-
Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Verbesserung eines Aufzeichnungskopfes zum Gebrauch bei der
Thermoaufzeichnung oder bei einem Aufzeichnen durch Ausstoßen von
Flüssigkeit
(beispielsweise Tintenstrahl-Aufzeichnen).
-
29 ist
eine Draufsicht auf einen Bereich eines Wärme erzeugenden Widerstandsbereichs
eines Dickschicht-Aufzeichnungskopfes wie des herkömmlichen
Aufzeichnungskopfes, der beispielsweise in der ungeprüften JP-Patentveröffentlichung
(Kokai) Nr. Hei 01-150566 beschrieben ist. In 29 bezeichnet 1 eine gemeinsame
streifenförmige
Elektrode, 2 eine Vielzahl von gemeinsamen Elektrodenleitungen,
die sich von einem Rand der gemeinsamen streifenförmigen Elektrode 1 kammartig
erstrecken, 3 eine Vielzahl von einzelnen Elektrodenleitungen,
von denen jeweils ein Ende zwischen zwei gemeinsamen Elektrodenleitungen
positioniert ist, und 4 einen streifenförmigen Widerstand, der gebildet
ist durch Aufbringen einer Widerstandspaste wie etwa der aus Rutheniumoxid
und einer Glaskomponente bestehenden über den gemeinsamen Elektrodenleitungen 2 und
den einzelnen Elektrodenleitungen 3 und durch Trocknen
und Sintern derselben. Jeder der einzelnen Wärme erzeugenden Widerstände 6 besteht
aus zwei Wärme
erzeugenden Widerständen 61 und 62, die
zwischen den gemeinsamen Elektrodenleitungen 2 und den
einzelnen Elektrodenleitungen 3 angeordnet sind. Der Abstand
zwischen den Leitungen ist bei L gleichmäßig. Ferner sind die einzelnen
Elektrodenleitungen 3 mit Elementen verbunden, um nach
Maßgabe
von Druckinformation an einer nicht gezeigten Position einen Schaltvorgang
durchzuführen.
Es ist zu beachten, daß eine
Schutzschicht usw. nicht gezeigt ist, die die Wärme erzeugenden Widerstände 6 bedeckt,
um Verschleißfestigkeit
und Antioxidationsschutz zu bieten.
-
Nachstehend wird der Betrieb des
herkömmlichen
Thermokopfes beschrieben. Durch selektives Treiben einer der einzelnen
Elektrodenleitungen 3 wird eine Wärmewiderstandseinheit 6,
die aus den Wärme
erzeugenden Widerständen 61 und 62 besteht,
erwärmt.
Die Wärmewiderstandseinheit 6 wird auf
ein Thermopapier als (nicht gezeigtes) Aufzeichnungspapier gedrückt, um
durch Erwärmen
des Wärmewiderstands 6 eine
Farbentwicklung zu bewirken. Die Temperaturverteilung des Wärmewiderstands 6 ist
derart, daß sie
zwei elliptische Hochtemperaturbereiche hat, wobei die höchste Tempe ratur
an den zentralen Bereichen HL und HR der Wärme erzeugenden Widerstände 61 und 62 herrscht,
wie 30A zeigt. 30B ist ein Schnitt entlang
einer Linie A-B der Draufsicht von 30A und
zeigt, daß der
Querschnitt des streifenförmigen
Widerstands 4 eine zylindrische Konfiguration hat. Diese
Konfiguration resultiert aus der Ausbildung des streifenförmigen Widerstands 4 durch
Aufbringen der Widerstandspaste.
-
Der Widerstandswert der Wärmewiderstandseinheit 6 ist
der Wert, der aus der Parallelkombination der Wärme erzeugenden Widerstände 61 und 62 resultiert.
Der Widerstandswert kann jedoch in jedem der Wärme erzeugenden Widerstände in gewissem
Maß schwanken.
Ein niedrigerer Widerstandswert resultiert in einem höheren Stromwert
in Bezug auf die gleiche Spannung und resultiert in einem größeren Farbentwicklungsbereich.
Zur Durchführung
von hochwertigem Drucken ist es erforderlich, daß die Farbentwicklungsbereiche
der jeweiligen Wärme
erzeugenden Widerstände
gleichmäßig sind.
Daher müssen
die Wärme
erzeugenden Widerstände
so ausgebildet sein, daß sie
gleichmäßige Widerstandswerte
haben.
-
Als ein Verfahren zur Vergleichmäßigung der Widerstandswerte
der Wärme
erzeugenden Widerstände
gibt es ein Impulsabgleichverfahren, das in dem US-Patent Nr. 4
782 202 beschrieben ist. Das vorgeschlagene Verfahren gestattet
die Herstellung nach einem Standard, wobei der mittlere Widerstandswert
von jeweiligen Wärme
erzeugenden Widerständen
in einem Bereich von ±3%
ist und die Nichtgleichmäßigkeit
der einzelnen Wärme
erzeugenden Widerstände
in einem Bereich von +15% ist (Standardabweichung innerhalb von ±2%).
-
Nachstehend wird das Impulsabgleichverfahren
kurz erläutert.
-
31 zeigt
eine Änderung
des Widerstandswerts, wenn ein Impuls, der eine Spannung hat, die
höher als
diejenige des Normalgebrauchs ist, an den Wärme erzeugenden Widerstand
angelegt wird. In 31 wird
dann, wenn ein Impuls mit einer Spannung von mehr als V0 angelegt
wird, der Widerstandswert kleiner. Um den Widerstandswert auf einen
gewünschten
Wert Rx einzustellen, kann ein Impuls mit einer Spannung Vx angelegt
werden. Die Impulsspannung wird aber nicht notwendigerweise als ein
Einzel impuls angelegt. Es ist möglich,
einen Impuls mit einer niedrigeren Spannung sequentiell viele Male
anzulegen.
-
Es wird nämlich ein sequentieller Impuls
angelegt, und die Wirkung jedes Impulses wird als Wärmeenergie
akkumuliert. 32 zeigt
eine Beziehung zwischen einer Anzahl von Impulsen und dem Widerstandswert
in dem Fall, in dem die Spannung angelegt wird, indem sie in eine
Vielzahl von Impulsen geteilt wird. Der Fall, in dem relativ niedrige
Spannungsimpulse angelegt werden, ist durch Vollinien gezeigt, und
der Fall, in dem relativ hohe Spannungsimpulse angelegt werden,
ist durch Strichlinien gezeigt.
-
Wie 32 zeigt,
kann das Anlegen von niedrigen Spannungsimpulsen zwar darin resultieren,
daß die
Einstellung des Widerstandswerts lang dauert; es kann jedoch insofern
vorteilhaft sein, als es eine Feineinstellung des Widerstandswerts
zuläßt.
-
Da der herkömmliche Thermokopf wie oben erläutert ausgebildet
ist, kann ein gleichmäßiger Widerstandswert
des Wärme
erzeugenden Widerstands 6 erzielt werden. Ein Problem bleibt
jedoch immer noch bestehen, das nicht durch das oben erläuterte Verfahren
gelöst
werden kann. Was durch den Impulsabgleich vergleichmäßigt wird
ist nämlich der
Widerstandswert der Wärmewiderstandseinheit 6,
speziell der Parallelkombination der Wärme erzeugenden Widerstände 61 und 62.
Anders ausgedrückt,
es kann immer noch eine Abweichung der Widerstandswerte zwischen
beiden Wärme
erzeugenden Widerständen 61 und 62 geben.
Infolgedessen bleibt ein Problem der Neigung der Konfiguration des Farbentwicklungspunkts
aufgrund einer Differenz der Widerstandswerte der Wärme erzeugenden
Widerstände 61 und 62 bestehen,
was die Verbesserung der Gleichmäßigkeit
der Farbentwicklung durch das Impulsabgleichverfahren beschränkt. Aufgrund
des hohen Spannungsimpulses, der angelegt wird, kann der niedrigste
Widerstandsbereich eines jeden der Wärme erzeugenden Widerstände 61 und 62,
der durch das Impulsabgleichverfahren erzeugt wird, in Bezug auf
einen bestimmten Widerstandswert schwanken. Dies kann durch die
Teilchenverteilung der Widerstandsmaterialkomponente und der Isoliermaterialkomponente
in der Paste aus Rutheniumoxid als dem Widerstandsmaterial beeinflußt sein.
Es wird also unmöglich,
die Wärmeverteilung
des Wärmewiderstands 6 zu
vergleichmäßigen, was
insofern ein Problem verursacht, als die Konfiguration und Größe der Farbentwicklungspunkte
nicht gleichmäßig ist.
-
Als Verbesserungen hinsichtlich der
Konfiguration der Farbentwicklungspunkte in dem Dickschicht-Thermokopf
gibt es Stand der Technik, der in den geprüften JP-Gebrauchsmusterveröffentlichungen (Kokoku) Nr.
Hei 5-18144, Hei 5-181145 und Hei 5-181146 beschrieben ist. Auch
in diesen Fällen
ist es nicht möglich,
die Wärmeverteilung
zu vergleichmäßigen, wenn
ein Widerstandswertabgleich für
den Wärme
erzeugenden Widerstand durchgeführt
wird. Ferner beschreibt die ungeprüfte JP-Patentveröffentlichung Nr. Hei 2-243360
das Vorsehen eines höheren
Widerstandswerts für
eine von der gemeinsamen Elektrodenleitung oder der einzelnen Elektrodenleitung,
um die Farbentwicklungsverteilung des Dickschicht-Thermokopfes zu
verbessern. Einer Schwierigkeit begegnet man jedoch bei der Vergleichmäßigung von
hohen Widerstandswerten in der Produktion.
-
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Vol. 013, Nr.
559 (M-905), 12. Dezember 1989, und
JP 01 232069A MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD,
18. September 1989, betrifft einen Thermokopf mit verbessertem thermischem
Wirkungsgrad, verbesserter Temperaturanstiegsrate und verbesserter
Gradationsaufzeichnungseigenschaft und ermöglicht hochwertiges Hochgeschwindigkeitsdrucken
durch Ausbildung eines ringförmigen
Abschnitts, der mit den Wärmewiderständen von
mindestens einer von einer Gruppe gemeinsamer Elektroden oder einer
Gruppe diskreter Elektroden in Kontakt gelangt.
-
Die vorliegende Erfindung ist entwickelt
worden, um die obengenannten Probleme zu lösen. Daher ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, Schwankungen der Größe der Druckpunkte
zu verringern, Schwankungen der Dichte der Druckfarbenentwicklung
zu reduzieren, die Tondruckleistung zu verbessern, den Austausch
eines Aufzeichnungskopfes zu erleichtern und die Herstellung von
solchen Aufzeichnungsköpfen
mit größerer Gleichmäßigkeit
zu gestatten.
-
Bei einem Aufzeichnungskopf nach
der vorliegenden Erfindung ist ein Abstand zwischen den ersten und
zweiten Elektroden an einem zentralen Bereich kleiner gemacht als
der Abstand zwischen den ersten und zweiten Elektroden an Endbereichen.
-
Ferner haben die ersten und zweiten
Elektroden an dem zentralen Bereich eine größerer Breite als der Endbereich
des Verbindungsbereichs.
-
Ferner hat mindestens eine der ersten
und zweiten Elektroden an dem zentralen Bbereich eine größere Breite
als an dem Endbereich des Verbindungsbereichs.
-
Außerdem sind die einen Enden
der ersten Elektroden sämtlich
an einem Ende verbunden, um eine gemeinsame Elektrode zu bilden.
-
Die vorliegende Erfindung ist mit
einem Einfüllbereich
versehen, der so ausgebildet ist, daß er den Widerstand zwischen
benachbarten ersten und zweiten Elektroden bedeckt, und der mit
einer Druckflüssigkeit
gefüllt
ist.
-
Die vorliegende Erfindung ist mit
einem Einfüllbereich
versehen, der so angeordnet ist, daß er den Widerstand zwischen
benachbarten ersten Elektroden bedeckt, und der mit einer Druckflüssigkeit
gefüllt
ist.
-
Die Erfindung ist ferner mit einer
Treibereinrichtung zum Treiben des Wärme erzeugenden Widerstands
versehen und hat integral eine Einrichtung zur Eingabe eines Signals
zum Treiben des Wärme erzeugenden
Widerstands.
-
Außerdem weist die Erfindung
die folgenden Schritte auf: Bilden von ersten und zweiten Elektroden
auf einem Isoliersubstrat, wobei ein Abstand zwischen Endverbindungsbereichen
der ersten und zweiten Elektroden kleiner als ein Abstand zwischen zentralen
Verbindungsbereichen der ersten und zweiten Elektroden ist; Bilden
einer Positionierstruktur für
den Wärme
erzeugenden Widerstand auf dem Isoliersubstrat; Erkennen der auf
dem Isoliersubstrat gebildeten Positionierstruktur; Einstellen einer
Position des Isoliersubstrats nach Maßgabe der Positionierstruktur;
Erkennen der Höhe
des Isoliersubstrats; Einstellen einer Position einer Widerstandspaste-Aufbringdüse auf der
Basis des Ergebnisses der Erkennung der Höhe des Isoliersubstrats; und
Aufbringen der Widerstandspaste über
dem Isoliersubstrat und den ersten und zweiten Elektroden.
-
Die Erfindung weist ferner die folgenden Schritte
auf: Bilden von ersten und zweiten Elektroden auf einem Isoliersubstrat,
wobei ein Abstand zwischen Endverbindungsbereichen der ersten und zweiten
Elektroden kleiner als ein Abstand zwischen zentralen Verbindungsbereichen
der ersten und zweiten Elektroden ist; haftendes Anbringen ei ner
organischen Membran auf dem Isoliersubstrat, auf dem die ersten
und zweiten Elektroden angeordnet sind; Entfernen eines Bereichs
der organischen Membran, um durch fotografische Strukturierung einen
Widerstand zu bilden; Einfüllen
einer Widerstandspaste in einen Bereich, wo die organische Membran
entfernt ist; und Sintern der Widerstandspaste, um den Widerstand
zu bilden, und Entfernen der organischen Membran.
-
Da bei dem Aufzeichnungskopf nach
der vorliegenden Erfindung der Abstand zwischen den ersten und zweiten
Elektroden an zentralen Bereichen des Verbindungsbereichs der ersten
und zweiten Elektroden kleiner als der Abstand zwischen den ersten
und zweiten Elektroden an dem Ende des Verbindungsbereichs gemacht
ist, kann der Bereich, der einen kleinen Abstand an dem zentralen
Bereich des streifenförmigen
Widerstands hat, zu einem maximale Wärme erzeugenden Punkt gemacht
werden, so daß es
möglich
ist, Größenschwankungen
der Druckpunkte zu verringern, Schwankungen bei der Entwicklung
der Druckfarbe geringer zu machen und die Tondruckleistung zu verbessern.
-
Da ferner die Breite der ersten und
zweiten Elektroden an dem zentralen Bereich des mit dem Widerstand
verbundenen Verbindungsbereich im Vergleich mit den Enden des Verbindungsbereichs größer gemacht
ist, um die Bestimmung des maximalen Wärmepunkts zu ermöglichen,
ist es möglich, Größenschwankungen
der Druckpunkte zu verringern, Schwankungen bei der Entwicklung
der Druckfarbe geringer zu machen und die Tondruckleistung zu verbessern.
-
Da ferner die Breite einer von den
ersten und zweiten Elektroden an dem zentralen Bereich des mit dem
Widerstand verbundenen Verbindungsbereichs im Vergleich mit dem
Ende des Verbindungsbereichs größer gemacht
ist, um die Konzentration der Spitzentemperatur des Wärme erzeugenden
Widerstands zu ermöglichen,
ist es möglich,
Größenschwankungen
der Druckpunkte zu verringern, Schwankungen bei der Entwicklung
der Druckfarbe geringer zu machen und die Tondruckleistung zu verbessern..
-
Außerdem wird bei der Erfindung
die gemeinsame Elektrode gebildet, indem das eine Ende der ersten
Elektrode verbunden und die Breite von einer oder beiden gemeinsamen
Elektrodenleitungen an der einzelnen Elektrodenleitung teilweise
vergrößert wird,
wobei der Abstand der zwei zwischen den gemeinsamen Elektrodenleitungen
und den einzelnen Elektrodenleitungen angeordneten Wärme erzeugenden
Widerstände
kleiner wird, was die Konzentration der Spitzentemperatur des Wärme erzeugenden
Widerstands, eine Verringerung der Größenschwankungen der Druckpunkte,
eine Verringerung der Schwankungen bei der Entwicklung der Druckfarbe
und eine Verbesserung der Tondruckleistung ermöglicht.
-
Wenn außerdem bei der Erfindung nur
die Breite der einzelnen Elektrodenleitungen teilweise vergrößert wird,
wird der Abstand zwischen zwei Wärme
erzeugenden Widerständen,
die zwischen den gemeinsamen Elektrodenleitungen und den einzelnen
Elektrodenleitungen angeordnet sind, kleiner, um dadurch die Konzentration
der Spitzentemperatur des Wärme
erzeugenden Widerstands zu ermöglichen,
ist es möglich,
Größenschwankungen
der Druckpunkte zu verringern, Schwankungen bei der Entwicklung
der Druckfarbe geringer zu machen und die Tondruckleistung zu verbessern.
-
Ferner ist ein Druckflüssigkeit-Einfüllbereich vorgesehen,
um die Widerstände
zwischen den benachbarten ersten und zweiten Elektroden zu bedecken,
und das Ausstoßen
der Druckflüssigkeit
auf den Wärme
erzeugenden Körper
erfolgt unter Nutzung von Joulescher Wärme. Der maximale Wärmeerzeugungspunkt
kann bestimmt werden, da der Widerstandswert der Wärme erzeugenden
Widerstände
gleichmäßiger gemacht
werden kann, so daß es
möglich
ist, Größenschwankungen
der Druckpunkte, die auf dem Aufzeichnungspapier durch Ausstoßen von
Druckflüssigkeit
gebildet werden, zu verringern, Schwankungen bei der Entwicklung
der Druckfarbe geringer zu machen und die Tondruckleistung zu verbessern.
-
Ferner ist ein Druckflüssigkeit-Einfüllbereich vorgesehen,
um die Widerstände
zwischen den benachbarten ersten Elektroden zu bedecken, um das Ausstoßen der
Druckflüssigkeit
auf den Wärme
erzeugenden Körper
durch Joulesche Wärme
durchzuführen.
Der maximale Wärmeerzeugungspunkt
kann bestimmt werden, da die Schwankungen des Widerstandswerts der
Wärme erzeugenden
Widerstände verringert
werden können,
was bedeutet, daß es möglich ist,
Größenschwankungen
der Druckpunkte, die auf dem Aufzeichnungspapier durch Ausstoßen von
Druckflüssigkeit
gebildet werden, zu verringern, Schwankungen bei der Entwicklung
der Druckfarbe geringer zu machen und die Tondruckleistung zu verbessern.
-
Da ferner eine Einrichtung zum Treiben
des Widerstands und zur Eingabe des Signals zum Treiben des Widerstands
als integrale Treibereinrichtung ausgebildet ist, kann der Aufzeichnungskopf
als ein kompaktes Element ausgebildet sein, so daß dadurch
der Austausch des Aufzeichnungskopfes erleichtert wird.
-
Da außerdem das Herstellungsverfahren aufweist:
einen Schritt des Bildens der ersten und zweiten Elektroden derart,
daß sich
an dem zentralen Bereich des Verbindungsbereichs der ersten und zweiten
Elektroden ein kleinerer Abstand als an dem Ende des Verbindungsbereichs
befindet, einen Schritt des Bildens einer Positionierstruktur des
Widerstands auf dem Substrat, einen Schritt des Erkennens der Höhe des Isoliersubstrats,
einen Schritt des Einstellens der Position der Aufbringdüse für die Widerstandspaste
in Abhängigkeit
von den Ergebnissen der Erkennung und einen Schritt des Aufbringens der
Widerstandspaste über
dem Isoliersubstrat und den ersten und zweiten Elektroden, ist es
möglich, die
Mitte des streifenförmigen
Wärme erzeugenden Widerstands
an dem kürzesten
Bereich zwischen den Elektrodenleitungen zu positionieren, den Aufzeichnungskopf
gleichmäßiger herzustellen
und Schwankungen der Druckfarben-Entwicklungsdichte geringer zu
machen.
-
Da ferner das Herstellungsverfahren
aufweist: einen Schritt des Bildens der ersten und zweiten Elektroden
derart, daß sich
an dem zentralen Bereich des Verbindungsbereichs der ersten und
zweiten Elektroden ein kleinerer Abstand als an dem Endbereich des
Verbindungsbereichs befindet, einen Schritt des haftenden Anbringens
einer organischen Membran auf dem Isoliersubstrat, auf dem die ersten und
zweiten Elektroden angeordnet sind, einen Schritt des Entfernens
der organischen Membran an einem Bereich, wo der Widerstand durch
fotografische Strukturierung gebildet ist, einen Schritt des Einfüllens der
Widerstandspaste in den Bereich, wo die organische Membran entfernt
ist, und einen Schritt des Entfernens der organischen Membran in Verbindung
mit dem Sintern der Widerstandspaste, um den Widerstand zu bilden,
ist es möglich,
die Mitte des streifenförmigen
Wärme erzeugenden
Widerstands an dem kürzesten
Bereich zwischen den Elektrodenleitungen zu positionieren, den Aufzeichnungskopf
gleichmäßiger herzustellen
und Schwankungen der Druckfarben-Entwicklungsdichte geringer zu
machen.
-
Die vorliegende Erfindung ist in
den Ansprüche
1 bis 9 definiert und betrifft einen Aufzeichnungskopf zum Gebrauch
bei der Thermoaufzeichnung oder dem Ausstoßen von Flüssigkeit, der folgendes aufweist:
eine gemeinsame streifenförmige
Elektrode, die auf einem Isoliersubstrat vorgesehen ist; eine Vielzahl
von gemeinsamen Elektrodenleitungen, die sich von der gemeinsamen
Elektrode kammartig entlang einer ersten Richtung erstrecken, die
zu der Längsrichtung
der gemeinsamen Elektrode senkrecht ist; eine Vielzahl von einzelnen
Elektrodenleitungen, die jeweils entlang der ersten Richtung zwischen
zwei benachbarten gemeinsamen Elektrodenleitungen angeordnet sind;
ein streifenförmiges
Widerstandselement, das entlang einer zu der ersten Richtung senkrechten
zweiten Richtung über
den gemeinsamen Elektrodenleitungen und den einzelnen Elektrodenleitungen
ausgebildet ist, wobei das Widerstandselement einen Wärme erzeugenden
Widerstandsbereich zwischen der benachbarten gemeinsamen Elektrodenleitung
und der einzelnen Elektrodenleitung hat; und eine Vielzahl von trapezförmigen vorspringenden
Abschnitten, die entlang der ersten Richtung an dem zentralen Abschnitt
der Widerstandselemente für
die gemeinsame Elektrodenleitung und die einzelne Elektrodenleitung
vorgesehen sind, so daß der
Abstand entlang der zweiten Richtung zwischen der benachbarten gemeinsamen
Elektrodenleitung und der einzelnen Elektrodenleitung kürzer als
der Abstand zwischen der benachbarten gemeinsamen Elektrodenleitung
und der einzelnen Elektrodenleitung außerhalb des Wärme erzeugenden
Widerstandsbereichs ist.
-
Da nach Anspruch 1 eine Vielzahl
von trapezförmigen
vorspringenden Abschnitten... für
die gemeinsame Elektrodenleitung und die einzelne Elektrodenleitung
vorgesehen sind, sind in der nachstehenden genauen Beschreibung
nur Ausführungsformen
mit trapezförmigen
vorspringenden Abschnitten sowohl an der gemeinsamen Elektrodenleitung als
auch der einzelnen Elektrodenleitung Ausführungsformen der Erfindung,
wogegen die anderen sogenannten "Ausführungsformen" nur weitere Beispiele
sind, die für
das Verständnis
der Erfindung nützlich
sind.
-
Die vorliegende Erfindung wird aus
der nachstehenden genauen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen
der bevorzugten Ausführungsformen
im einzelnen ersichtlich; diese sollen jedoch nicht als Einschränkung der
vorliegenden Erfindung, sondern nur als Erläuterungen und das Verständnis fördernd angesehen
werden.
-
In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine
Draufsicht auf eine Ausführungsform
eines Aufzeichnungskopfes nach der vorliegenden Erfindung;
-
2 ein
Diagramm, das die Größe eines Punkts
in einer zweiten Abtastrichtung zeigt, der mit dem herkömmlichen
Thermokopf gedruckt ist;
-
3 ein
Diagramm, das die Größe eines Punkts
in der zweiten Abtastrichtung zeigt, der mit einer Ausführungsform
eines Thermokopfes nach der vorliegenden Erfindung gedruckt ist;
-
4 ein
Diagramm, das eine Volltonschwarzdruckdichte zeigt, gedruckt mit
dem herkömmlichen
Thermokopf;
-
5 ein
Diagramm, das die Volltonschwarzdruckdichte zeigt, gedruckt mit
einer Ausführungsform
des Thermokopfes der Erfindung;
-
6 ein
Diagramm, das Schwankungen der Druckdichte zeigt, gedruckt mit dem
herkömmlichen
Thermokopf;
-
7 ein
Diagramm, das Schwankungen der Druckdichte zeigt, gedruckt mit einer
Ausführungsform
des Thermokopfes der Erfindung;
-
8 ein
Diagramm, das die maximale Oberflächentemperatur eines Wärme erzeugenden Widerstands
des herkömmlichen
Thermokopfes und einer Ausführungsform
des Thermokopfes der Erfindung zeigt;
-
9 das
den Vergleich zwischen der Periode eines angelegten Impulses bei
dem herkömmlichen
Thermokopf und bei einer Ausführungsform
des Thermokopfes der Erfindung zeigt;
-
10 eine
Draufsicht auf eine Ausführungsform
eines Aufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung;
-
11 eine
Draufsicht auf eine Ausführungsform
eines Aufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung;
-
12 eine
Draufsicht auf eine andere Ausführungsform
eines Aufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung;
-
13 eine
Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform
eines Aufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung;
-
14 eine
Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform
eines Aufzeichnungskopfes nach der Erfindung;
-
15 eine
Perspektivansicht, die eine Vorrichtung zur Herstellung des Aufzeichnungskopfes von 14 zeigt;
-
16 eine
Ansicht, die einen Herstellungsablauf des Aufzeichnungskopfes von 14 zeigt;
-
17A, 17B u. 17C Draufsichten auf den in 14 gezeigten Aufzeichnungskopf;
-
18A, 18B u. 18C Schnittansichten des in den 17A, 17B und 17C gezeigten
Aufzeichnungskopfes;
-
19A, 19B u. 19C Ansichten, die den Herstellungsablauf
des in den 17A, 17B, 17C, 18A, 18B und 18C gezeigten Aufzeichnungskopfes zeigen;
-
20(a), 20(i), 20(ii), 20(iii) u.
-
20(iv) Ansichten,
die den Herstellungsablauf und Schnittansichten des Herstellungsverfahrens
bei einer weiteren Ausführungsform
des Aufzeichnungskopfes nach der Erfindung zeigen;
-
21A u. 21B Perspektivansichten,
die eine weitere Ausführungsform
eines Aufzeichnungskopfes nach der Erfindung zeigen;
-
22A u. 22B Perspektivansichten einer weiteren
Ausführungsform
eines Aufzeichnungskopfes nach der Erfindung;
-
23 eine
Draufsicht auf den herkömmlichen
Thermokopf;
-
24A u. 24B Perspektivansichten,
die eine weitere Ausführungsform
eines Aufzeichnungskopfes nach der Erfindung zeigen;
-
25A u. 25B Perspektivansichten einer weiteren
Ausführungsform
eines Aufzeichnungskopfes nach der Erfindung;
-
26 eine
Perspektivansicht, die eine weitere Ausführungsform eines Aufzeichnungskopfes der
Erfindung zeigt;
-
27 eine
Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Aufzeichnungskopfes
nach der Erfindung und einer diesen verwendenden Aufzeichungsvorrichtung;
-
28 eine
Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Aufzeichnungskopfes
nach der Erfindung und einer diesen verwendenden Aufzeichnungsvorrichtung;
-
29 eine
Draufsicht auf den herkömmlichen
Thermokopf;
-
30A u. 30B jeweils eine Ansicht
der Temperaturverteilung eines Wärme
erzeugenden Widerstands des herkömmlichen
Aufzeichnungskopfes und eine Schnittansicht davon;
-
31 ein
Ansicht, die die angelegte Spannung und Änderungen des Wärmewiderstandswerts zeigt;
und
-
32 eine
Ansicht, die die Anzahl der angelegten Impulse und Änderungen
des Wärmewiderstandswerts
zeigt.
-
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend hinsichtlich
der bevorzugten Ausführungsformen
erläutert.
In der nachstehenden Beschreibung sind zahlreiche besondere Einzelheiten
dargelegt, um ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung
zu ermöglichen.
Es ist jedoch für
den Fachmann offensichtlich, daß die
vorliegende Erfindung ohne diese besonderen Einzelheiten praktisch
angewandt werden kann. In anderen Fällen sind wohlbekannte Konstruktionen
nicht im einzelnen gezeigt, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung
nicht unnötig
zu erschweren.
-
Erste Ausführungsform
-
In 1 bezeichnet
1 eine gemeinsame streifenförmige
Elektrode, 2 eine Vielzahl von gemeinsamen Elektrodenleitungen,
die sich von einem Rand der gemeinsamen streifenförmigen Elektrode 1 kammartig
erstrecken, 3 eine Vielzahl von einzelnen Elektrodenleitungen,
von denen jeweils ein Ende zwischen zwei gemeinsamen Elektrodenleitungen
positioniert ist, 4 einen streifenförmigen Widerstand, der durch
Aufbringen einer Widerstandspaste wie etwa der aus Rutheniumoxid
und einer Glaskomponente bestehenden über den gemeinsamen Elektrodenleitungen 2 und
den einzelnen Elektrodenleitungen 3 und Trocknen und Sintern
derselben gebildet ist. 5 bezeichnet einen Bereich, wo
ein Abstand zwischen der gemeinsamen Elektrodenleitung 2 und
der einzelnen Elektrodenleitung 3 kleiner als ein Abstand zwischen
den Rändern
des Wärme
erzeugenden Widerstands in der Breitenrichtung ist. Der Abstand
zwischen der gemeinsamen Elekt rodenleitung 2 und der einzelnen
Elektrodenleitung 3 ist S, und der Abstand zwischen den
Rändern
des Wärme
erzeugenden Widerstands ist L.
-
Ferner werden gemäß 1 die Wärme erzeugenden Widerstände zwischen
den Elektrodenleitungen 2, 3 durch Treiben der
einzelnen Elektrodenleitungen aktiviert. Strom fließt über die
gemeinsame Elektrodenleitung 2 durch den angrenzenden Widerstandsstreifen 4 zu
einer einzelnen Elektrodenleitung 3 (wobei die Breite dazwischen
den Wärme erzeugenden
Widerstand bildet).
-
Wiederum unter Bezugnahme auf 1 kann man die Festigkeit
gegenüber
elektrischem Strom von einer Elektrode zur nächsten betrachten. Der mit 5 bezeichnete
Abstand entlang der Richtung des Widerstandsstreifens ist kleiner
als die Abstandslänge
L. Wenn also ein einheitlicher Widerstandswert des Streifens 4 angenommen
wird, ist der elektrische Widerstandswert an dem Bereich 5,
wo der Abstand zwischen den Elektroden am kürzesten ist, kleiner. Aufgrunddessen
ist die Wärmeerzeugung in
dem Bereich maximal, wo die Trennung S zwischen den Elektroden am
kürzesten
ist. Daher wird der den Widerstandswert verringernde Bereich beim Impulsabgleichen
zu dem mit 5 bezeichneten Abstand. Deshalb wird der Spitzenpunkt
der Wärmeerzeugung
an dem speziellen Punkt bestimmt.
-
Die vorstehende Erläuterung
betrifft den Fall, in dem der Flächenwiderstand
des Wärme
erzeugenden Widerstands konstant ist. Wie jedoch 30B zeigt, die den Schnitt des Stands
der Technik zeigt, hat der streifenförmige Widerstand keine flache Querschnittskonfiguration,
sondern hat eine abgewinkelte oder zylindrische Konfiguration, da
der Wärme
erzeugende Widerstand durch Aufbringen der Widerstandspaste und
anschließendes
Trocknen und Sintern derselben gebildet ist. Wenn in diesem Fall
die Zusammensetzung der Widerstandspaste gleichmäßig ist, ist der Flächenwiderstand
an dem Bereich niedriger, der im Querschnitt eine größere Höhe hat.
Wenn die Breite des Wärme
erzeugenden Widerstands gering ist, wird der Bereich, der im abgewinkelten
Querschnitt die größere Höhe hat (im wesentlichen
ein zentraler Bereich des Wärme
erzeugenden Widerstands), zu einem Punkt, der einen signifikant
niedrigen feinen Widerstandwert zwischen Elektroden hat. Wenn jedoch
die Breite des Wärme erzeugenden
Widerstands groß ist,
wird die Querschnittskonfiguration zylindrisch und hat dort, wo
die Querschnittshöhe
groß ist,
eine große
Fläche,
wodurch es schwierig wird, den Bereich zu bestimmen, der einen minimalen
Widerstandswert haben soll. Bei der gezeigten Ausführungsform
wird es jedoch möglich,
den Bereich mit dem kleinsten Widerstandswert an dem Bereich 5 zu
bestimmen, der den Abstand S zwischen den Elektroden hat.
-
Was die Beziehung zwischen der Breite,
mit der der Wärme
erzeugende Widerstand gebildet ist und den Druckpunkten angeht,
wurde der Druck bei Raumtemperatur geprüft.
-
2 zeigt
einen Würfelmuster-Drucktest unter
Verwendung des herkömmlichen
Thermokopfes von 29. 3 zeigt den gleichen Test
mit einem Thermokopf, der von dem in 1 gezeigten Aufzeichnungskopf
Gebrauch macht. Die zweite Abtastpunktgröße bei der Farbentwicklung
ist als eine Funktion der Breite des Widerstandsstreifens aufgetragen.
-
4 zeigt
den optischen Dichtewert beim Volltonschwarzdrucken, wobei von dem
herkömmlichen
Thermokopf von 29 Gebrauch
gemacht wird. 5 zeigt
die gleiche optische Dichtemessung, macht jedoch von einem Thermokopf
Gebrauch, der den in 1 gezeigten
Aufzeichnungskopf hat. Wie aus dem Vergleich des Stands der Technik
(2 und 4) mit dem Gebrauch des hier interessierenden
Aufzeichnungskopfes (3 und 5) ersichtlich ist, sind
bei der gezeigten Ausführungsform
auch dann, wenn die Breite des Widerstands schwankt, Schwankungen
der Druckpunktgröße gering,
und Schwankungen Druckfarben-Entwicklungsdichte sind ebenfalls gering.
-
Beim Stand der Technik wird die Punktgröße in der
zweiten Abtastrichtung (Zuführrichtung
des Thermopapiers) mit zunehmender Breite des streifenförmigen Widerstands
größer, was
ein Verblassen des Druckbilds und ferner eine Verringerung der Farbentwicklungsdichte
verursacht. Die gezeigte Ausführungsform
verbessert dies.
-
Durch Einstellen der Breite des streifenförmigen Widerstands
auf 220 μm
und der Druckperiode auf 10 ms und durch Ändern der Periode der Ladeimpulse
wurden ferner Schwankungen der Druckfarben-Entwicklungsdichte an
zehn Meßpunkten
geprüft,
um einen Maximalwert, einen Minimalwert und einen Mittelwert zu
erhalten. 6 zeigt das
Ergebnis beim Stand der Technik nach 29,
und 7 zeigt das Ergebnis
bei der gezeigten Ausführungsform.
Wie deutlich aus den 6 und 7 ersichtlich ist, sind beim
Stand der Technik Schwankungen der Farbentwicklung größer, wenn
die Periode der Ladeimpulse verkürzt
ist. Im Fall der gezeigten Ausführungsform
werden die Schwankungen jedoch klein gehalten, und die Ausführungsform
ist gegenüber
dem Stand der Technik überlegen.
Dies zeigt eine Verbesserung der Tondruckleistung bei der gezeigten
Ausführungsform
des Aufzeichnungskopfes.
-
Ergebnisse der Messung der maximalen Oberflächentemperatur
des Wärme
erzeugenden Widerstands, gemessen mit einem IR-Leitung-Oberflächentemperaturmeßgerät, sind
in 8 gezeigt. 8 ist ein Diagramm der gemessenen
maximalen Oberflächentemperatur
des Wärme
erzeugenden Widerstands bei dem herkömmlichen Thermokopf von 8 und der gezeigten Ausführungsform
des Thermokopfes von 1 unter
Bedingungen, bei denen die Breite des Wärme erzeugenden Widerstands in
einem Bereich von 190 μm
bis 220 μm
ist, die Druckperiode 10 ms ist und die Periode der Ladeimpulse
1,8 ms ist. Die Kurve A in 8 zeigt
die Ergebnisse, die in bezug auf die gezeigte Ausführungsform
des Thermokopfes erhalten werden, und Kurve B zeigt die Ergebnisse,
die in bezug auf den herkömmlichen
Thermokopf erhalten werden. Die Meßergebnisse werden für den Fall
erhalten, in dem nur ein Wärme
erzeugender Widerstand getrieben wird und benachbarte Thermoköpfe nicht
getrieben werden. Wie deutlich aus 8 ersichtlich
ist, weist die gezeigte Ausführungsform
eine kleine Oberflächentemperaturdifferenz
des Wärme
erzeugenden Widerstands in Abhängigkeit
von der Breite des Wärme
erzeugenden Widerstands auf. Daher kann der Thermokopf mit einer
relativ großen
Toleranz hergestellt werden, was die Fertigung des Thermokopfes
erleichtert.
-
9 zeigt
die Periode der Ladeimpulse, die benötigt wird, um die Druckfarben-Entwicklungsdichte
von mehr als oder gleich 1,4 D bei einer Druckperiode von 10 ms,
20 ms, 30 ms, 40 ms und 50 ms zu erreichen. Die in 9 gezeigten Ergebnisse wurden bei einer
Breite des streifenförmigen
Widerstands von 220 μm
mit dem herkömmlichen
Thermokopf von 29 und
der gezeigten Ausführungsform
des Thermokopfes von 1 erhalten.
A zeigt den Fall der gezeigten Ausführungsform des Thermokopfes, und
B zeigt den Fall des herkömmlichen
Thermokopfes.
-
Wie deutlich aus den Zeichnungen
ersichtlich ist, kann die gezeigte Ausführungsform im Vergleich mit
dem Stand der Technik eine zufriedenstellende Farbentwicklung bei einer
kürzeren
Ladeimpulsdauer haben. Daher kann mit der gezeigten Ausführungsform
eine Energieeinsparung erzielt werden.
-
Es ist zu beachten, daß die Erläuterung
zwar eine Ausführungsform
betrifft, die die gemeinsame Elektrode und die einzelne Elektrode
aufweist, daß es
jedoch möglich
ist, eine Vielzahl von Elektroden 101 und 102 auf
einem Substrat vorzusehen und den zentralen Bereich einer der Elektroden,
die an den Widerstand gekoppelt sind, zu verbreitern, wie die 10 und 11 zeigen.
-
Zweite Ausführungsform
-
Es ist zu beachten, daß bei der
vorstehenden Ausführungsform
zwar gezeigt ist, daß die
gemeinsame Elektrodenleitung und die einzelne Elektrodenleitung
an den Bereichen teilweise verbreitert sind, die dem zentralen Bereich
des streifenförmigen
Widerstands entsprechen; aufgrund der Präzision beim Maskieren und Ätzen zur
Bildung der Elektroden für einen
hoch auflösenden
Thermokopf kann jedoch eine Schwierigkeit auftreten, beispielsweise
bei einer Auflösung
von 300 Punkten/Inch, wobei die erste Abtastung mit engem Abstand
erfolgt.
-
Die gezeigte Ausführungsform ist so ausgebildet,
daß nur
die Breite der einzelnen Elektrodenleitung teilweise verbreitert
wird, um den beim Maskieren und Ätzen
erforderlichen Präzisionsgradl
zu senken.
-
Hinsichtlich des aktuellen Präzisionsgrads
ist die Maskierungspräzision
im Fall der Größe A4 in
der Größenordnung
von 10 μm
bezüglich
der Zeilenbreite und des Zeilenabstands beschränkt. Ferner wird bei Verwendung
der Ätztechnologie,
die zur Zeit bei der Herstellung angewandt wird, die Strukturbreite
in bezug auf die Strukturdimension um umgefähr 10 μm schmaler. Der kleinste Wert
der Strukturbreite und des Strukturabstands wird also ungefähr 20 μm.
-
Beispielsweise wird im Fall eines
Thermokopfes von 300 Punkten/Inch und unter der Annahme von P1 =
84,7 μm,
P2 = P3 = 20 μm
in 12 erhalten: P4 =
22,35 μm.
Daher ist die zusätzliche
Breite in dem breiteren Bereich des zentralen Bereichs der Elektrode
in dem Wärme
erzeugenden Widerstand nur 2,35 μm.
Bei Ausbildung der Konstruktion gemäß 1 wird die zusätzliche Breite in dem breiteren
Bereich nur 1,175 μm.
Eine derart geringe Breite erscheint nur undeutlich an der Umgrenzung
der Struktur, so daß der
breitere Strukturbereich in der fertiggestellten Struktur eventuell
nicht deutlich sichtbar ist. Wie 12 zeigt,
kann durch Vorsehen der zusätzlichen
Breite für
nur eine Seite der einzelnen Elektrode die Wirkung der vorliegenden
Erfindung selbst bei dem hoch auflösenden Thermokopf angewandt
werden.
-
Dritte Ausführungsform
-
Bei der vorhergehenden Ausführungsform
ist nur die einzelne Elektrodenleitung teilweise mit der breiteren
Struktur versehen, und der streifenförmige Widerstand ist darauf
angeordnet. Wie 14 zeigt, ist
es möglich,
die breitere Struktur teilweise vorzusehen, und zwar nur für die gemeinsame
Elektrodenleitung, und der streifenförmige Widerstand wird darauf angeordnet.
Dabei wird im Vergleich mit der ersten und zweiten Ausführungsform,
die in den 1 und 12 gezeigt sind, der Mitte-Mitte-Abstand
zwischen zwei Wärme
erzeugenden Widerständen,
die zwischen den gemeinsamen Elektrodenleitungen und den einzelnen
Elektrodenleitungen angeordnet sind, am kleinsten. Die Oberflächentemperatur
der zwei Wärme
erzeugenden Widerstände
steigt mit kleiner werdendem Abstand. Selbst bei der gleichen Energie wie
bei der ersten und zweiten Ausführungsform
der Thermoköpfe
gemäß 1 und 12, wird also die maximale Oberflächentemperatur
des Wärmewiderstands
höher.
Ferner kann die Konfiguration des Farbentwicklungspunkts, gebildet
von den zwei Wärme erzeugenden
Widerständen,
eine kleine Konfiguration annehmen, die zu der einzelnen Elektrodenleitung hin
geneigt ist. Im Fall von Tondrucken wird gemäß 1 und 12 die
Farbentwicklung bei einem niedrigen Energiewert blaß, und ferner
wird die Konfiguration der Farbentwicklung unscharf, da der Abstand zwischen
zwei Wärme
erzeugenden Widerständen größer als
der der gezeigten Ausführungsform
gemäß 13 ist. Durch Ausbildung
gemäß 13 kann die Konfiguration
der Farbentwicklung an einer Position, die an der einzelnen Elektrodenleitung
zentriert ist, konvergieren, um die Tondruckleistung zu verbessern.
-
Die maximale Oberflächentemperatur
des Wärme
erzeugenden Widerstands war 280 im Fall von 12 und 330 im
Fall von 13. Wenn die
Dimensionen der 12 und 13 auf P1 = 84,7 μm, P2 = P3
= 20 μm,
P4 = 22,35 μm
eingestellt waren, war der Parallelwiderstand der beiden Wärme erzeugenden
Widerstände,
die zwischen den gemein- samen Elektrodenleitungen
und den einzelnen Elektrodenleitungen angeordnet waren, auf 1400 Ω eingestellt, und
Energie wurde bei einer Druckperiode von 5 ms mit einer Ladeimpulsdauer
von 0,4 ms zugeführt.
Daher wird die maximale Oberflächentemperatur
des Wärme
erzeugenden Widerstands bei der Ausführungsform von 13 um ungefähr 50 höher als die von 12.
-
Es ist zu beachten, daß zwar die
Breite der Elektrodenleitung teilweise eine trapezförmige Konfiguration
hat; es ist jedoch nur erforderlich, den streifenförmigen Widerstand über dem
breiteren Bereich der Elektrodenleitung anzuordnen. Daher ist die
Konfiguration nicht festgelegt und kann jede geeignete Konfiguration
wie etwa dreieckig, kreisförmig
usw. sein.
-
Vierte Ausführungsform
-
Bei der vorhergehenden Ausführungsform
ist die Anordnung des streifenförmigen
Widerstands über
dem teilweise gebildeten breiteren Bereich der Elektrodenleitung
erläutert
worden. Bei einem praktischen Herstellungsverfahren tritt jedoch
hinsichtlich der Frage ein Problem auf, wie der streifenförmige Widerstand
anzuordnen ist und wie man ihn zur Massenfertigung anwenden kann.
Bei der gezeigten Ausführungsform
gemäß 14 sind die gemeinsamen Elektrodenleitungen 2 und
die einzelnen Elektrodenleitungen 3 auf dem Substrat 7 gebildet,
und zusätzlich
sind Positionierstrukturen 8 an den Rändern des Substrats 7 zum
Positionieren des streifenförmigen Widerstands
vorgesehen. Das Aufbringen der Widerstandspaste zum Ausbilden des
streifenförmigen
Widerstands erfolgt beispielsweise mittels Strukturerkennung der
Positionierstrukturen 8 durch eine Fernsehkamera.
-
15 zeigt
allgemein die gezeigte Ausführungsform
der Vorrichtung. 9 und 10 bezeichnen stationäre Fernsehkameras, 11 bezeichnet
eine bewegbare Fernsehkamera, 12 eine Basis, 13 eine
Widerstandspaste, 14 eine Widerstandspaste-Aufbringdüse und 15 einen
Positionier-Referenzstift für
das Substrat 7.
-
16 ist
ein Flußdiagramm,
das den Betrieb der Vorrichtung von 15 zeigt.
Durch Anbringen des Substrats 7, auf dem die Elektrode
gebildet wird, indem der zentrale Bereichs des Verbindungsbereichs
zwischen der Elektrodenleitung und dem Widerstand auf der Basis
teilweise verbreitert wird, werden die Positionierstrukturen 8 an
den Rändern des
Substrats 7, die entlang den Positionier-Referenzstiften
auf der Basis 12 festgelegt sind, unter Verwendung der
Strukturerkennung mit Hilfe der stationären Kameras 9 und 10 erkannt.
Durch Strukturerkennung werden die Einstellung in der Y-Richtung und die
Winkeleinstellung in der q-Richtung gemäß 15 für
die Einstellung der Basis 12 vorgenommen. Die Einstellung
der Position der Düse 14 erfolgt so,
daß sich
die Düse 14 entlang
dem breiteren Bereich der Elektrodenleitung bewegen kann. Danach erfolgt
durch Bewegung der bewegbaren Fernsehkamera 11 gemeinsam
mit der Düse
die Strukturerkennung der Elektrodenleitung auf dem Substrat 7,
und die Höhe
des Isoliersubstrats wird erkannt, um das Aufbringen der Widerstandspaste
bei vertikaler Einstellung der Düse
in der Z-Richtung auszulösen. Nach
Auslösen
des Aufbringvorgangs werden die Düse 14 und die bewegbare
Fernsehkamera 11 bewegt, bis das Aufbringen abgeschlossen
ist. Bei dem Herstellungsverfahren werden die Positionierstrukturen 8 an
beiden Rändern
des Substrats 7 von der stationären Kamera erkannt, und durch
Feineinstellung der Basis 12 wird es möglich, langgestreckte Widerstandspaste
an der Position aufzubringen, die an dem teilweise gebildeten breiteren
Bereich der Elektrodenleitung zentriert ist.
-
17A ist
eine perspektivische Teilansicht des Thermokopfes, der wie vorstehend
erläutert
ausgebildet ist. 18A ist
eine Schnittansicht entlang der Linie C-D von 17A. 19A ist
ein Flußdiagramm,
das ein Herstellungsverfahren in bezug auf die Schnittansicht von 18A zeigt. In 17 bezeichnet 16 Aluminiumoxidkeramik
mit einer Reinheit der Aluminiumoxidkeramik von ungefähr 96%,
während 17 eine
Glasierungsschicht aus Glas bezeichnet, um die Oberflächenrauhigkeit
des Aluminiumoxidkeramiksubstrats zu verbessern und beliebige Wärmecharakteristiken
für den
Wärme erzeugenden Widerstand
zu erhalten, um das Substrat 7 zu bilden. Auf die gläserne Glasierungsschicht 17 des
Substrats wird beispielsweise eine organische Goldpaste über der
gesamten Oberfläche
aufgebracht. Dann wird die organische Goldpaste getrocknet und gesintert,
um eine Leiterschicht aus Gold 18 zu bilden, die eine Dicke
von ungefähr
0,5 μm hat.
Danach wird unter Anwendung der fotografischen Ätztechnologie die Strukturierung
der gemeinsamen Elektrodenleitung, der einzelnen Elektrodenleitungen
und der Positionierstruktur usw. vorgenommen. Dabei ist das Aluminiumoxidkeramiksubstrat 16 weiß, die gläserne Glasierungsschicht 17 ist
transparent, und die Leiterstruktur ist golden. Dabei kann zur Aufnahme
eines Bilds mit der Fernsehkamera Licht strahlung eine binäre Erkennung
aufgrund von Reflexion von der goldenen Farbe und der weißen Farbe
erschweren. Indem jedoch nur die Positionierung des Substrats unter
Verwendung der stationären
Kameras 9 und 10 und nur die Positionierung in
der Vertikalrichtung zu dem Substrat unter Verwendung der bewegbaren Fernsehkamera
vorgenommen wird, kann die Fertigungszeit verkürzt werden.
-
Es ist zu beachten, daß die Erkennung
der Höhe
des Isoliersubstrats unter Verwendung eines Sensors vom Berührungstyp
anstelle der bewegbaren Fernsehkamera erfolgen kann.
-
Fünfte Ausführungsform
-
Die vorstehenden Ausführungsformen
sind zwar in bezug auf den streifenförmigen Widerstand, der über der
Elektrode vorgesehen ist, erläutert
worden, es ist jedoch möglich,
die Elektrode über
dem Widerstand zu bilden, wie in 17B gezeigt
ist. Ferner ist es möglich,
den streifenförmigen
Widerstand zwischen den Elektroden anzuordnen. 17B zeigt den Fall, in dem die Elektrode über dem
streifenförmigen
Widerstand vorgesehen ist, und 17C zeigt den
Fall, in dem ein oberseitiger streifenförmiger Widerstand 19 und
ein unterseitiger streifenförmiger
Widerstand 20 vorgesehen sind. Die 18B und 18C sind
C-D-Schnitte der 17B und 17C, und die 19B und 19B sind
Flußdiagramme
von deren Herstellungsverfahren.
-
Bei den in den 18B und 17C gezeigten Ausführungsformen
ist es im Vergleich mit dem Aufzeichnungskopf der vierten Ausführungsform
von 17A einfacher, die
Wärme erzeugenden
Widerstände
und die Elektroden zu positionieren. Der Grund dafür ist, daß die Farbe
des Wärme
erzeugenden Widerstands aufgrund der schwarzen Farbe von Rutheniumoxid
schwarz ist, und die Strukturerkennung wird somit einfacher als
bei der Ausführungsform
von 17A.
-
Sechste Ausführungsform
-
Bei den vorstehenden Ausführungsformen ist
die Positionierung durch Verbesserung der Einrichtung zum Aufbringen
der Widerstandspaste für die
Bildung des Wärme
erzeugenden Widerstands erläutert
worden. Es ist jedoch auch möglich,
den Widerstand durch fotografische Strukturierung einer organischen
Trockenschicht_Membran und durch anschließendes Aufbringen der Widerstandspaste
gemäß den 20(i) bis (iv) zu positionieren.
In einem solchen Fall können
die Positionierung des streifenförmigen
Widerstands und der teilweise verbreiterten Elektrodenstruktur präzise durchgeführt werden,
indem vorab bestimmt wird, welcher Bereich den streifenförmigen Widerstand
in dem Gebiet bilden soll, in dem keine Trockenschicht zur Positionierung
vorhanden ist.
-
Die 20(i) bis
(iv) zeigen den Herstellungsablauf entlang der Schnittlinie E-F
in 20(a). 21 bezeichnet eine Trockenschicht
mit einer Dicke von ungefähr
25 μm. Die
Trockenschicht wird ursprünglich über der
gesamten Oberfläche
des Substrats aufgebracht und anschließend an dem Bereich entfernt,
wo der streifenförmige
Widerstand durch fotografische Strukturierung gebildet wird. Danach
wird mit Hilfe der Düse 14 die
Widerstandspaste 13 in den Bereich eingefüllt, wo
die Trockenschicht entfernt ist. Nach dem Einfüllen der Widerstandspaste wird
die Widerstandspaste getrocknet (bei ungefähr 150°C), um das Lösungsmittel zu verdampfen,
und anschließend
in einen Sinterofen mit einer Temperatur von ungefähr 800°C eingebracht.
Die organische Membran als die Trockenschicht zersetzt sich thermisch
bei einer Temperatur von ungefähr
300°C und
brennt bei einer Temperatur von 800°C aus, so daß nur der Widerstand verbleibt.
Somit kann der streifenförmige Widerstand
gebildet werden.
-
Siebte Ausführungsform
-
Bei den vorstehenden Ausführungsformen ist
der Thermokopf für
die Thermoaufzeichnung erläutert
worden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch bei einem Aufzeichnungskopf
angewandt werden, der Flüssigkeit
durch Joulesche Wärme
des Wärme
erzeugenden Widerstands ausstößt, indem Druckfarbe
auf dem Wärme
erzeugenden Widerstand angeordnet wird.
-
Die 21A, 21B und 22A, 22B sind
Perspektivansichten des Hauptbereichs des Aufzeichnungskopfes zum
Ausstoßen
von Flüssigkeit. 23 bezeichnet
ein Element, das über
der gemeinsamen Elektrodenleitung anzuordnen ist und eine Wand bildet.
Das Element bedeckt den Wärme
erzeugenden Widerstandsbereich des bei den vorhergehenden Ausführungsformen
gezeigten Thermokopfes und ist über
der gemeinsamen Elektro denleitung angeordnet, um einen Flüssigkeitskanal 24 entlang
jeder einzelnen Elektrode zu bilden. In der Praxis ist der gezeigte
Aufzeichnungskopf für
einen Tintenstrahldrucker ausgebildet. Obwohl nicht gezeigt, wird
die Druckfarbe über
eine Flüssigkeitszufuhrleitung
in den Flüssigkeitskanal 24 eingeleitet
und vorübergehend in
dem Flüssigkeitskanal
gehalten. In diesem Zustand wird durch Erwärmen des Wärme erzeugenden Widerstands
durch die Erwärmung
des Wärme erzeugenden
Widerstands eine Blase erzeugt, und diese bewirkt das Ausstoßen der
Druckfarbe. Die Position, an der das Ausstoßen erfolgt, wird auf ähnliche Weise
wie bei dem Thermokopf durch die einzelne Elektrode gesteuert. Das
Element 23, das die Wand bildet, dient auch dazu, den Blasendruck
in einer Richtung zu begrenzen. Selbst in diesem Fall, kann ähnlich wie
bei der vorhergehenden Ausführungsform
die teilweise verbreiterte Elektrodenleitung eine höhere Oberflächen-Spitzentemperatur
des Wärme erzeugenden
Widerstands haben, um den Effekt der Verbesserung der Druckleistung
selbst bei dem Flüssigkeitsausstoß zu erzielen.
Es ist zu beachten, daß eine
Schutzschicht mit einer Isoliereigenschaft, die die Wärme erzeugende
Widerstandselektrode bedeckt, in der Darstellung nicht gezeigt ist.
-
Achte Ausführungsform
-
Bei den vorhergehenden Ausführungsformen
ist der Wärmewiderstand
zwar mit den gemeinsamen Elektrodenleitungen und den einzelnen Elektrodenleitungen
ausgebildet; es kann jedoch möglich sein,
den Wärme
erzeugenden Widerstand 6 durch Vorsehen einer Vielzahl
von Elektroden 25 und eines streifenförmigen Widerstands 4 auf
dem Substrat zu bilden, wie 23 zeigt.
Dabei schwankt, wie durch eine Strichlinie in dem streifenförmigen Widerstand 4 gemäß 23 gezeigt ist, der Bereich,
der den kleinsten Widerstandswert jedes einzelnen Wärme erzeugenden
Widerstands 6 hat, und infolgedessen schwankt der höchste Erwärmungspunkt.
Selbst in diesem Fall kann eine Leistungsverbesserung erzielt werden,
indem der verbreiterte Bereich einer Vielzahl von Elektroden 25 teilweise
vorgesehen und der zentrale Bereich des streifenförmigen Wärme erzeugenden
Widerstands 6 in der Breitenrichtung mit dem verbreiterten
Bereichs der Elektroden positioniert wird.
-
Die 24A, 24B, 25A, 25B und 26 zeigen die Konstruktion
des Aufzeichnungskopfes zum Ausstoßen von Flüssigkeit unter Verwendung des
Thermokopfes.
-
In 26 bezeichnet 24 ein über dem
Wärme erzeugenden
Widerstand positioniertes Loch, durch das die Flüssigkeit ausgestoßen wird.
-
Bei dem Aufzeichnungskopf der gezeigten Ausführungsform
werden die Wärme
erzeugenden Widerstände
einzeln durch die Elektroden gesteuert. Beim Impulsabgleich des
Wärme erzeugenden
Widerstands wird der Widerstandswert gleichmäßiger, da die gezeigte Ausführungsform
im Gegensatz zu der vorstehenden ersten bis siebten Ausführungsform
nicht zwei parallele Widerstände
verwendet.
-
Neunte Ausführunasform
-
Bei der vorhergehenden Ausführungsform
ist zwar die Anordnung der Elektroden, des Wärme erzeugenden Widerstands,
der Wand, des Flüssigkeitskanals
usw. auf dem Substrat erläutert
worden; es ist jedoch möglich,
einen IC-Chip anzubringen, der einen Schaltkreis zum Treibendes
Wärme erzeugenden
Widerstands auf dem Substrat und einen Verbinder hat, der mit dem
IC-Chip integral zur Herstellung einer elektrischen Verbindung ausgebildet
ist, um den Aufzeichnungskopf zu bilden. Bei dieser Konstruktion
wird der Aufzeichnungskopf kompakt und leicht handhabbar. Wenn ferner
der Flüssigkeitskanal durch
Staub usw. blockiert ist, was eine Druckstörung verursacht, kann er auf
einfache Weise ersetzt werden.
-
28 zeigt
eine Ausführungsform,
bei der ein IC angebracht ist, um den Aufzeichnungskopf gemäß den 24A bis 25B zu bilden, und zeigt eine Schnittansicht
der Aufzeichnungsvorrichtung. Ferner zeigt 27 eine Ausführungsform, bei der der IC
als der Aufzeichnungskopf gemäß 26 angebracht ist.
-
In den 27 und 28 bezeichnet 26 einen IC-Chip,
der einen Schaltkreis zum Treiben des Wärme erzeugenden Widerstands
hat, 27 bezeichnet einen Golddraht mit einem Durchmesser
von ungefähr 30 μm zum Herstellen
einer Verbindung zwischen dem IC-Chip 26 und
der Elektrode 25 auf dem Substrat, 28 bezeichnet
ein Schutzharz zum Abdichten des Golddrahts, 29 bezeichnet
beispielsweise eine Leiterplatte, in der ein Verbinder 30 durch
Löten verbunden
ist, und eine Schaltkreisstruktur für ein Treibersignal des IC-Chips 26 ist
damit verbunden.
-
32 bezeichnet eine Trägerbasis
aus Aluminium, beispielsweise zum Abstützen der Leiterplatte 29, 33 bezeichnet
eine Schutzabdeckung für
den IC-Chip usw., 34 bezeichnet ein Aufzeichnungspapier, 35 bezeichnet
beispielsweise eine Farbstoff-Tintenflüssigkeit, die auf das Aufzeichnungspapier 34 durch
Joulesche Wärme
ausgestoßen
wird. 36 bezeichnet einen Walze zum Vorschub des Aufzeichnungspapiers 34.
-
Bei einem solchen Aufzeichnungskopf
kann ein fehlerhafter Kopf, bei dem der Flüssigkeitskanal durch Staub
oder dergleichen blockiert ist, von der Wand 23 abgenommen
und gereinigt werden, um als ein Aufzeichnungskopf im Normalzustand
wieder angebracht zu werden. Daher kann der Aufzeichnungskopf wiedergewonnen
werden, anstatt entsorgt zu werden.
-
Da die vorliegende Erfindung die
vorstehend erläuterte
Konstruktion hat, können
die nachstehenden Wirkungen erzielt werden.
-
Da der Abstand zwischen den ersten
und zweiten Elektroden an den zentralen Bereichen des Verbindungsbereichs
der ersten und zweiten Elektroden kleiner als der Abstand der ersten
und zweiten Elektroden an dem Ende des Verbindungsbereichs gemacht
ist, ist es möglich,
Größenschwankungen des
Druckpunkts zu verringern, Schwankungen beim Entwickeln der Druckfarbe
geringer zu machen und die Tondruckleistung zu verbessern.
-
Da ferner die Breiten der ersten
und zweiten Elektroden an dem zentralen Bereich des Verbindungsbereichs,
der mit dem Widerstand verbunden ist, im Vergleich mit denjenigen
an dem Ende des Verbindungsbereichs größer gemacht sind, ist es möglich, Größenschwankungen
des Druckpunkts zu verringern, Schwankungen bei der Entwicklung
der Druckfarbe geringer zu machen und die Tondruckleistung zu verbessern.
-
Da ferner die Breite einer von den
ersten und zweiten Elektroden an dem zentralen Bereich des Verbindungsbereichs,
der mit dem Widerstand verbunden ist, im Vergleich mit derjenigen
an dem Ende des Verbindungsbereichs größer gemacht ist, ist es möglich, Größenschwankungen
des Druckpunkts zu verringern, Schwankungen bei der Entwicklung
der Druckfarbe geringer zu machen und die Tondruckleistung zu verbessern.
-
Da außerdem jeweils ein Ende sämtlicher ersten
Elektroden so verbunden ist, daß die
gemeinsame Elektrode gebildet wird, und der Abstand zwischen den
gemeinsamen Elektrodenleitungen und den einzelnen Elektrodenleitungen
lokal kleiner gemacht ist, ein zentraler Bereich des Verbindungsbereichs,
der mit dem Widerstand verbunden ist, im Vergleich mit demjenigen
an dem Ende des Verbindungsbereichs breiter gemacht ist, ist es
möglich Größenschwankungen
des Druckpunkts zu verringern, Schwankungen bei der Entwicklung
der Druckfarbe geringer zu machen und die Tondruckleistung zu verbessern.
Durch Ausbilden der einzelnen Elektrodenleitungen mit einer gleichmäßigen Breite
und Ausbilden der gemeinsamen Elektrodenleitungen derart, daß sie einen
breiteren Bereich an dem zentralen Bereich an dem Verbindungsbereich
mit dem Widerstand haben, ist ein zentraler Bereich an dem Verbindungsbereich,
der mit dem Widerstand verbunden ist, im Vergleich mit demjenigen
an dem Ende des Verbindungsbereichs breiter gemacht, so daß es möglich ist,
Größenschwankungen
des Druckpunkts noch mehr zu verringern, Schwankungen bei der Entwicklung
der Druckfarbe noch geringer zu machen und die Tondruckleistung
weiter zu verbessern.
-
Ferner ist ein Druckflüssigkeit-Einfüllbereich so
vorgesehen, daß der
Widerstand zwischen den benachbarten ersten und zweiten Elektroden
bedeckt ist, und ein zentraler Bereich des Verbindungsbereichs,
der mit dem Widerstand verbunden ist, ist im Vergleich mit demjenigen
an dem Ende des Verbindungsbereichs breiter gemacht, so daß es möglich ist,
Größenschwankungen
der Druckpunkte durch Ausstoßen
von Druckflüssigkeit
auf das Aufzeichnungspapier zu verringern, Schwankungen bei der
Entwicklung der Druckfarbe geringer zu machen und die Tondruckleistung
zu verbessern.
-
Da außerdem der Druckflüssigkeit-Einfüllbereich
so angeordnet ist, daß er
den Widerstand zwischen den ersten Elektroden bedeckt, und ein zentraler
Bereich des Verbindungsbereichs, der mit dem Widerstand verbunden
ist, im Vergleich mit demjenigen an dem Ende des Verbindungsbereichs
breiter gemacht ist, ist es möglich,
Größenschwankungen des
Druckpunkts zu verringern, Schwankungen bei der Entwicklung der
Druckfarbe geringer zu machen und die Tondruckleistung zu verbessern.
-
Da ferner eine Einrichtung zum Treiben
des Widerstands und zur Eingabe des Signals zum Treiben des Widerstands
als integrale Treibereinrichtung ausgebildet ist, kann der Aufzeichnungskopf
als ein kompaktes Element ausgebildet sein, so daß dadurch
der Austausch des Aufzeichnungskopfes erleichtert wird.
-
Da außerdem das Herstellungsverfahren aufweist:
einen Schritt des Ausbildens der ersten und zweiten Elektroden derart,
daß sie
einen kleineren Abstand an dem zentralen Bereich des Verbindungsbereichs
der ersten und zweiten Elektroden als an demjenigen an dem Ende
des Verbindungsbereichs haben, einen Schritt des Ausbildens einer
Positionierstruktur für
den Widerstand auf dem Substrat, einen Schritt des Erkennens der
Höhe des
Isoliersubstrats, einen Schritt des Einstellens der Position der Aufbringdüse für die Widerstandspaste
in Abhängigkeit
von den Erkennungsergebnissen und einen Schritt des Aufbringens
der Widerstandspaste über dem
Isoliersubstrat und den ersten und zweiten Elektroden, ist es möglich, den
Aufzeichnungskopf gleichmäßiger herzustellen
und Schwankungen der Druckfarben-Entwicklungsdichte zu verringern.
-
Da ferner das Herstellungsverfahren
aufweist: einen Schritt des Ausbildens der ersten und zweiten Elektroden
derart, daß sie
einen kleineren Abstand an dem zentralen Bereich des Verbindungsbereichs
der ersten und zweiten Elektroden als an demjenigen an dem Ende
des Verbindungsbereichs haben, einen Schritt des haftenden Anbringens
einer organischen Membran auf dem Isoliersubstrat, auf dem die ersten
und zweiten Elektroden angeordnet sind, einen Schritt des Entfernens
der organischen Membran an einem Bereich, wo der Widerstand durch
fotografische Strukturierung gebildet ist, einen Schritt des Einfüllens der
Widerstandspaste in den Bereich, wo die organische Membran entfernt
wird, und einen Schritt des Entfernens der organischen Membran in
Verbindung mit dem Sintern der Widerstandspaste, um den Widerstand
zu bilden, ist es möglich,
den Aufzeichnungskopf gleichmäßiger herzustellen
und Schwankungen der Druckfarben-Entwicklungsdichte zu verringern.