jegliche Vorrichtungen
verwendet werden können, um den Haken 4001 in der vorstehenden
Art und Weise zu bewegen, ist ein Bewegungsmechanismus mit
einem Hebel oder dergleichen vorzuziehen. Auf jeden Fall bewegt
sich die Kartusche IJC zu der Andruckwalzenseite in Reaktion
auf die Drehbewegung des Hakens 4001 und zur gleichen Zeit
bewegen sich die Positioniervorsprünge 2500 und 2600 zu der
Position, wo sie mit der Positionieroberfläche 4010 der
Frontplatte in Kontakt gelangen können. In Folge der nach links
gerichteten Bewegung des Hakens 4001 berührt die
Hakenoberfläche 4002 mit einem Winkel von 90 zum Haken 4001
eng die Oberfläche mit einem Winkel von 900 zur Sperrklinke
2100 der Kartusche IJC. Zur gleichen Zeit wird die Kartusche
IJC auf einer horizontalen Ebene um den Kontaktbereich der
Positionieroberflächen 2500 und 4010 gedreht. Als ein Ergebnis
beginnen die Polster 201 und 2011 sich gegenseitig zu berühren.
Wenn der Haken 4001 in einer vorbestimmten Position oder einer
fixierten Position gehalten wird, werden ein perfekter Kontakt
zwischen den Polstern 201 und 2011, ein perfekter
Gesichtskontakt zwischen den Positionieroberflächen 2500 und
4010, ein zwei-Seiten Kontakt zwischen der Oberfläche 4002 mit
einem Winkel von 90º zum Haken und der Oberfläche mit einem
Winkel von 90º zur Sperrklinke und ein Gesichtskontakt zwischen
dem Schaltungssubstrat 350 und der Positionieroberfläche 4006
ausgebildet. Somit ist das Montieren der Kartusche IJC auf dem
Schlitten HC vollendet.
(iv) Überblick über den Gerätekörper.
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Fig. 11 veranschaulicht den Überblick eines
Tintenstrahlufzeichnungsgerätes IJRA, auf den die vorliegende
Erfindung angewendet wird. Eine Führungsspindel 5005 wird über
Zahnräder zur Übertragung einer Antriebskraft 5011, 5009 in
Zusammenwirkung mit der umkehrbaren Rotation eines
Antriebsmotors 5013 reversibel gedreht. Der Schlitten HC, der
mit einer Spiralnut 5004 der Führungsspindel 5005 wälzt, hat
einen Zapfen (nicht gezeigt) und wird entweder in die Richtung
eines Pfeils a oder b bewegt. Das Bezugszeichen 5002 bezeichnet
eine Papierdruckplatte, die ein Papier gegen die Andruckwalze
5000 über einen Bereich entlang der Bewegungsrichtung des
Schlittens HC drückt. Die Bezugszeichen 5007, 5008 bezeichnen
Photokoppler, die die Anwesenheit eines Hebels 5006 des
Schlittens im dem Bereich erfassen, wo die Photokoppler
angeordnet sind. Die Photokoppler dienen als Vorrichtung zum
Erfassen der Ruheposition zum Umschalten der Drehrichtung des
Motors 5013 infolge des Erfassens einer solchen Anwesenheit.
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Das Bezugszeichen 5016 bezeichnet ein Stützbauteil zur
Abstützung eines Kappenbauteils 5022, das die Vorderseite des
Aufzeichnungskopfs abdeckt. Das Bezugszeichen 5015 bezeichnet
eine Saugvorrichtung, um im Inneren des Kappenbauteils 5022
einen Unterdruck zu erzeugen, so daß die Tinte des
Aufzeichnungskopfs durch eine Öffnung 5023 im Kappenbauteil
absorbiert wird. Das Bezugszeichen 5017 bezeichnet ein
Reinigungsblatt. Das Bezugszeichen 5019 bezeichnet ein Bauteil,
um dem Reinigungsblatt 5017 zu ermöglichen, sich nach vorne und
hinten zu bewegen. Das Reinigungsblatt 5017 und das Bauteil
5019 werden durch eine Platte für den Stützkörper 5018
gestützt. Hinsichtlich des Reinigungsblatts 5017 ist klar, daß
ein gut bekanntes Reinigungsblatt auf die vorliegende Erfindung
anwendbar ist. Das Bezugszeichen 5012 bezeichnet einen Hebel
zum Starten eines Absorbiervorgangs durch das Saugbauteil 5015.
Der Hebel 5012 bewegt sich entsprechend der Bewegung einer
Nocke 5020, die mit dem Schlitten HC in Eingriff ist, so daß
eine Antriebskraft von dem Antriebsmotor 5013 durch einen
bekannten Übertragungsmechanismus wie ein Schalten einer
Kupplung auf das Saugbauteil 5015 übertragen wird.
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Diese Abdeck-, Reinigungs und Absorbiervorgänge sind so
konzipiert, daß der gewünschte Vorgang durch die Wirkung der
Führungsspindel 5005 in ihren entsprechenden Positionen
ausgeführt werden kann, wenn der Schlitten zu dem Bereich der
Ruhepositionsseite gekommen ist. Jedoch kann jede Anordnung, in
der der gewünschte Vorgang zu einer geeigneten Zeit
durchgeführt werden kann, auf das vorliegende
Ausführungsbeispiel angewendet werden.
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Die vorliegende Erfindung erreicht einen deutlichen Effekt,
wenn sie auf einen Aufzeichnungskopf oder ein
Aufzeichnungsgerät angewandt wird, der/das eine Vorrichtung zur
Erzeugung thermischer Energie wie elektrothermische Wandler
oder Laserlicht hat und der/das Veränderungen in der Tinte
durch die thermische Energie bewirkt, um Tinte auszustoßen. Der
Grund liegt darin, daß ein solches System eine hohe
Aufzeichnungsdichte und eine hohe Aufzeichnungsauflösung
erzielen kann.
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Eine typische Konstruktion und ein Wirkprinzip davon ist in den
US Patenten Nr. 4 723 129 und 4 740 796 offenbart und es ist
vorzuziehen, dieses Grundprinzip zu verwenden, um ein solches
System zu übernehmen. Obwohl dieses System entweder auf ein
Tintenstrahlaufzeichnungssystem vom Bedarfstyp oder vom
kontinuierlichen Typ angewandt werden kann, ist es insbesondere
für das Gerät vom Bedarf styp geeignet. Der Grund dafür ist, daß
das Gerät vom Bedarf styp elektrothermische Wandler hat, von
denen jeder auf einem Blatt oder einem Flüssigkeitsdurchlaß
angeordnet ist, der Flüssigkeit (Tinte) zurückhält und der wie
folgt funktioniert: Zuerst werden eines oder mehrere
Antriebssignale auf die elektrothermischen Wandler aufgebracht,
um eine thermische Energie entsprechend der
Aufzeichnungsinformation hervorzurufen; zweitens induziert die
thermische Energie einen plötzlichen Temperaturanstieg, der das
Nuklearsieden übersteigt, um das Filmsieden auf den
Heizabschnitten des Aufzeichnungskopfs hervorzurufen; und
drittens wachsen Bläschen in der Flüssigkeit (Tinte)
entsprechend den Antriebssignalen. Unter Verwendung des
Anwachsens und Zusammenfallens der Bläschen wird die Tinte
zumindest von einem der Tintenausstoßöffnungen des Kopfs
ausgestoßen, um eines oder mehrere Tintentröpfchen zu erzeugen.
Das Antriebssignal in der Form eines Pulses ist vorzuziehen,
weil das Anwachsen und Zusammenfallen der Bläschen unmittelbar
und durch diese Form als Antriebssignal geeignet erreicht
werden kann. Als ein Antriebssignal in der Form eines Pulses
sind diejenigen vorzuziehen, die in den US Patenten Nr. 4 463
359 und 4 345 262 beschrieben sind. Zusätzlich ist es
vorzuziehen, daß die Rate des Temperaturanstiegs der
Heizabschnitte wie sie in dem US Patent 4 313 124 beschrieben
wird, übernommen wird, um ein besseres Aufzeichnen zu
erreichen.
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Die US Patente Nr. 4 558 333 und 4 459 600 offenbaren die
nachfolgende Konstruktion eines Aufzeichnungskopfes, der in der
vorliegenden Erfindung verkrpert ist: Diese Konstruktion
umfaßt Heizabschnitte, die auf gebogenen Abschnitten zusätzlich
zu einer Kombination der Ausstoßöffnungen, der
Flüssigkeitsdurchlässe und der elektrothermischen Wandler, die
in den obigen Patenten offenbart sind, angeordnet sind. Darüber
hinaus kann die vorliegende Erfindung auf Konstruktionen
angewandt werden, die in den japanischen
Patentanmeldungsoffenlegungen Nr. 123670/1984und 138461/1984
offenbart sind, um ähnliche Effekte zu erzielen. Die Erstere
offenbart eine Konstruktion, in der ein Schlitz gemeinsam für
alle elektrothermischen Wandler als Ausstoßöffnungen der
elektrothermischen Wandler verwendet wird, und die Letztere
offenbart eine Konstruktion, in der Öffnungen zum Absorbieren
von Druckwellen, die durch die thermische Energie hervorgerufen
werden, entsprechend den Ausstoßöffnungen ausgebildet sind.
Somit kann die vorliegende Erfindung unabhängig von dem Typ des
Aufzeichnungskopfs ein positives und effektives Aufzeichnen
erreichen.
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Die vorliegende Erfindung kann auch auf einen Aufzeichnungskopf
vom sogenannten Vollzeilentyp angewandt werden, dessen Länge
gleich der maximalen Länge quer zum Aufzeichnungsmedium ist.
Ein solcher Aufzeichnungskopf kann aus einer Vielzahl an
Aufzeichnungsköpfen bestehen, die miteinander kombiniert sind,
oder aus einem einstückig angeordneten Aufzeichnungskopf.
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Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung auf verschiedene
Aufzeichnungsköpfe vom seriellen Typ angewandt werden: Ein
Aufzeichnungskopf, der an der Hauptbaugruppe eines
Aufzeichnungsgeräts befestigt ist; ein bequem austauschbarer
Aufzeichnungskopf vom Chiptyp, der, wenn er auf der
Hauptbaugruppe eines Aufzeichnungskopfs montiert ist,
elektrisch mit der Hauptbaugruppe verbunden ist und davon mit
Tinte versorgt wird; und ein Aufzeichnungskopf vom
Kartuschentyp, der ein Tintenreservoir integriert mitumfaßt.
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Es ist desweiteren vorzuziehen, ein Wiederherstellsystem
zuzufügen oder ein vorläufiges Hilfssystem für einen
Aufzeichnungskopf als wesentliches Bauteil des
Aufzeichnungsgerätes, weil sie dazu dienen, die Wirkung der
vorliegenden Erfindung zuverlässiger zu gestalten. Als
Beispiele des Wiederherstellsystems gibt es eine
Kappenvorrichtung und eine Reinigungsvorrichtung für den
Aufzeichnungskopf und eine Druck- oder Saugvorrichtung für den
Aufzeichnungskopf. Als Beispiele des vorläufigen Hilfssystems
gibt es eine vorläufige Heizvorrichtung, die eiektrothermische
Wandler verwendet oder eine Kombination von anderen
Heizelementen und den elektrothermischen Wandlern und eine
Vorrichtung zum Ausführen eines vorläufigen Ausstoßes an Tinte,
unabhängig von dem Ausstoß für die Aufzeichnung. Diese Systeme
sind für ein zuverlässiges Aufzeichnen effektiv.
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Die Anzahl und der Typ der Aufzeichnungsköpfe, die auf ein
Aufzeichnungsgerät montiert werden sollen, kann auch verändert
werden. Zum Beispiel kann nur ein Aufzeichnungskopf
entsprechend einer einzelnen farbigen Tinte, oder eine Vielzahl
an Aufzeichnungsköpfen entsprechend einer Vielzahl an Tinten,
die in der Farbe oder der Konzentration unterschiedlich sind,
verwendet werden. Mit anderen Worten kann die vorliegende
Erfindung effektiv auf ein Gerät angewandt werden, das
mindestens einen Modus des monochromatischen, des Multicolor
und des Vollfarbmodus hat. Hier führt der monochromatisch Modus
ein Aufzeichnen unter Verwendung von nur einer Hauptfarbe wie
Schwarz durch. Der Multicolor-Modus führt ein Aufzeichnen aus,
unter Verwendung unterschiedlich farbiger Tinten und der
Vollfarbmodus führt ein Aufzeichnen durch Mischen der Farben
aus.
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Obwohl die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
flüssige Tinte verwenden, können desweiteren Tinten verwendet
werden, die flüssig sind, wenn das Aufzeichnungssignal
aufgebracht wird: Zum Beispiel können Tinten verwendet werden,
die sich bei einer Temperatur unter der Raumtemperatur
verfestigen und die bei Raumtemperatur weich oder flüssig
werden&sub4; Der Grund dafür liegt darin, daß in dem
Tintenstrahlsystem die Tinte im allgemeinen auf eine Temperatur
in einem Bereich von 30ºC - 70ºC eingestellt ist, so daß die
Viskosität der Tinte bei einem solchen Wert aufrecht erhalten
wird, bei dem die Tinte zuverlässig ausgestoßen werden kann.
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Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung auf ein solches Gerät
angewandt werden, in dem die Tinte kurz bevor sie durch die
thermische Energie ausgestoßen wird verflüssigt wird, so daß
die Tinte aus den Öffnungen im flüssigen Zustand ausgestoßen
wird und anschließend beim Auftreffen auf das
Aufzeichnungsmedium beginnt, sich zu verfestigen, wodurch
verhindert wird, daß Tinte verdunstet, wie im Folgenden
beschrieben wird: Die Tinte wird durch positives Anwenden der
thermischen Energie, die ansonsten den Temperaturanstieg
hervorrufen würde vom festen in den flüssigen Zustand
transformiert; oder die Tinte, die wenn sie an der Luft
belassen wird, trocken ist, wird in Reaktion auf die thermische
Energie des Aufzeichnungssignals verflüssigt. In solchen Fällen
kann die Tinte in Ausnehmungen oder Durchgangslöchern in einem
porösen Blatt als Flüssigkeit oder feste Substanzen
zurückgehalten werden, so daß die Tinte den elektrothermischen
Wandlern gegenüberliegt, wie in den japanischen
Patentanmeldungsoffenlegungen Nr. 56847/1979 oder 71260/1985
beschrieben ist. Die vorliegende Erfindung ist am effektivsten,
wenn sie das Fumsiedephänomen verwendet, um die Tinte
aus zustoßen.
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Desweiteren kann das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät der
vorliegenden Erfindung nicht nur als ein Bildausgabeterminal
einer informationsverarbeitenden Vorrichtung wie einem Computer
verwendet werden, sondern auch als eine Ausgabevorrichtung
eines Kopiergeräts, das ein Einlesegerät enthält und als eine
Ausgabevorrichtung eines Facsimilegeräts, das eine
Übertragungs- und Empfangsfunktion hat.