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DE60033213T2 - Flüssigkeitsausstosskopf und Flüssigkeitsausstossvorrichtung - Google Patents

Flüssigkeitsausstosskopf und Flüssigkeitsausstossvorrichtung Download PDF

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DE60033213T2
DE60033213T2 DE60033213T DE60033213T DE60033213T2 DE 60033213 T2 DE60033213 T2 DE 60033213T2 DE 60033213 T DE60033213 T DE 60033213T DE 60033213 T DE60033213 T DE 60033213T DE 60033213 T2 DE60033213 T2 DE 60033213T2
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DE
Germany
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liquid
substrate
liquid ejection
sensor
ejection head
Prior art date
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DE60033213T
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Yoshiyuki Imanaka
Hiroyuki Ishinaga
Akihiro Yamanaka
Masahiko Kubota
Ryoji Inoue
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Canon Inc
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Priority claimed from JP15836099A external-priority patent/JP2000343701A/ja
Priority claimed from JP15864599A external-priority patent/JP2000343706A/ja
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsausstoßkopf zum Ausstoßen einer Flüssigkeit unter Verwendung von Wärmeenergie sowie ein Flüssigkeitsausstoßgerät unter Verwendung eines derartigen Flüssigkeitsausstoßkopfes.
  • Ein derartiger Flüssigkeitsausstoßkopf wird mit verschiedenen Mechanismen zum Erzielen eines stabilen Ausstoßvorgangs für Flüssigkeit (wie beispielsweise Tinte) versehen. Beispielsweise offenbart die japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 7-52387 einen mit einer Tintentemperatursteuerungsfunktion ausgerüsteten Tintenstrahlaufzeichnungskopf. Die Konfiguration eines derartigen Tintenstrahlaufzeichnungskopfes ist schematisch in 9 gezeigt, und 10 zeigt die Konfiguration eines auf einer Kopfbaugruppe eines derartigen Tintenstrahlaufzeichnungskopfes ausgebildeten Temperatursteuerungsabschnitts.
  • Unter Bezugnahme auf 9 ist der Tintenstrahlaufzeichnungskopf durch die Ausbildung von mehreren Heizelementen Hn auf einer Kopfbaugruppe 500 aufgebaut, wobei außerdem Partitionierungswände 501 zur Ausbildung von Tintenpfaden entsprechend den Heizelementen Hn ausgebildet sind, sowie durch das Anbringen einer oberen Platte 502 an die Partitionierungswände 501 zur Ausbildung einer Ausstoßöffnung 503, von Tintenpfaden 505, und einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 504. Die Kopfbaugruppe 500 wird gemäß 10 darauf bereitgestellt, und umfasst einen Temperatursensor 510 zur Erfassung der Kopftemperatur, Unterheizelemente 511a, 511b zum Regulieren der Kopftemperatur, sowie eine Temperatursteuerungsschaltung zum Ansteuern der Unterheizelemente 511a, 511b basierend auf der Ausgabe des Temperatursensors 510, der aus einem Analogwandler 512, einem Verstärker 513, einer Vergleichseinrichtung 514 und einer Unterheizelementansteuerungseinrichtung 515 zusammengesetzt ist.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Tintenstrahlaufzeichnungskopf werden die Unterheizelemente 511a, 511b gemäß der Ausgabe des Temperatursensors 510 gesteuert, wodurch die Kopftemperatur innerhalb eines gewünschten Temperaturbereichs gehalten wird.
  • Zum Erzielen eines stabileren Flüssigkeitsausstoßes wurde zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Steuerung der Kopftemperatur ein Verfahren zum Erfassen der Zustandsänderung der Düse in detaillierter Weise (durch Erfassen der Änderung im Widerstand oder der Temperatur durch die Flüssigkeit in jeder Düse), und zum Steuern der Ansteuerung der Flüssigkeitsausstoßheizelemente (der Wärmeerzeugungselemente) gemäß dem Ergebnis einer derartigen Erfassung erdacht. Da jedoch der Sensor zum Erfassen einer derartigen Zustandsänderung der Düse eine relativ hohe Ausgangsimpedanz aufweist, neigt die Ausgabe eines derartigen Sensors dazu, beispielsweise durch den Kopfansteuerungsstrom verursachte Rauschanteile zu tragen. Falls daher ein derartiger Sensor, auf dem die Heizelemente, die Ansteuerungsschaltung, Logikeinrichtungen usw. tragenden Elementsubstrat bereitgestellt ist, kann die Erfassungsgenauigkeit des Sensors durch die beispielsweise durch den Heizelementansteuerungsstrom verursachten Rauschanteile gestört werden. Insbesondere steigt der Strom (Heizelementansteuerungsstrom) in der Kopfbaugruppe aufgrund des jüngsten Anstieges in der Anzahl der Düsen im Flüssigkeitsausstoßkopf und in dessen Ansteuerungsgeschwindigkeit, so dass die vorstehend beschriebenen Rauschanteile zu einem wichtigen Faktor beim genauen Überwachen der Zustandsänderung der Düsen wurden.
  • Außerdem wurde in jüngster Zeit ein Kopf entwickelt, bei dem das Elementsubstrat und die obere Platte mit demselben Silikonmaterial ausgebildet sind, damit eine Verschiebung zwischen ihnen, die von der durch die Ansteuerung der Wärmeerzeugungselemente induzierten Wärmeausdehnung herrührt, vermieden wird, und eine derartige Konfiguration ermöglichte das geeignete Verteilen des Sensors und verschiedener Schaltungselemente auf einem derartigen Elementsubstrat bzw. oberen Platte gemäß der Funktionen derartiger Elemente, aber ein das vorstehend beschriebene Rauschproblem beachtender Kopf wurde nie entwickelt und nachgefragt.
  • Zudem kann das Ausgangssignal des Sensors vom Einfluss der Rauschelemente durch Verstärkung mit einem Verstärker befreit werden, aber derartige Rauschelemente neigen dazu, aufgegriffen zu werden, falls der Abstand zwischen dem Sensor und dem Verstärker ansteigt. Daher ist es wichtig, das Rauschproblem auch beim Bestimmen des positionellen Zusammenhags zwischen dem Sensor und dem Verstärker in Betracht zu ziehen.
  • Die Druckschrift EP 0 819 531 A2 offenbart einen Flüssigkeitsausstoßkopf, eine Kopfpatrone und ein Flüssigkeitsausstoßgerät. Im Einzelnen ist ein Flüssigkeitsausstoßverfahren unter Verwendung eines beweglichen Elementes mit einer Konfiguration zur Erfassung der Gegenwart oder Abwesenheit von Flüssigkeit im Flüssigkeitspfad oder des Ausstoßzustandes der Flüssigkeit offenbart. Zudem kann das Elementsubstrat des Flüssigkeitsausstoßkopfes elektrisch leitend gemacht werden, und eine Partitionierungswand zum Trennen eines Flüssigkeitspfades für die auszustoßende Flüssigkeit und ein Flüssigkeitspfad zum Erzeugen von Energie für den Flüssigkeitsausstoß bei Erwärmung wird ebenfalls elektrisch leitend gemacht, und ein Erfassungsimpuls wird an die Partitionierungswand zum Erfassen der Differenz im Potential oder der Variation bei der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Elementsubstrat und der Partitionswand angelegt, wodurch die Gegenwart oder Abwesenheit von Flüssigkeit im kleinen Flüssigkeitspfad erfasst wird. Außerdem kann die elektrostatische Kapazität zwischen einer in einer fixierten Position des Flüssigkeitsausstoßkopfes bereitgestellten fixierten Elektrode und einer auf dem beweglichen Element bereitgestellten beweglichen Elektrode erfasst werden, und der Ausstoßzustand der Flüssigkeit kann gemäß dem Funktionszustand des beweglichen Elementes beurteilt werden.
  • Die Druckschrift US-A-5 721 574 offenbart ferner einen Tintenerfassungsmechanismus für einen Flüssigtintendrucker mit einem Flüssigtintendruckkopf mit einer Vielzahl von in einer Tintenausstoßöffnung endenden Tintenbeförderungsleitungen. Der Tintenerfassungsmechanismus erfasst die Gegenwart von Tinte innerhalb der Tintenbeförderungsleitung und beinhaltet eine in einem Durchlasszustand gehaltene Durchlassschaltung, wenn die Tintenbeförderungsleitung keine Tinte aufweist. Die Flüssigkeitserfassungsvorrichtung beinhaltet eine Erfassungssonde, die mit Abstand zu einem in der Tintenbeförderungsleitung angeordneten Energiewandlerelement derart angeordnet ist, dass die Gegenwart von Tinte zwischen dem Ort der Erfassungssonde und dem Ort des Energiewandlerelementes erfasst wird. Ein Signal wird durch eine Erfassungsschaltung für alle Kanäle des Druckkopfes erzeugt. Jedes Signal wird dann aufsummiert, und ein Erfassungssignal wird erzeugt, das angibt, ob die ganze Anordnung an Druckkopfdüsen vorbereitet werden soll oder nicht. Die Erfassung von Tinte innerhalb der Kanäle wird durchgeführt, ohne dass Tinte aus den Kanälen ausgestoßen werden muss.
  • In Anbetracht der vorstehenden Beschreibung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen zu einem stabileren Flüssigkeitsausstoß befähigten Flüssigkeitsausstoßkopf sowie ein mit einem derartigen Flüssigkeitsausstoßkopf versehenes Flüssigkeitsausstoßgerät bereitzustellen.
  • Erfindungsgemäß kann die vorstehend angeführte Aufgabe durch einen Flüssigkeitsausstoßkopf erzielt werden, mit einem ersten und einem zweiten Substrat, die miteinander zum Bilden von vielen Ausstoßöffnungen und vielen mit diesen kommunizierenden Flüssigkeitspfaden verbunden sind, wobei das erste Substrat Energiewandlerelemente zum Umwandeln von elektrischer Energie in Energie zum Ausstoßen der Flüssigkeit in den Flüssigkeitspfaden in den jeweiligen Flüssigkeitspfaden trägt, während das zweite Substrat Erfassungselemente zum Erfassen eines Flüssigkeitszustands in den Flüssigkeitspfaden in den jeweiligen Flüssigkeitspfaden trägt, sowie eine Verstärkungseinrichtung zum Verstärken der jeweiligen Ausgaben der Erfassungselemente trägt.
  • Außerdem wird erfindungsgemäß ein Flüssigkeitsausstoßgerät bereitgestellt, welches durch den vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsausstoßkopf und das Ansteuern der Energieerzeugungselemente des den Flüssigkeitsausstoßkopf bildenden ersten Substrates unter einer Einstellung basierend auf dem Ergebnis der Erfassung durch die Erfassungselemente des den Flüssigkeitsausstoßkopf bildenden zweiten Substrates gekennzeichnet ist, wodurch Flüssigkeit auf ein Aufzeichnungsmedium zur Ausbildung einer Aufzeichnung darauf ausgestoßen wird.
  • Da gemäß vorstehender Beschreibung erfindungsgemäß die Erfassungselemente und die Verstärkereinrichtung auf dem zweiten Substrat bereitgestellt werden, welches von dem die Energiewandlerelemente tragenden ersten Substrat verschieden ist, sind die Ausgaben der Erfassungselemente durch das bei der Ansteuerung der Energiewandlerelemente erzeugte Rauschen (des Heizelementansteuerungsstromes) weniger gestört, und der Abstand zwischen dem Erfassungselement und der Verstärkereinrichtung kann kürzer ausgebildet sein, so dass die Präzision der Erfassung nicht verschlechtert wird.
  • Außerdem werden erfindungsgemäß die Erfassungselemente und die Verstärkereinrichtung auf dem zweiten Substrat ausgebildet, welches im Vergleich zu dem die Energiewandlerelemente tragenden ersten Substrat geräumiger ist, so dass das vorstehend beschriebene Problem von begrenztem Platz nicht anzutreffen ist.
  • Weiterhin werden bei einem mit einer Schalteinrichtung zum Umschalten der Erfassungsorte versehenen Flüssigkeitsausstoßkopf die Erfassungselemente seriell angesteuert, so dass der Platz zum Positionieren derartiger Erfassungselemente auf dem zweiten Substrat begrenzt sein kann.
  • Erfindungsgemäß wird außerdem ein Flüssigkeitsausstoßkopf mit einem ersten und einem zweiten Substrat bereitgestellt, die miteinander zur Ausbildung von vielen Ausstoßöffnungen und mit den Ausstoßöffnungen jeweils kommunizierenden vielen Flüssigkeitspfaden miteinander verbunden sind, wobei das erste Substrat mit Energiewandlerelementen zum Umwandeln von elektrischer Energie in Energie zum Ausstoßen der Flüssigkeit in den Flüssigkeitspfaden jeweils entsprechend den Flüssigkeitspfaden versehen ist, und das zweite Substrat mit Erfassungselementen zum Erfassen des Zustands der Flüssigkeit in den Flüssigkeitspfaden jeweils entsprechend den Flüssigkeitspfaden sowie mit einer Verstärkungseinrichtung zum Verstärken der jeweiligen Ausgaben der Erfassungselemente versehen ist.
  • Erfindungsgemäß wird außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstoßkopfes bereitgestellt, der viele Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen von Flüssigkeit; ein erstes und ein zweites Substrat, die zur Ausbildung von mit den Ausstoßöffnungen jeweils kommunizierenden vielen Flüssigkeitspfaden miteinander verbunden sind; viele Energiewandlerelemente, die jeweils in den Flüssigkeitspfaden bereitgestellt sind, zum Umwandeln von elektrischer Energie in Energie zum Ausstoßen der Flüssigkeit in den Flüssigkeitspfaden; und viele Elemente oder elektrische Schaltungen verschiedener Funktionen zum Steuern des Ansteuerungszustandes der Energiewandlerelemente beinhaltet, wobei die Elemente oder elektrische Schaltungen auf dem ersten und dem zweiten Substrat gemäß ihrer Funktionen aufgeteilt bereitgestellt sind, das Verfahren umfasst dabei: einen Schritt zum Ausbilden von vielen vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitten entweder auf dem ersten oder auf dem zweiten Substrat zum gegenseitigen und elektrischen Verbinden der Elemente oder elektrischen Schaltungen des ersten und des zweiten Substrates; einen Schritt zum Ausbilden von vielen zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitten auf dem anderen Substrat zum jeweiligen Eingreifen mit den vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitten und zur elektrischen Verbindung damit; und einem Schritt zum Eingreifen der vielen vorspringenden elektrischen Verbindungsabschnitte mit den jeweiligen entsprechenden vielen zurückgesetzten Verbindungsabschnitten beim Verbinden des ersten und des zweiten Substrates.
  • Erfindungsgemäß ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstoßkopfes bereitgestellt, der viele Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen von Flüssigkeit; ein erstes und ein zweites Substrat, die zur Ausbildung von mit den Ausstoßöffnungen jeweils kommunizierenden vielen Flüssigkeitspfaden miteinander zu verbinden sind; vielen Energiewandlerelementen, die jeweils in den Flüssigkeitspfaden bereitgestellt sind, zum Umwandeln von elektrischer Energie in Energie zum Ausstoßen der Flüssigkeit in den Flüssigkeitspfaden; und vielen Elementen oder elektrischen Schaltungen mit verschiedenen Funktionen zum Steuern des Ansteuerungszustandes der Energiewandlerelemente beinhaltet, wobei die Elemente oder elektrischen Schaltungen auf dem ersten und dem zweiten Substrat gemäß der Funktionen aufgeteilt bereitgestellt sind, das Verfahren umfasst dabei: einen Schritt zum Vorbereiten eines ersten Siliziumwafers mit vielen ersten Substraten, die jeweils mit einem ersten elektrischen Verbindungsabschnitt zum gegenseitigen und elektrischen Verbinden der Elemente oder elektrischen Schaltungen des ersten und des zweiten Substrates versehen sind; einem Schritt zum Vorbereiten eines zweiten Siliziumwafers mit vielen zweiten Substraten, die jeweils mit einem zweiten elektrischen Verbindungsabschnitt zum gegenseitigen und elektrischen Verbinden der Elemente oder elektrischen Schaltungen des ersten und des zweiten Substrates versehen sind; einem Auftreffschritt zum Auftreffen des ersten Siliziumwafers auf den zweiten Siliziumwafer derart, dass der erste elektrische Verbindungsabschnitt dem zweiten elektrischen Verbindungsabschnitt entsprechend dem ersten elektrischen Verbindungsabschnitt gegenüberliegt; einem Verbindungsschritt zum Verbinden des ersten elektrischen Verbindungsabschnitts mit dem zweiten elektrischen Verbindungsabschnitt entsprechend dem ersten elektrischen Verbindungsabschnitt durch eutektische Verbindung; und einem Schneideschritt zum integrierten Schneiden der verbundenen ersten und zweiten Siliziumwafer nach dem Verbindungsschritt.
  • Bei der vorliegenden Beschreibung definiert das Wort „stromaufwärts" oder „stromabwärts" eine Position bezüglich der Richtung des Flüssigkeitsflusses von einer Flüssigkeitszufuhrquelle zu einer Ausstoßöffnung durch einen Blasenerzeugungsbereich (oder ein bewegliches Element) oder bezüglich der Richtung in einer derartigen Konfiguration.
  • Die 1A und 1B zeigen Ansichten der Konfiguration eines ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bildenden Flüssigkeitsausstoßkopfes, wobei 1A eine Draufsicht eines Elementsubstrates zeigt, während 1B eine Draufsicht einer oberen Platte zeigt;
  • 2 zeigt eine Schnittansicht entlang des Flüssigkeitspfades der Konfiguration eines die vorliegende Erfindung verkörpernden Flüssigkeitsausstoßkopfes;
  • Die 3A und 3B zeigen Ansichten eines mit einem Flüssigkeitsviskositätssensor versehenen Flüssigkeitsausstoßkopfes bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, während 3A eine Schnittansicht entlang dem Flüssigkeitspfad des Flüssigkeitsausstoßkopfes zeigt, und 3B ein schematisches Schaltdiagramm einer Viskositätsmessschaltung zeigt;
  • 4 zeigt eine Draufsicht einer Flüssigkeitsausstoßkopfeinheit, welche den in 1 gezeigten Flüssigkeitsausstoßkopf trägt;
  • 5 zeigt eine Ansicht eines Flüssigkeitsausstoßkopfes, der zum Steuern der Temperatur des Elementsubstrates befähigt ist, und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet;
  • Die 6A und 6B zeigen Variationen der Erfindung, wobei 6A eine Draufsicht eines Elementsubstrates zeigt, während 6B eine Draufsicht einer oberen Platte zeigt;
  • Die 7A und 7B zeigen Ansichten einer Variation der Erfindung, während 7A eine Draufsicht eines Elementsubstrates zeigt, und 7B eine Draufsicht einer oberen Platte zeigt;
  • Die 8A und 8B zeigen Ansichten einer Variation der Erfindung, wobei 8A eine Draufsicht eines Elementsubstrates zeigt, während 8B eine Draufsicht einer oberen Platte zeigt;
  • 9 zeigt eine schematische Ansicht der Konfiguration eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes;
  • 10 zeigt ein Schaltdiagramm der Konfiguration einer auf einem Kopfsubstrat des in 9 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfes ausgebildeten Temperatursteuerungsschaltung;
  • Die 11A, 11B, 11C und 11D zeigen Ansichten von Schritten zum Verbinden der oberen Platte des Elementsubstrates, welche bewegliche Elemente und Flüssigkeitspfadwände darauf trägt, bei dem nicht beanspruchten zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 12 zeigt eine Ansicht des die Lage betreffenden Zusammenhangs zwischen einem Goldkontaktkügelchen und einem zurückgesetzten Elektrodenabschnitt;
  • Die 13A, 13B und 13C zeigen Ansichten eines Beispiels für das Verfahren zur Herstellung des Flüssigkeitsausstoßkopfes gemäß dem nicht beanspruchten zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 14 zeigt eine Ansicht einer oberen Platte bei einem nicht beanspruchten dritten Ausführungsbeispiel;
  • 15 zeigt eine Ansicht eines Elementsubstrates (Heizelementbaugruppe) bei dem nicht beanspruchten dritten Ausführungsbeispiel;
  • 16 zeigt eine schematische Ansicht eines Schritts zum Verbinden einer oberen Platte;
  • 17 zeigt eine detaillierte Ansicht der oberen Platte und des Elementsubstrates (Heizelementbaugruppe) bei dem nicht beanspruchten dritten Ausführungsbeispiel;
  • Die 18A und 18B zeigen schematische Ansichten des Verbindungsverfahrens für die obere Platte bei einem nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines drucksensitiven Gummis;
  • Die 19A und 19B zeigen schematische Ansichten des Verbindungsverfahrens für die obere Platte bei einem nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel unter Verwendung einer piezoelektrischen Polymerschicht;
  • 20 zeigt eine schematische Ansicht eines Drucksensors basierend auf der Messung von zufällig reflektiertem Licht;
  • 21 zeigt eine Ansicht eines Halbleiterdrucksensors;
  • 22 zeigt eine Draufsicht eines Elementsubstrates, einer oberen Platte und einer Flüssigkeitsausstoßkopfeinheit, der durch Kombinieren des Elementsubstrates und der oberen Platte ausgebildet ist, wobei ein nicht beanspruchtes viertes Ausführungsbeispiel gebildet wird, bei dem ein TAB zum Herausführen der elektrischen Signale sowohl in dem Elementsubstrat als auch in der oberen Platte bereitgestellt ist;
  • 23 zeigt eine schematische Ansicht eines durch Parallelelektroden ausgebildeten Positionssensors (Kondensators) 1221;
  • 24 zeigt eine Ansicht der Form der den Positionssensor 1221 bildenden Elektroden;
  • Die 25A und 25B zeigen Ansichten der Position der Elektroden, wenn das Elementsubstrat und die obere Platte verbunden werden;
  • 26 zeigt ein Schaltdiagramm eines Beispiels einer Schaltung zur Erfassung des die Lage betreffenden Zusammenhangs zwischen dem Elementsubstrat und der oberen Platte durch einen Kondensator;
  • 27 zeigt eine Draufsicht ähnlich zu 22, wobei ein Ausführungsbeispiel gezeigt ist, bei dem ein TAB zum Herausführen von elektrischen Signalen nur in dem ersten Substrat bereitgestellt ist;
  • 28 zeigt eine Ansicht der Form der Elektroden bei einem anderen nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel, bei dem die den Positionssensor 1221 bildenden Elektroden annähernd dieselben Dimensionen aufweisen;
  • Die 29A und 29B zeigen Ansichten der Schaltungskonfiguration des in 1 gezeigten Flüssigkeitsausstoßkopfes, wobei 29A eine Draufsicht eines Elementsubstrates zeigt, während 29B eine Draufsicht einer oberen Platte zeigt;
  • 30 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels der Konfiguration eines in dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsausstoßkopf bereitgestellten Sensors;
  • 31 zeigt eine schematische Ansicht der Konfiguration im Falle eines in dem Elementsubstrat ausgebildeten Spracheingabesensors unter Verwendung des in 30 gezeigten Siliziumdehnmesswandlers;
  • 32 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung des Ablaufs der Spracherkennung;
  • 33 zeigt ein Blockschaltbild des Signalflusses bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • Die 34A und 34B zeigen Ansichten eines Beispiels für die Schaltungskonfiguration für das Elementsubstrat 1 zum Steuern der den Wärmeerzeugungselementen und der oberen Platte 3 zuzuführenden Energie;
  • 35 zeigt eine Ansicht zur konzeptionellen Darstellung der Funktion eines Bildsensors 43 und einer Sensoransteuerungsschaltung 47, wie sie in den 34A und 34B gezeigt sind;
  • 36 zeigt ein Ersatzschaltbild eines MOSFET-Bildsensors, bei dem die Bildsensoren mit zweidimensionalen Adressen versehen sind, und die Adressen aufeinander folgend durch ein digitales Schieberegister abgetastet werden;
  • 37 zeigt eine Ansicht der Konfiguration eines MOSFET-Bildsensors, bei dem die Bildsensoren mit zweidimensionalen Adressen versehen sind, und die Adressen aufeinander folgend durch ein digitales Schieberegister abgetastet werden;
  • 38 zeigt eine Ansicht der Konfiguration eines Bildsensors, bei dem die MOSFET-Bildsensoren zweidimensional angeordnet sind, und mit Schieberegistern zum Steuern von horizontalen und vertikalen Abtastvorgängen kombiniert sind;
  • 39 zeigt eine Schnittansicht der Konfiguration eines Lichtmengensensors unter Verwendung des Fotovoltaikeffekts;
  • 40 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des tragbaren Aufzeichnungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Zustand im Verlaufe eines Druckvorgangs; und
  • Die 41 und 42 zeigen perspektivische Ansichten des in 40 gezeigten Aufzeichnungsgerätes in einem Zustand während des Transports.
  • [Erstes Ausführungsbeispiel]
  • Nachstehend ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
  • Zunächst ist nachstehend kurz die Konfiguration des erfindungsgemäß anwendbaren Flüssigkeitsausstoßkopfes beschrieben. Der erfindungsgemäß anwendbare Flüssigkeitsausstoßkopf weist eine derartige Struktur auf, bei der ein Elementsubstrat und eine obere Platte zur Ausbildung von vielen Ausstoßöffnungen und damit jeweils kommunizierenden vielen Flüssigkeitspfaden miteinander verbunden sind. 2 zeigt ein Beispiel des erfindungsgemäß anwendbaren Flüssigkeitsausstoßkopfes.
  • Der in 2 gezeigte Flüssigkeitsausstoßkopf ist mit einem Elementsubstrat 1, auf dem viele Wärmeerzeugungselemente 2 (wobei in 2 nur eins gezeigt ist) parallel zur Bereitstellung von Wärmeenergie zur Erzeugung einer Blase in einer Flüssigkeit ausgebildet sind, einer auf dem Elementsubstrat 1 verbundenen oberen Platte 3, einer mit der vorderen Endfläche des Elementsubstrates 1 und der oberen Platte 3 verbundenen Öffnungsplatte 4, und einem beweglichen Element 6 versehen, das in einem durch das Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 ausgebildeten Flüssigkeitspfad 7 bereitgestellt ist.
  • Das Elementsubstrat 1 wird durch Ausbilden auf einem Siliziumsubstrat oder dergleichen einer Siliziumoxidschicht oder einer Siliziumnitridschicht zur elektrischen Isolation und Wärmeansammlung sowie durch Strukturieren einer ein Wärmeerzeugungselement 2 und Leiterbahnen dafür bildenden elektrischen Widerstandsschicht erhalten. Eine Spannung wird von diesen Leiterbahnen an die elektrische Widerstandsschicht zur Induktion eines Stromes darin angelegt, wodurch das Wärmeerzeugungselement 2 Wärme erzeugt.
  • Die obere Platte 3 ist zum Bilden von vielen Flüssigkeitspfaden 7 jeweils entsprechend den Wärmeerzeugungselementen 2 und einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 8 zur Versorgung der Flüssigkeitspfade 7 mit Flüssigkeit versehen, und ist mit in die Räume zwischen den Wärmeerzeugungselementen 2 sich erstreckenden Flüssigkeitspfadwänden 9 integriert versehen. Die obere Platte 3 setzt sich aus einem Silizium enthaltenden Material zusammen, und wird durch Ausbilden des Musters der Flüssigkeitspfade 7 und der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 8 durch Ätzen, oder durch Abscheiden des Materials für die Flüssigkeitspfadwände 9 wie etwa Siliziumnitrid oder Siliziumoxid durch ein bekanntes Schichtausbildungsverfahren wie etwa CVD auf dem Siliziumsubstrat und Wegätzen des Abschnitts der Flüssigkeitspfade 7 erhalten. Zudem kann die obere Platte 3 im Verlauf seiner Herstellung ferner mit Schaltungselementen eines nachstehend zu beschreibenden Temperatursteuerungsabschnitts als Merkmal der Erfindung versehen sein.
  • Die Öffnungsplatte 4 ist mit vielen Ausstoßöffnungen 5 jeweils entsprechend der Flüssigkeitspfade 7 und mit der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 8 durch die Flüssigkeitspfade 7 jeweils kommunizierend versehen. Außerdem setzt sich die Öffnungsplatte 4 aus einem Silizium enthaltenden Material zusammen, und wird beispielsweise durch Schleifen des die Ausstoßöffnungen 5 tragenden Siliziumsubstrates auf eine Dicke von 10 bis 150 μm erhalten. Die Öffnungsplatte 4 ist kein unverzichtbarer Bestandteil der Erfindung und kann durch eine obere Platte mit Ausstoßöffnungen ersetzt werden, die durch Belassen einer Wand entsprechend der Dicke der Öffnungsplatte 4 an der vorderen Endfläche der oberen Platte 3 bei der Ausbildung der Flüssigkeitspfade 7 darauf sowie Ausbilden der Ausstoßöffnungen 5 in dem somit verbliebenen Wandabschnitt ersetzt werden.
  • Das bewegliche Element 6 ist eine Dünnschicht, die als ein an einem Ende gestützter Träger ausgebildet ist, so dass es dem Wärmeerzeugungselement 2 zugewandt ist, damit der Flüssigkeitspfad 7 in einen mit dem Ausstoßgerät 5 kommunizierenden ersten Flüssigkeitspfad 7a und einen das Wärmeerzeugungselement 2 enthaltenden zweiten Flüssigkeitspfad 7b separiert ist, und wird mit einem Silizium enthaltenden Material wie etwa Siliziumnitrid oder Siliziumoxid ausgebildet.
  • Das bewegliche Element 6 ist an einer Position bereitgestellt, die dem Wärmeerzeugungselement 2 mit einem vorbestimmten Abstand davon gegenüberliegt, so dass es dieses bedeckt, wobei es eine Drehachse 6a auf der stromaufwärts gelegenen Seite eines Hauptflusses der Flüssigkeit von der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 8 durch das bewegliche Element 6 zur Ausstoßöffnung 5 aufgrund des Flüssigkeitsausstoßvorgangs und ein freies Ende 6b auf der stromabwärts gelegenen Seite bezüglich der Drehachse 6a aufweist. Der Abstand zwischen dem Wärmeerzeugungselement 2 und dem beweglichen Element 6 bildet einen Blasenerzeugungsbereich 10.
  • Wenn das Wärmeerzeugungselement 2 bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration Wärme erzeugt, wirkt die erzeugte Wärme auf die Flüssigkeit in dem Blasenerzeugungsbereich 10 zwischen dem beweglichen Element 6 und dem Wärmeerzeugungselement 2 ein, wodurch eine Blase erzeugt wird, und auf dem Wärmeerzeugungselement 2 durch das Filmsiedephänomen wächst. Der von dem Blasenwachstum resultierende Druck wirkt vorzugsweise auf das bewegliche Element 6 ein, welches somit verschoben wird, und sich zu der Ausstoßöffnung 5 um die Drehachse 6a öffnet, wie es in 2 durch eine durchbrochene Linie gezeigt ist. Durch die Verschiebung des beweglichen Elementes 6 wird die Ausbreitung des von der Blasenerzeugung oder dem Blasenwachstum selbst resultierenden Drucks zu der Ausstoßöffnung 5 geleitet, wodurch die Flüssigkeit aus dieser ausgestoßen wird.
  • Somit leitet die Gegenwart des beweglichen Elementes 6 mit der Drehachse 6a auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Flüssigkeitsflusses in dem Flüssigkeitspfad 7 (nämlich auf der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 8) und mit dem freien Ende 6b auf der stromabwärts gelegenen Seite (nämlich auf der Seite der Ausstoßöffnung 5) in dem Blasenerzeugungsbereich die Ausbreitung des Blasendrucks auf die stromabwärts gelegene Seite, wodurch der Blasendruck effektiv und unmittelbar zum Flüssigkeitsausstoß beiträgt. Außerdem wird die Richtung des Wachstums der Blase selbst in ähnlicher Weise wie die Druckausbreitung zu der stromabwärts gelegenen Seite geleitet, wodurch die Blase stärker auf der stromabwärts gelegenen Seite als auf der stromaufwärts gelegenen Seite wächst. Eine derartige Steuerung der Wachstumsrichtung selbst oder der Blase und der Ausbreitungsrichtung des Blasendrucks mittels des beweglichen Elementes erlaubt eine Verbesserung der Grundausstoßeigenschaften wie etwa die Ausstoßeffizienz, die Ausstoßkraft oder die Ausstoßgeschwindigkeit.
  • Sobald die Blase einen Blasenquetschzustand annimmt, verschwindet andererseits die Blase rasch durch die multiplizierende Wirkung mit der elastischen Kraft des beweglichen Elementes 6, wodurch das bewegliche Element 6 schließlich in die Anfangsposition zurückkehrt, wie es in 2 durch eine durchgezogene Linie angegeben ist. Um in diesem Zustand die Volumenabnahme der Blase in dem Blasenerzeugungsbereich 10 und das Volumen der Ausstoßflüssigkeit wieder aufzufüllen, fließt die Flüssigkeit von der stromaufwärts gelegenen Seite oder von der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 8 ein, damit eine Flüssigkeitsneubefüllung in dem Flüssigkeitspfad 7 erzielt wird, und eine derartige Flüssigkeitsneubefüllung kann effizient und stabil durch den Beitrag der Rückkehrwirkung des beweglichen Elementes 6 erzielt werden.
  • Nachstehend ist die Anordnung der Schaltungselemente als Merkmal des Flüssigkeitsausstoßkopfes der Erfindung näher beschrieben. Die 1A und 1B zeigen die Anordnung der auf dem Elementsubstrat auszubildenden Schaltungselemente und die obere Platte des Flüssigkeitsausstoßkopfes bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Gemäß 1A ist ein Elementsubstrat 31 (entsprechend dem Elementsubstrat 1 aus 2) mit in einer linearen Anordnung angeordneten Wärmeerzeugungselementen 32 (entsprechend den Wärmeerzeugungselementen 2 aus 2), als Ansteuerungselemente arbeitende Leistungstransistoren 41, und Tore 39 zum Steuern der Funktionen der Leistungstransistoren 41, einer Ansteuerungszeitpunktsteuerungslogikschaltung 38 zum Steuern des Ansteuerungszeitpunkts der Leistungstransistoren 41, einer durch ein Schieberegister und einer Signalspeicherschaltung gebildeten Bilddatenübertragungsschaltung 42, und einem Stufenheizelement 43 zum unmittelbaren Erfassen des Widerstands oder der Temperatur der Wärmeerzeugungselemente 32 versehen.
  • Die Ansteuerungszeitpunktsteuerungslogikschaltung 38 ist zum Ansteuern der Wärmeerzeugungselemente 32 auf verteilte Weise auf Zeitmultiplexbasis anstelle einer gleichzeitigen Ansteuerung bereitgestellt, damit die Energiezufuhrkapazität des Gerätes reduziert wird, und Freigabesignale zum Aktivieren der Logikschaltung 38 werden von Freigabesignaleingabeanschlüssen 45k bis 45n eingegeben, welche eine externe Kontaktanschlussfläche bilden.
  • Zusätzlich zu den Freigabesignaleingabeanschlüssen 45k bis 45n beinhaltet die auf dem Elementsubstrat 31 bereitgestellte externe Kontaktanschlussfläche einen Eingabeanschluss 45a für die Energiezufuhr zum Ansteuern der Wärmeerzeugungselemente 32, einen Masseanschluss 45b für die Leistungstransistoren 41, Signaleingabeanschlüsse 45c bis 45e zum Steuern der Energie zum Ansteuern der Wärmeerzeugungselemente 32, ein Ansteuerungsenergiezufuhranschluss 45f für die Logikschaltung, einen Masseanschluss 45g, einen Eingabeanschluss 45i für die in das Schieberegister der Bilddatenübertragungsschaltung 42 eingegebenen seriellen Daten, einen Eingabeanschluss 45h für ein mit den seriellen Daten synchronisiertes serielles Taktsignal, und einen Eingabeanschluss 45j für ein in die Signalspeicherschaltung einzugebendes Signalspeichertaktsignal.
  • Andererseits ist gemäß 1B eine (der oberen Platte 3 aus 2 entsprechende) obere Platte 33 mit einem Sensorabschnitt 11 mit für die Flüssigkeitspfade zur Erfassung der Änderung im Widerstand oder der Temperatur durch die Flüssigkeit jeweils bereitgestellten Sensoren, einem Auswahlschalter 12 zum aufeinander folgenden Auswählen der Sensoren des Sensorabschnittes 11, einem Verstärker 13 zum Verstärken der Ausgabe des durch den Auswahlschalter 12 ausgewählten Sensors, einer Sensoransteuerungsschaltung 47 zum Ansteuern des durch den Auswahlschalter 12 ausgewählten Sensors und des Stufenheizelementes 43, einer Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 zum Überwachen der Ausgaben des Verstärkers 13 und des Stufenheizelementes 43 und demgemäßes Steuern der den Wärmeerzeugungselementen 32 zugeführten Energie, sowie einem Speicher 49 zum Speichern von Codes versehen, die gemäß den Widerstandsdaten (oder Temperaturdaten) oder dem durch die Sensoren des Sensorabschnitts 11 erfassten Widerstand (oder Temperatur) sowie der im Voraus für das jeweilige Wärmeerzeugungselement 32 als Kopfinformationen gemessenen Flüssigkeitsausstoßeigenschaften (die Flüssigkeitsausstoßmenge durch das Anlegen eines vorbestimmten Impulses unter einer vorbestimmten Temperatur) abgestuft sind, wobei derartige Kopfinformationen der Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 zugeführt werden.
  • Als Kontaktanschlussflächen zur Verbindung sind das Elementsubstrat 31 und die obere Platte 33 mit Anschlüssen 44g, 44h, 48g, 48h zum Verbinden des Stufenheizelementes 43 und der Sensoransteuerungsschaltung 47, Anschlüssen 44b bis 44d, 48b bis 48d zum Verbinden der Eingabeanschlüsse 45c bis 45e für externe Signale zum Steuern der Energie zum Ansteuern der Wärmeerzeugungselemente 32 mit der Ansteuerungssignalsteuerschaltung 48, und einem Anschluss 48a zum Eingeben von deren Ausgabe in einen Eingabeanschluss jeder der AND-Tore 39 versehen.
  • Bei dem Flüssigkeitsausstoßkopf nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration erfasst das Stufenheizelement 43 unmittelbar die Zustandsänderung des Wärmeerzeugungselementes 32 (oder dessen Umgebung) des Elementsubstrates 31, und jeder Sensor des Sensorabschnittes 11 erfasst die Feinzustandsänderung der Flüssigkeit in jedem Flüssigkeitspfad, und die Wärmeerzeugungselemente 32 werden gemäß dem Ergebnis einer derartigen Erfassung gesteuert. Nachstehend erfolgt eine detaillierte Beschreibung für jeden Ansteuerungssteuervorgang.
  • <Ansteuerungssteuerung unter Verwendung des Sensorabschnittes 11>
  • Der Sensorabschnitt 11 erfasst die Zustandsänderung in jedem Flüssigkeitspfad (Düse), nämlich die Änderung im Widerstand oder der Temperatur durch die Flüssigkeit. Nachstehend ist die Funktion für den Fall beschrieben, dass der Sensorabschnitt 11 aus Widerstandssensoren zusammengesetzt ist.
  • Zunächst wählt der Auswahlschalter 12 einen der Sensoren des Sensorabschnittes 11 aus, und der ausgewählte Sensor wird durch die Sensoransteuerungsschaltung 47 aktiviert. Das Ergebnis der Erfassung (Widerstandsdaten) von dem aktivierten Sensor wird durch den Verstärker 13 in den Speicher 43 eingegeben, und darin gespeichert. Die Ansteuerungssignalsteuerschaltung 48 bestimmt die Daten für das Anheben und Absenken des Ansteuerungspulses für das Wärmeerzeugungselement 32 gemäß den in dem Speicher 49 gespeicherten Widerstandsdaten und den Flüssigkeitsausstoßeigenschaften, und sendet derartige Daten an das AND-Tor 39 durch die Anschlüsse 48a, 44a. Dann wählt der Auswahlschalter 12 einen anderen der Sensoren des Sensorabschnitts 11 aus, woraufhin das Ergebnis der Erfassung in ähnlicher Weise in dem Speicher 49 gespeichert wird, und die Anhebe- und Absenkdaten für den Ansteuerungsimpuls für das Wärmeerzeugungselement 32 werden dem AND-Tor 39 zugeführt. Auf diese Weise werden die Sensoren des Sensorabschnittes 11 aufeinander folgend durch den Auswahlschalter 12 ausgewählt, und die Anhebe- und Absenkdaten basierend auf dem Ergebnis der Erfassung durch den Sensor werden dem AND-Tor 39 zugeführt. Andererseits werden die seriell eingegebenen Bilddaten in dem Schieberegister der Bilddatenübertragungsschaltung 42 gespeichert, dann in der Signalspeicherschaltung durch das Signalspeichersignal registriert, und den AND-Toren 39 durch die Ansteuerungszeitpunktsteuerungsschaltung 38 zugeführt. Somit wird die Impulsbreite des Erwärmungsimpulses gemäß den Anhebe- und Absenkdaten bestimmt, und das Wärmeerzeugungselement 32 wird mit einer derartigen Impulsbreite mit Energie versorgt. Folglich wird die Flüssigkeitsausstoßmenge bei jeder Ausstoßöffnung konstant.
  • Wenn die Sensoren des Sensorabschnitts 11 aus Temperatursensoren zum Erfassen der Temperaturänderung durch die Flüssigkeit zusammengesetzt sind, werden derartige Temperatursensoren des Sensorabschnitts 11 aufeinander folgend ausgewählt, und das Ergebnis der Erfassung wird in dem Speicher 49 gespeichert. Dabei legt die Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 vor dem Anlegen des Impulses zum Flüssigkeitsausstoß einen Impuls (Vorwärmeimpuls) einer derart geringen Energie an, welche gemäß dem in dem Speicher 49 gespeicherten Ergebnis der Erfassung und den Flüssigkeitsausstoßeigenschaften keinen Flüssigkeitsausstoß induziert, wobei eine Änderung in der Impulsbreite eines derartigen Vorwärmeimpulses oder in seinem Ausgabezeitablauf vorliegt, um die Temperatur der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitspfad innerhalb eines gewünschten Temperaturbereiches zu halten. Auf diese Weise kann eine konstante Flüssigkeitsausstoßmenge bei jeder Ausstoßöffnung erhalten werden.
  • Durch die vorstehend beschriebene Ansteuerungssteuerung unter Verwendung der Temperatursensoren können die Daten zum Bestimmen der Vorwärmeimpulsbreite nur einmal beispielsweise zu Beginn des Betriebs des Flüssigkeitsausstoßgerätes gespeichert werden. Nachdem die Energieversorgung des Flüssigkeitsausstoßgerätes angeschaltet ist, bestimmt dabei die Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 die Vorerwärmungsimpulsbreite für jedes Wärmeerzeugungselement 32 gemäß den im Voraus gemessenen Flüssigkeitsausstoßeigenschaften und den durch den Sensorabschnitt 11 erfassten Temperaturdaten. Der Speicher 49 speichert die Auswahldaten zum Auswählen der Vorwärmeimpulsbreite entsprechend jedes Wärmeerzeugungselementes 32, und beim tatsächlichen Vorerwärmungsbetrieb wird das Vorerwärmungssignal gemäß den in dem Speicher 49 gespeicherten Auswahldaten ausgewählt, wodurch das Wärmeerzeugungselement 32 vorgewärmt wird.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration sind die Sensoren des Sensorabschnittes 11 und der Verstärker auf der oberen Platte ausgebildet, so dass die Ausgabesignale der Sensoren des Sensorabschnittes 11 und das Signal zwischen dem Sensor und dem Verstärker nicht durch das durch den auf dem Elementsubstrat 31 erzeugten Heizelementansteuerungsstrom induzierte Rauschen beeinflusst werden.
  • Außerdem sind die Sensoransteuerungsschaltung 47, die Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 und der Auswahlschalter 12 auf der oberen Platte ausgebildet, und werden daher nicht durch das Rauschen des Heizelementansteuerungsstromes beeinflusst.
  • Da die Sensoren des Sensorabschnittes 11 durch den Auswahlschalter 12 seriell aktiviert werden, kann zudem der dafür erforderliche Platz auf der oberen Platte 33 limitiert werden, wodurch der Kopf selbst kompakter ausgebildet werden kann.
  • Die vorstehend beschriebene Ansteuerungssteuerung unter Verwendung der Widerstandssensoren oder Temperatursensoren kann außerdem zum Erfassen der Viskosität oder der Konzentration der Flüssigkeit im Flüssigkeitspfad und zum Steuern der Ansteuerung des Wärmeerzeugungselementes 32 angewendet werden, so dass diese Eigenschaften innerhalb eines gewünschten Bereiches bleiben. Beispielsweise zeigt 3A eine Schnittansicht entlang des Flüssigkeitspfades von einem Flüssigkeitsausstoßkopf mit der Funktion zur Erfassung der Viskosität der Flüssigkeit im Flüssigkeitspfad, während 3B ein schematisches Schaltbild einer Viskositätsmessschaltung auf der oberen Platte zeigt. In 3A sind dieselben Bestandteile wie aus 2 durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Bei dem vorliegenden Beispiel sind ein Elementsubstrat 1 mit vielen Wärmeerzeugungselementen 2 (von denen eins in 3A gezeigt ist), die parallel angeordnet sind, damit die Flüssigkeit mit Wärmeenergie zur Erzeugung einer Blase darin versehen wird, einer auf dem Elementsubstrat 1 verbundenen oberen Platte 3 mit Elektroden 200a, 200b von Viskositätssensoren 200, einer Öffnungsplatte 4, die mit der vorderen Endfläche des Elementsubstrates 1 und der oberen Platte 3 verbunden ist, und einem in einem Flüssigkeitspfad bereitgestellten beweglichen Element 6 versehen, der durch das Elementsubstrat 1 und die obere Platte 3 gebildet wird.
  • Auf der Oberfläche der oberen Platten 3 sind Viskositätssensoren 200 zum Messen der Viskosität der Flüssigkeit in einem jeweiligen ersten Flüssigkeitspfad 7a ausgebildet. Der Viskositätssensor 20 ist in der Umgebung der Ausstoßöffnung 5 mit Elektroden 200a, 200b bereitgestellt, die parallel zu der Flussrichtung positioniert sind, so dass sie in Kontakt mit der Flüssigkeit stehen.
  • Gemäß 3B ist die Viskositätsmessschaltung aus einem den Widerstand gemäß der Viskosität der Flüssigkeit zwischen den Elektroden 200a, 200b variierenden Widerstand 201, einem zur Bereitstellung eines Bezugswiderstandes bereitgestellten Widerstand 203 und einem als Puffer dienenden Operationsverstärker 204 zusammengesetzt. Die Schaltungselemente, welche die Viskositätsmessschaltung bilden, sind durch einen Halbleiterwafervorgang auf der oberen Platte ausgebildet.
  • Die vorstehend beschriebene Viskositätsmessschaltung stellt als Ergebnis der Erfassung der Flüssigkeitsviskosität eine durch eine Eingangsimpulsspannung, die von einer (nicht gezeigten) Viskositätssensoransteuerungsschaltung zum Ansteuern des Viskositätssensors 200 angelegt wird, und dem Widerstand des Widerstandes 201 bestimmten Ausgangsspannung V bereit. Basierend auf einem derartigen Ergebnis der Erfassung wird die vorstehend beschriebene Ansteuerungssteuerung ausgeführt.
  • <Ansteuerungssteuerung unter Verwendung des Stufenheizelementes 43>
  • Das Stufenheizelement 43 ist auf dem Elementsubstrat 31 ausgebildet, und erfasst unmittelbar den Widerstand des Wärmeerzeugungselementes 32 oder die Temperatur des Elementsubstrates 31. Das Stufenheizelement 43 kann beispielsweise aus einem Temperatursensor zusammengesetzt sein, der zur unmittelbaren Messung der Temperatur in der Umgebung der Wärme, welche den Widerstand des Wärmeerzeugungselementes 32 erzeugt, befähigt ist. Wenn die zu erfassende Temperatur oder der zu erfassende Widerstand eine große Änderung zeigen, wird ein derartiges Stufenheizelement 43 kaum durch das vorstehend beschriebene Rauschen des Heizelementansteuerungsstromes beeinflusst, obwohl ein derartiges Rauschen der Ausgabe überlagert ist.
  • Falls das Stufenheizelement 43 eine unnormal hohe Temperatur des Elementsubstrates 31 erfasst, wird das entsprechende Ergebnis der Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 zugeführt, welche in Reaktion darauf einen Vorgang zum Begrenzen oder Unterbrechen der Ansteuerung des Wärmeerzeugungselementes 32 ausführt.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Ansteuerungssteuerung für das Wärmeerzeugungselement 32 kann der Sensorabschnitt 11 mit vielen Einheiten von sowohl dem Widerstandssensor als auch dem Temperatursensor versehen sein, und sowohl der Wärmeimpuls als auch der Vorerwärmungsimpuls kann gemäß dem Ergebnis der Erfassung durch diese Sensoren zur weiteren Verbesserung der Bildqualität gesteuert werden.
  • Es ist außerdem möglich, die Anordnung der Wärmeerzeugungselemente 32 in mehrere Blöcke zu unterteilen, und den Flüssigkeitszustand in jedem Block durch den Sensorabschnitt 11 zu erfassen. Dabei werden die Ansteuerungssteuerungen der Wärmeerzeugungselemente 32 durch die Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 und die durch den Bilddatenübertragungsabschnitt 42 ausgegebenen Bilddaten in der Einheit eines derart unterteilten Blocks ausgeführt. Es ist daher ermöglicht, eine höhere Druckgeschwindigkeit leicht zu erreichen.
  • Ferner ist es möglich, die Ausgaben der Sensoren des Sensorabschnittes 11 und des Stufenheizelementes 43 zu speichern, und die Ansteuerung der Wärmeerzeugungselemente 32 basierend auf den Ergebnissen einer derartigen Erfassung und auf den im Voraus gespeicherten Flüssigkeitsausstoßeigenschaften auszuführen, und entsprechend derartige Ergebnisse der Erfassung zu steuern.
  • Ferner können die in dem Speicher 49 gespeicherten Kopfinformationen zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Widerstandsdaten der Wärmeerzeugungselemente die Art der auszustoßenden Flüssigkeit beinhalten (beispielsweise die Tintenfarbe, falls die Flüssigkeit Tinte ist). Der Grund hierfür liegt in der physikalischen Eigenschaft und der Ausstoßcharakteristik der Flüssigkeit, welche in Abhängigkeit von ihrer Art variieren. Derartige Kopfinformationen können in dem Speicher 49 in nicht flüchtiger Weise nach dem Zusammenbau des Flüssigkeitsausstoßkopfes gespeichert sein, oder sie können von dem den Flüssigkeitsausstoßkopf verwendenden Flüssigkeitsausstoßgerät übertragen werden, nachdem das Gerät hochgefahren ist.
  • Nachstehend ist ein Beispiel für den Vorgang zum Ausbilden der Schaltungen auf dem Elementsubstrat 31 und der oberen Platte 33 beschrieben.
  • Das Elementsubstrat 31 wird durch Ausbilden von die Ansteuerungszeitablaufsteuerungslogikschaltung 38, den Bilddatenübertragungsabschnitt 42 und das Stufenheizelement 43 bildenden Schaltungen durch einen Halbleiterwafervorgang auf einem Siliziumsubstrat und anschließendes Ausbilden der Wärmeerzeugungselemente 32 sowie abschließendes Ausbilden der Verbindungskontaktanschlussflächen und externen Kontaktanschlussflächen erhalten.
  • Die obere Platte 33 wird durch Ausbilden des Sensorabschnittes 11, des Auswahlschalters 12, des Verstärkers 13, der Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 und der Sensoransteuerungsschaltung 47 durch einen Halbleiterwafervorgang auf einem Siliziumsubstrat, anschließendes Ausbilden von Gräben und einer Zufuhröffnung zur Bildung der Flüssigkeitspfade und der gemeinsamen Flüssigkeitskammer durch eine Schichtausbildungstechnologie und einen Ätzvorgang und abschließendes Ausbilden der Verbindungskontaktanschlussflächen erhalten.
  • Wenn das Elementsubstrat 31 und die obere Platte 33 der vorstehend beschriebenen Konfiguration in gegenseitiger Ausrichtung verbunden werden, werden die Wärmeerzeugungselemente 32 jeweils entsprechend den Flüssigkeitspfaden positioniert, und die auf dem Elementsubstrat 31 und der oberen Platte 33 ausgebildeten Schaltungen werden durch die Verbindungskontaktflächen elektrisch verbunden. Die elektrische Verbindung kann beispielsweise durch Anordnen eines Goldkontaktkügelchens auf jede Verbindungskontaktfläche erzielt werden, aber es können auch andere Verfahren verwendet werden. Nach dem Verbinden des Elementsubstrates 31 und der oberen Platte 33 wird die Öffnungsplatte mit dem vorderen Ende der Flüssigkeitspfade verbunden, wodurch der Flüssigkeitsausstoßkopf komplettiert wird. Gemäß 2 umfasst der Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die beweglichen Elemente 6, und derartige bewegliche Elemente 6 können durch einen Fotolithografievorgang auf dem Elementsubstrat 31 nach der Ausbildung der Schaltungen darauf gemäß vorstehender Beschreibung ausgebildet werden.
  • Beim Anbringen eines derart erhaltenen Flüssigkeitsausstoßkopfes auf einer Kopfpatrone oder auf einem Flüssigkeitsausstoßgerät wird der Kopf auf einer Basisbaugruppe 22 fixiert, die eine Baugruppe 23 mit einer gedruckten Schaltung trägt, wodurch eine Flüssigkeitsausstoßkopfeinheit 20 ausgebildet wird. Bezugnehmend auf 4 ist die Baugruppe 23 mit einer gedruckten Schaltung mit vielen Leiterbahnmustern 24 zur elektrischen Verbindung mit dem Kopfsteuerungsabschnitt des Flüssigkeitsausstoßgerätes versehen, und derartige Leiterbahnmuster 24 sind mit den externen Kontaktanschlussflächen 15 durch Verbindungsdrähte 25 elektrisch verbunden. Vorstehend wurde eine Konfiguration beschrieben, bei der die externen Kontaktanschlussflächen 15 nur auf dem Elementsubstrat bereitgestellt sind, aber sie können ebenso nur auf der oberen Platte bereitgestellt sein.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsausstoßkopf werden die Wärmeerzeugungselemente 32 gemäß den Sensorausgaben gesteuert, aber es kann ebenso eine Konfiguration verwendet werden, bei der die Temperatur des Elementsubstrates 31 gemäß den Sensorausgaben gesteuert wird. Nachstehend ist ein zur Steuerung der Temperatur des Elementsubstrates befähigter Flüssigkeitsausstoßkopf beschrieben.
  • 5 zeigt eine Ansicht der Schaltungskonfiguration des Elementsubstrates und der oberen Platte bei der zur Steuerung der Temperatur des Elementsubstrates gemäß den Sensorausgaben befähigten Konfiguration, wobei zu den 1A und 1B äquivalente Bestandteile durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
  • Bei dieser Konfiguration wird gemäß 5 das Elementsubstrat 31 zusätzlich zu den Wärmeerzeugungselementen 32 zum Flüssigkeitsausstoß mit einem Temperaturhalteheizelement 55 zum Erwärmen des Elementsubstrates 31 selbst zur Regulierung von dessen Temperatur sowie mit einem Leistungstransistor 56 versehen, der eine Ansteuerungseinrichtung für das Temperaturhalteheizelement 55 bildet. Bei dieser Konfiguration sind die Sensoren des Sensorabschnitts 11 auf der oberen Platte aus Temperatursensoren zusammengesetzt.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Ansteuerungssignalsteuerungsschaltung 46 mit einer Vergleichseinrichtung versehen, welche die Ausgabe jedes Sensors mit einem im Voraus aus der für das Elementsubstrat 31 erforderlichen Temperatur bestimmten Schwellenwert vergleicht, und falls die Ausgabe des Sensors größer als der Schwellenwert ist, ein Heizelementsteuersignal zum Ansteuern des Temperaturhalteheizelementes 55 ausgibt. Bei der vorstehend angeführten Temperatur weist die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsausstoßkopf eine Viskosität innerhalb eines stabilen Ausstoßbereiches auf. Das Heizelementsteuersignal von der Ansteuerungssignalsteuerungsschaltung 46 wird dem Leistungstransistor 56 für das Temperaturhalteheizelement durch auf dem Elementsubstrat 31 und der oberen Platte 33 ausgebildeten Anschlüssen (Verbindungskontaktflächen) zugeführt.
  • Bei der vorstehend beschrieben Konfiguration wird das Temperaturhalteheizelement 55 durch die Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 gemäß der Ausgabe jedes Sensors angesteuert, wodurch die Temperatur des Elementsubstrates 31 auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird. Folglich wird die Viskosität der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsausstoßkopf mit dem stabilen Ausstoßbereich zur Ermöglichung eines stabilen Flüssigkeitsausstoßes gehalten.
  • Die Sensoren zeigen eine individuelle Fluktuation in der Ausgabe. Zum Erzielen einer genaueren Temperatursteuerung ist es außerdem möglich, die Korrekturwerte für die Fluktuation der Ausgaben als Kopfinformationen in dem Speicher 49 zu speichern, und den in der Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 gemäß einem derartigen in dem Speicher 49 gespeicherten Korrekturwert eingestellten Schwellenwert zu justieren.
  • Nachstehend sind bestimmte Beispiele als Variationen des vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsausstoßkopfes mit zumindest einem Temperatursensor zum Erfassen der Gegenwart oder Abwesenheit von Tinte und einem Verstärker für dessen Ausgang auf der oberen Platte sowie die Kopfansteuerungsfunktion derartiger Beispiele basierend auf dem Ergebnis der Erfassung durch einen derartigen Temperatursensor beschrieben.
  • Die 6A und 6B bis 8A und 8B zeigen schematische Ansichten von Variationen der Schaltungskonfiguration in dem Elementsubstrat und der oberen Platte des Flüssigkeitsausstoßkopfes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wobei die 6A, 7A und 8A Draufsichten des Elementsubstrates zeigen, während die 6B, 7B und 8B eine Draufsicht der oberen Platte zeigen. Wie bei den 1A und 1B zeigen die Ansichten A und B die zueinander gegenüberliegenden Flächen des Elementsubstrates und der oberen Platte, und ein gestrichelter Abschnitt in jeder Ansicht B gibt die Position der Flüssigkeitskammer und der Flüssigkeitspfade an, wenn die obere Platte mit dem Elementsubstrat verbunden ist. Der Verstärker für die Ausgabe des Temperatursensors ist in diesen Ansichten nicht dargestellt, wird aber bei jedem Beispiel als auf der oberen Platte bereitgestellt angenommen. Bei der nachfolgenden Beschreibung ist natürlich jegliche durch Kombinieren der in den 6A und 6B bis 8A und 8B gezeigten Beispiele erhaltene Konfiguration in der Erfindung enthalten, wenn es nicht anders angegeben ist. Außerdem sind bei der nachfolgenden Beschreibung die Bestandteile einer äquivalenten Funktion durch dasselbe Bezugszeichen dargestellt.
  • Unter Bezugnahme auf 6A ist ein Elementsubstrat 401 mit vielen Wärmeerzeugungselementen 402, die jeweils entsprechend der Flüssigkeitspfade parallel angeordnet sind, einem in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer bereitgestellten Unterheizelement 455, Ansteuerungseinrichtungen 411 zum Ansteuern der Wärmeerzeugungselemente 402 gemäß den Bilddaten sowie einem Bilddatenübertragungsabschnitt 412 zum Übertragen der eingegebenen Bilddaten an die Ansteuerungseinrichtung 411 versehen. Zudem ist das Elementsubstrat 401 mit Flüssigkeitspfadwänden 401a zum Ausbilden der Düsen und einem Flüssigkeitskammerrahmen 401b zum Ausbilden der gemeinsamen Flüssigkeitskammer versehen.
  • Unter Bezugnahme auf 6B ist eine obere Platte 43 mit einem Temperatursensor 413 zum Messen der Temperatur in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer, einem Sensoransteuerungsabschnitt 417 zum Ansteuern des Temperatursensors 413, eine Begrenzerschaltung 459 zum Begrenzen oder Unterbrechen der Ansteuerung der Wärmeerzeugungselemente 402 gemäß den Ausgaben der Temperatursensoren und einem Wärmeerzeugungselementsteuerungsabschnitt 416 zum Steuern des Ansteuerungszustandes der Wärmeerzeugungselemente 402 gemäß den Signalen von dem Sensoransteuerungsabschnitt 417 und der Begrenzerschaltung 459 versehen, und ist zudem mit einer mit der gemeinsamen Flüssigkeitskammer kommunizierenden Zufuhröffnung 403a für eine Flüssigkeitszufuhr von außen versehen.
  • Außerdem sind in den zueinander gegenüberliegenden Abschnitten auf den verbundenen Flächen des Elementsubstrates 401 und der oberen Platte 403 verbindende Kontaktanschlussflächen 414, 418 zum elektrischen Verbindung der auf dem Elementsubstrat 401 ausgebildeten Schaltungen mit den auf der oberen Platte 403 ausgebildeten bereitgestellt. Das Elementsubstrat 401 ist ferner mit als Eingabeanschlüsse für die externen elektrischen Signale dienenden externen Kontaktanschlussflächen 415 versehen. Das Elementsubstrat 401 ist größer als die obere Platte 403, und die externen Kontaktanschlussflächen 415 sind in einem Abschnitt bereitgestellt, um von dem Elementsubstrat 401 vorzustehen, wenn es mit der oberen Platte 403 verbunden wird. Diese Schaltungen sind durch einen Halbleiterwafervorgang ausgebildet. Wenn das Elementsubstrat 401 und die obere Platte 403 in gegenseitiger Ausrichtung verbunden werden, werden die Wärmeerzeugungselemente 402 jeweils an entsprechenden Flüssigkeitspfaden positioniert, und die auf dem Elementsubstrat 401 und der oberen Platte 403 ausgebildeten Schaltungen werden durch die verbindenden Kontaktanschlussflächen 414, 418 elektrisch verbunden.
  • Zwischen dem Elementsubstrat (erstem Substrat) 401 und der oberen Platte (zweitem Substrat) 403 ist ein Abstand von mehreren 10 μm mit Tinte gefüllt. Daher variiert die Wärmeleitung an das zweite Substrat unter Erwärmung mit dem Unterheizelement 455 gemäß der Gegenwart oder Abwesenheit von Tinte. Somit kann die Gegenwart oder Abwesenheit von Tinte in der Flüssigkeitskammer durch Erfassen der Wärmeleitung mit einem beispielsweise aus einem Diodensensor unter Verwendung eines PN-Übergangs zusammengesetzten Temperatursensor 413 erfasst werden. Mithin begrenzt oder unterbricht die Begrenzerschaltung 459 gemäß dem Ergebnis der Erfassung durch den Temperatursensor 413 die Ansteuerung der Wärmeerzeugungselemente 402, beispielsweise falls der Temperatursensor 413 eine unnormale Temperatur im Vergleich zu dem Fall der Gegenwart von Tinte erfasst, oder gibt ein Warnsignal an den Hauptkörper des Gerätes aus, wodurch ein physikalischer Schaden im Kopf vermieden wird, und ein Kopf bereitgestellt wird, der konstant eine stabile Ausstoßbefähigung zeigt.
  • Da der Temperatursensor und die Begrenzerschaltung gemäß vorstehender Beschreibung durch einen Halbleiterwafervorgang ausgebildet werden können, können insbesondere bei der vorliegenden Erfindung diese Bestandteile an optimaler Position bereitgestellt werden, und die Funktion zur Vermeidung des Schadens an dem Kopf kann ohne einen Anstieg bei den Kosten für den Kopf hinzugefügt werden.
  • Die 7A und 7B zeigen eine Variation des in den 6A und 6B gezeigten Ausführungsbeispiels, das sich dadurch unterscheidet, dass die Ausstoßheizelemente oder die Wärmeerzeugungselemente 402 anstelle des Unterheizelementes verwendet werden. Bei der in den 7A und 7B gezeigten Variation wird der Temperatursensor 413 in einem Bereich der oberen Platte 403 bereitgestellt, der den Wärmeerzeugungselementen 402 gegenüberliegt, und erfasst die Gegenwart oder Abwesenheit von Tinte durch Erfassen der Temperatur, wenn die Wärmeerzeugungselemente 402 mit einem kurzen Impuls oder einer niedrigen Spannung aktiviert werden, welche die Blasenerzeugung nicht induziert. Zusätzlich zu der Erfassung der Gegenwart oder Abwesenheit von Tinte ist es außerdem möglich, eine Überwachung der Temperatur und eine Rückkopplung an den Ansteuerungszustand im Laufe des Flüssigkeitsausstoßbetriebs auszuführen. Die vorliegende Variation ist besonders effektiv, falls eine Positionierung des Unterheizelementes in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer schwierig ist. Bei dieser Variation beschränkt oder unterbricht der Wärmeerzeugungselementsteuerungsabschnitt 416 die Kopfansteuerung gemäß der Ausgabe des Temperatursensors 413.
  • Die in den 8A und 8B gezeigte Variation unterscheidet sich von der in den 7A und 7B gezeigten dahingehend, dass der Temperatursensor 413 so bereitgestellt ist, dass viele Gruppen entsprechend verschiedener Wärmeerzeugungselemente 402 ausgebildet werden (in 8B entsprechen die Temperatursensoren 413a, 413b, 413c den jeweiligen Düsen). Da die Wärmeerzeugungselemente 402 selektiv angesteuert werden können, erlauben derart viele Temperatursensoren eine detailliertere Erfassung des Tintenzustands wie etwa die Gegenwart oder Abwesenheit von Tinte in feineren Abschnitten.
  • Außerdem erlauben derartige jeweils den Wärmeerzeugungselementen 402 entsprechenden Temperatursensoren die Erfassung der Flüssigkeitsänderung beim Flüssigkeitsausstoß in jeder Düse, wodurch die Gegenwart oder Abwesenheit von Tinte oder der Blasenerzeugungszustand in jeder Düse durch die Temperatur erfasst wird. Ein von der Abwesenheit von Tinte in jeder Düse resultierender partieller Ausstoßfehler kann durch Bereitstellen eines Speichers zum Speichern der Temperaturänderung unter Erwärmung mit dem Wärmeerzeugungselement zwischen der Gegenwart und Abwesenheit der Tinte als Kopfinformationen beim Herstellungsvorgang des Kopfes sowie die Bereitstellung des Wärmeerzeugungselementsteuerungsabschnitts 416 mit derartigen Kopfinformationen erfasst werden, wodurch ein Vergleich mit den in einem derartigen Speicher gespeicherten dem normalen Ausstoßzustand entsprechenden Daten bewirkt wird, oder indem die Daten mit jenen der benachbarten Vielzahl an Düsen verglichen wird (beispielsweise wird die Düse 413b als unnormal beurteilt, falls von der Düse 413b unter den Daten von den Düsen 413a, 413b, 413c, ... eine unnormale Ausgabe erhalten wird). Die Gegenwart oder Abwesenheit von Tinte kann durch einen derartigen Vergleich der Sensorausgabe mit dem in dem Speicher gespeicherten Wert genauer erfasst werden.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration sind die Temperatursensoren 413a, 413b, 413c, etc. nicht mit den Wärmeerzeugungselementen 402 elektrisch verbunden, so dass derartige Sensoren auf der oberen Platte ohne den Nachteil einer Verkomplizierung der elektrischen Leiterbahnen bereitgestellt werden können. Außerdem kann die Vielzahl an Sensoren ohne steigende Kosten bereitgestellt werden, da sie durch einen Halbleiterwafervorgang hergestellt werden können.
  • Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel und seine Variationen sind nicht nur auf den in 2 gezeigten Flüssigkeitsausstoßkopf anwendbar, sondern auch auf verschiedene Wärmeenergie verwendende Flüssigkeitsausstoßköpfe.
  • [Zweites Ausführungsbeispiel, nicht beansprucht]
  • Das vorliegende nicht beanspruchte Ausführungsbeispiel stellt einen Flüssigkeitsausstoßkopf und ein Herstellungsverfahren dafür bereit, welche beim Verbinden des Elementsubstrates und der oberen Platte zum elektrischen Verbinden der funktionalen Elemente und deren elektrischer Schaltungen zu einer leichten Ausrichtung des Elementsubstrates und der oberen Platte und zum Verbessern der Herstellungsausbeute befähigt sind.
  • Im Einzelnen ist bei dem vorliegenden nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel ein Flüssigkeitsausstoßkopf bereitgestellt, bei dem viele Elemente oder elektrische Schaltungen von verschiedenen Funktionen zum Steuern des Ansteuerungszustandes der Energiewandlerelemente auf einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat gemäß den Funktionen verteilt ausgebildet sind, wobei viele vorstehende elektrische Verbindungsabschnitte entweder auf dem ersten Substrat oder dem zweiten Substrat ausgebildet sind, während viele zurückgesetzte elektrische Verbindungsabschnitte zum jeweiligen Eingreifen und zur elektrischen Verbindung mit den vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitten auf dem anderen Substrat ausgebildet sind, wodurch bei der Verbindung des ersten und des zweiten Substrates das gegenseitige Eingreifen der vorstehenden und zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitte die positionelle Ausrichtung auf einem bestimmten Niveau ermöglichen. Auch wenn eine den zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitt bildende laterale Wand aus einer Silizium enthaltenden harten lateralen Wand zusammengesetzt ist, wird ein die vorstehenden und zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitte bildender eutektischer Verbindungsvorgang unter Einbeziehung des Schmelzens von Metallen zur Verbesserung der positionellen Präzision zwischen dem ersten und zweiten Substrat mittels einer derartigen harten lateralen Wand ausgeführt. Weiterhin ermöglicht die Gegenwart von derartigen vorstehenden und zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitten in dem ersten und dem zweiten Substrat und deren Verbindung durch den eutektischen Verbindungsvorgang derartiger verbindenden Abschnitte das Verbinden der Wafer, falls das erste und das zweite Substrat aus Wafern zusammengesetzt ist, wodurch die Herstellungsausbeute bei der Herstellung des Flüssigkeitsausstoßkopfes verbessert wird. Folglich können die Herstellungskosten für den Flüssigkeitsausstoßkopf reduziert werden. Gemäß dem vorliegenden nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel wird somit ein Flüssigkeitsausstoßkopf mit vielen Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen von Flüssigkeit, einem ersten und einem zweiten Substrat zur gegenseitigen Verbindung für die Bildung von vielen jeweils mit den Ausstoßöffnungen kommunizierenden Pfaden, vielen in den Flüssigkeitspfaden bereitgestellten Energiewandlerelementen zum Umwandeln von elektrischer Energie in Energie zum Ausstoß von in den Flüssigkeitspfaden vorhandener Flüssigkeit, und vielen Elementen oder elektrischen Schaltungen unterschiedlicher Funktion zur Steuerung der Ansteuerungsbedingung der Energiewandlerelemente versehen, wobei diese auf dem ersten und zweiten Substrat aufgeteilt bereitgestellten vielen Elemente oder elektrischen Schaltungen jeweils mit elektrischen Verbindungsabschnitten zur gegenseitigen elektrischen Verbindung der Elemente oder elektrischen Schaltungen des ersten und des zweiten Substrates versehen sind, und der elektrische Verbindungsabschnitt des ersten Substrates mit dem des zweiten Substrates durch einen eutektischen Verbindungsvorgang verbunden ist.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration sind das erste und das zweite Substrat jeweils mit elektrischen Verbindungsabschnitten zur gegenseitigen und elektrischen Verbindung der Elemente oder elektrischen Schaltungen der Substrate versehen, und die elektrischen Verbindungsabschnitte des ersten und des zweiten Substrates sind miteinander durch einen eutektischen Verbindungsvorgang verbunden, wodurch das erste und das zweite Substrat durch einen derartigen eutektischen Verbindungsvorgang verbunden werden können. Somit können, wenn das erste und das zweite Substrat aus Wafern zusammengesetzt sind, derartige Wafer zur Verbesserung der Ausbeute bei der Herstellung des Flüssigkeitsausstoßkopfes verbunden werden. Folglich können die Herstellungskosten für den Flüssigkeitsausstoßkopf reduziert werden. Dabei werden das erste und das zweite Substrat mit Eingreifabschnitten zum gegenseitigen Eingreifen versehen, die von den vorstehend beschriebenen elektrischen Verbindungsabschnitten verschieden sind.
  • Gemäß dem vorliegenden nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstoßkopfes bereitgestellt, der versehen ist mit vielen Ausstoßöffnungen zum Ausstoß von Flüssigkeit; einem ersten und einem zweiten Substrat, die zur Ausbildung von jeweils mit den Ausstoßöffnungen kommunizierenden vielen Flüssigkeitspfaden miteinander zu verbinden sind; vielen jeweils in den Flüssigkeitspfaden bereitgestellten Energiewandlerelementen zum Umwandeln von elektrischer Energie in Energie zum Ausstoß der Flüssigkeit in den Flüssigkeitspfaden; und vielen Elementen oder elektrischen Schaltungen verschiedener Funktion zum Steuern des Ansteuerungszustandes der Energiewandlerelemente, wobei die Elemente oder elektrischen Schaltungen auf dem ersten und dem zweiten Substrat gemäß den Funktionen aufgeteilt bereitgestellt sind, das Verfahren umfasst dabei: einen Schritt zum Ausbilden von vielen vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitten entweder auf dem ersten oder dem zweiten Substrat zum gegenseitigen und elektrischen Verbinden der Elemente oder elektrischen Schaltungen des ersten und des zweiten Substrates; einen Schritt zum Ausbilden von vielen zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitten auf dem anderen Substrat für den jeweiligen Eingriff mit den vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitten und zur elektrischen Verbindung damit; und einem Schritt zum Eingreifen der vielen vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitte mit den jeweils entsprechenden vielen zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitten beim Verbinden des ersten und zweiten Substrats.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Schritt zum Verbinden des ersten und des zweiten Substrates werden der vorstehende elektrische Verbindungsabschnitt und der zurückgesetzte elektrische Verbindungsabschnitt durch einen eutektischen Verbindungsvorgang verbunden.
  • Außerdem wird bevorzugt, dass der laterale Anteil des zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitts aus einem Teil des Flüssigkeitspfadausbildungselementes zum Bilden der Flüssigkeitspfade zusammengesetzt ist, und dass der Schritt zum Ausbilden des zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitts einen Schritt aufweist, bei dem die Flüssigkeitspfade durch Eliminieren von Abschnitten des den Flüssigkeitspfaden entsprechenden Flüssigkeitspfadausbildungselementes ausgebildet werden, ein vorbestimmter Abschnitt des Flüssigkeitspfadausbildungselementes zusammen mit den Abschnitten entsprechend den Flüssigkeitspfaden eliminiert wird, wodurch die zurückgesetzte Form des zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitts ausgebildet wird.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstoßkopfes, bei dem viele Elemente oder elektrische Abschnitte verschiedene Funktionen zum Steuern des Ansteuerungszustands der Energiewandlerelemente auf einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat gemäß den Funktionen unterteilt ausgebildet sind, werden viele vorstehende elektrische Verbindungsabschnitte entweder auf dem ersten oder dem zweiten Substrat ausgebildet, während viele zurückgesetzte elektrische Verbindungsabschnitte zum jeweiligen Eingreifen mit und zur elektrischen Verbindung mit den vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitten auf dem anderen Substrat ausgebildet sind, wodurch bei der Verbindung des ersten und zweiten Substrates die vorstehenden vielen elektrischen Verbindungsabschnitte jeweils mit den vielen zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitten in Eingriff gebracht werden, um eine positionelle Ausrichtung auf einem bestimmten Niveau zu ermöglichen. Falls eine den zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitt bildende laterale Wand beispielsweise aus einer Silizium enthaltenden harten lateralen Wand zusammengesetzt ist, wird außerdem ein die vorstehenden und zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitte bildender eutektischer Verbindungsvorgang unter Einbeziehung des Schmelzens von Metallen zur Verbesserung der positionellen Präzision zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat mittels einer derartigen harten lateralen Wand ausgeführt. Weiterhin ermöglicht die Gegenwart derartiger vorstehender und zurückgesetzter elektrischer Verbindungsabschnitte in dem ersten und dem zweiten Substrat und deren Verbindung durch den eutektischen Verbindungsvorgang von derartigen Verbindungsabschnitten das Verbinden der Wafer, wenn das erste und das zweite Substrat aus Wafern zusammengesetzt sind, wodurch die Herstellungsausbeute beim Herstellen des Flüssigkeitsausstoßkopfes verbessert wird. Folglich können die Herstellungskosten für den Flüssigkeitsausstoßkopf reduziert werden.
  • Gemäß dem vorliegenden nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstoßkopfes bereitgestellt, der versehen ist mit vielen Ausstoßöffnungen zum Ausstoß von Flüssigkeit; einem ersten und einem zweiten Substrat, die zur Ausbildung von jeweils mit den Ausstoßöffnungen kommunizierenden vielen Flüssigkeitspfaden miteinander zu verbinden sind; jeweils in den Flüssigkeitspfaden bereitgestellten vielen Energiewandlerelementen zum Umwandeln von elektrischer Energie in Energie zum Ausstoß der Flüssigkeit in den Flüssigkeitspfaden; und vielen Elementen oder elektrischen Schaltungen verschiedener Funktionen zum Steuern des Ansteuerungszustands der Energiewandlerelemente, wobei die Elemente oder elektrischen Schaltungen auf dem ersten und dem zweiten Substrat gemäß den Funktionen verteilt bereitgestellt sind, das Verfahren umfasst dabei: einen Schritt zum Vorbereiten eines ersten Siliziumwafers mit vielen ersten Substraten, von denen jedes mit einem ersten elektrischen Verbindungsabschnitt zum gegenseitigen und elektrischen Verbinden der Elemente oder elektrischen Schaltungen des ersten und des zweiten Substrates versehen ist; einem Schritt zum Vorbereiten eines zweiten Siliziumwafers mit vielen zweiten Substraten, von denen jedes mit einem zweiten elektrischen Verbindungsabschnitt zum gegenseitigen und elektrischen Verbinden der Elemente oder elektrischen Schaltungen des ersten und des zweiten Substrates versehen ist; einem Anlagerungsschritt zum Anlagern des ersten Siliziumwafers auf dem zweiten Siliziumwafer derart, dass der erste elektrische Verbindungsabschnitt dem zweiten elektrischen Verbindungsabschnitt entsprechend dem ersten elektrischen Verbindungsabschnitt gegenüberliegt; einem Verbindungsschritt zum Verbinden des ersten elektrischen Verbindungsabschnitts mit dem zweiten elektrischen Verbindungsabschnitt entsprechend dem ersten elektrischen Verbindungsabschnitt durch einen eutektischen Verbindungsvorgang; und einem Schneideschritt zum integrierten Schneiden der miteinander verbundenen ersten und zweiten Wafer nach dem Verbindungsschritt.
  • Beim Schneiden der integriert verbundenen ersten und zweiten Wafer bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration können viele Flüssigkeitsausstoßköpfe (Kopfchips) mit hoher Ausbeute erzeugt werden, da der erste und der zweite Siliziumwafer durch den eutektischen Verbindungsvorgang des ersten und des zweiten elektrischen Verbindungsabschnitts nicht abschälen oder verschieben. Bei einem derartigen Herstellungsverfahren wird die Produktivität weiter verbessert, da die Anzahl an Ausrichtungsvorgängen im Vergleich zu dem Fall bedeutend reduziert werden kann, wenn das erste und das zweite Substrat in jedem Kopf ausgerichtet werden.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren für den Flüssigkeitsausstoßkopf wird bevorzugt, dass jeder erste und zweite Verbindungsabschnitt in vielen Einheiten bereitgestellt ist, und dass entweder der erste oder der zweite elektrische Verbindungsabschnitt in vorstehender Form ausgebildet ist, während der andere für eine elektrische Verbindung mit dem vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitt in zurückgesetzter Form ausgebildet ist.
  • Nachstehend ist das vorliegende nicht beanspruchte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben.
  • Die 11A bis 11D zeigen Ansichten von Schritten zum Verbinden der oberen Platte 3 mit dem die beweglichen Elemente 6 und die Flüssigkeitspfadwände 9 darauf tragenden Elementsubstrat 1. Die 11A bis 11D zeigen eine Schnittansicht des Elementsubstrates 1 und der oberen Platte 3 entlang der Flüssigkeitspfade.
  • Nachstehend sind die Schritte zum Verbinden der oberen Platte 3 mit dem die beweglichen Elemente 6 und die Flüssigkeitspfadwände 9 darauf tragenden Elementsubstrat 1 unter Bezugnahme auf die 11A bis 11D beschrieben.
  • Gemäß 11A ist auf der Seite des freien Endes des beweglichen Elementes 6 auf einer Fläche des Elementsubstrates 1 mit den Wärmeerzeugungselementen 2, nämlich an einem vorderen Endabschnitt des Elementsubstrates 1, ein aus auf dem Elementsubstrat 1 verbleibenden SiN-Schichten 72, 74 zusammengesetzter Öffnungsplattenabschnitt 91 ausgebildet. Außerdem ist um die Verbindungskontaktanschlussfläche 14 auf einer Fläche des Elementsubstrates 1 mit den Wärmeerzeugungselementen 2 ein aus auf dem Elementsubstrat 1 verbleibenden SiN-Schichten 72, 74 zusammengesetzter Lateralwandabschnitt 92 ausgebildet. Gemäß 11B eliminiert der vorstehend beschriebene Ätzschritt teilweise die SiN-Schichten 72, 74, so dass der Öffnungsplattenabschnitt 91 und der Lateralwandabschnitt 92 auf dem Elementsubstrat 1 zusätzlich zu den Flüssigkeitspfadwänden 9 ausgebildet wird. Bei diesem Vorgang wird ein Abschnitt der SiN-Schichten 72, 74 entsprechend der Verbindungskontaktanschlussfläche 14 zur Ausbildung einer Vertiefung 93 auf dem Elementsubstrat 1 eliminiert, und ein zurückgesetzter Elektrodenabschnitt 94 mit der Vertiefung 93 wird aus einem die Vertiefung 93 bildenden Lateralwandabschnitt 92, einer Verbindungskontaktanschlussfläche 14 am Boden der Vertiefung 93 und einer Goldmetallschicht auf der Verbindungskontaktanschlussfläche 14 zusammengesetzt. Eine derartige zurückgesetzte Elektrode 94 bildet einen auf dem Elementsubstrat 1 als dem ersten Substrat bereitgestellten ersten elektrischen Verbindungsabschnitt.
  • Andererseits wird eine mit der Verbindungskontaktanschlussfläche 18 usw. versehene obere Platte 3 im Voraus gemäß vorstehender Beschreibung separat vorbereitet, und vor der Verbindung der oberen Platte 3 mit dem Elementsubstrat 1 wird ein Goldmetallkontaktkügelchen 95 als vorstehender elektrischer Verbindungsabschnitt auf der Verbindungskontaktanschlussfläche 18 gemäß 11B ausgebildet. Ein derartiges Goldkontaktkügelchen 95 bildet einen auf der oberen Platte 3 als dem zweiten Substrat bereitgestellten zweiten elektrischen Verbindungsabschnitt.
  • Dann wird gemäß 11B nach der Ausbildung des den vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitt auf der Verbindungskontaktanschlussfläche 1a bildenden Goldkontaktkügelchens 95 eine das Goldkontaktkügelchen 95 tragende Fläche der oberen Platte gegenüber einer den zurückgesetzten Elektrodenabschnitt 95 tragenden Fläche des Elementsubstrates ausgebildet, und das Goldkontaktkügelchen 95 wird zum Eindringen in die Vertiefung 93 des zurückgesetzten Elektrodenabschnitts 94 gebracht, wodurch der zurückgesetzte Elektrodenabschnitt 94 mit dem Goldkontaktkügelchen 95 in Eingriff gebracht wird. Dann werden das Goldkontaktkügelchen 95 und die Goldschicht auf der Verbindungskontaktanschlussfläche 18 verschmolzen, um einen eutektischen Verbindungsvorgang zwischen jenen auszuführen. Die Verwendung desselben Metalls bei dem Goldkontaktkügelchen 95 und der Goldschicht auf der Verbindungskontaktanschlussfläche 18 erlaubt die Reduktion der beim Verbindungsvorgang erforderlichen Temperatur und Druck und eine Erhöhung der Verbindungsfestigkeit.
  • Nachstehend ist der Eingriffzusammenhang zwischen dem Goldkontaktkügelchen 95 und dem zurückgesetzten Elektrodenabschnitt 94 unter Bezugnahme auf 12 beschrieben, wobei ein Zustand vor deren Verbindung gezeigt ist. Das Volumen V1 des Goldkontaktkügelchens 95 und das Volumen V2 der Vertiefung 93 des zurückgesetzten Elektrodenabschnitts 94 in einem Zustand vor der Verbindung gemäß 12 ist so ausgewählt, dass die Beziehung:
    V1 ≤ V2
    erfüllt ist.
  • Das Volumen V2 der Vertiefung 93 wird somit größer ausgebildet als das Volumen V1 des Goldkontaktkügelchens 95, damit die Ausbildung einer Lücke zwischen der oberen Fläche des Lateralwandabschnitts 92 und der oberen Platte 3 vermieden wird, wenn das Goldkontaktkügelchen 95 geschmolzen und mit dem zurückgesetzten Elektrodenabschnitt 94 verbunden wird. Eine derartige Auswahl der Volumen des Goldkontaktkügelchens 95 und der Vertiefung 93 kann die Dichte der Leiterbahnen variieren, aber da die Verbindungskontaktflächen 14, 18 nur zur Signalübertragung oder zum Signalempfang verwendet werden, beeinflusst eine derartige Dichte der Leiterbahnen nicht die Signalübertragung oder den Signalempfang.
  • Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben ist, ist die obere Platte 3 mit einem Sensoransteuerungsabschnitt 17 zum Ansteuern der auf dem Elementsubstrat 1 bereitgestellten Sensoren 13 und mit einem Wärmeerzeugungselementsteuerungsabschnitt 16 zum Steuern des Ansteuerungszustandes der Wärmeerzeugungselemente 2 basierend auf der Ausgabe von den durch den Sensoransteuerungsabschnitt 17 angesteuerten Sensoren bereitgestellt. Folglich werden die Signalübertragung von dem Sensoransteuerungsabschnitt 17 der oberen Platte 3 an die Sensoren 13 des Elementsubstrates 1 und der Signalaustausch zwischen dem Wärmeerzeugungselementsteuerungsabschnitt 16 der oberen Platte 3 und den funktionalen Elementen oder elektrischen Schaltungen des Elementsubstrates 1 durch das Goldkontaktkügelchen 95 und den zurückgesetzten Elektrodenabschnitt 94 ausgeführt.
  • Dann wird gemäß 11C die vordere Endseite des Öffnungsplattenabschnitts 91 gegenüber der Seite des beweglichen Elementes 6 mit einem Excimerlaserlicht 97 durch eine Maske 96 bestrahlt, wodurch viele Ausstoßöffnungen 5 in dem Öffnungsplattenabschnitt 91 ausgebildet werden. Somit wird der Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß 11D erhalten.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren werden viele Elemente oder elektrische Schaltungen verschiedener Funktionen zum Steuern des Ansteuerungszustandes der Energiewandlerelemente 2 auf dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 gemäß den Funktionen aufgeteilt ausgebildet, wobei das Goldkontaktkügelchen 95 als der vorstehende elektrische Verbindungsabschnitt auf der oberen Platte 3 ausgebildet wird, während der zurückgesetzte Elektrodenabschnitt 94 zum Eingriff und zur elektrischen Verbindung mit dem Goldkontaktkügelchen 95 auf dem Elementsubstrat 1 ausgebildet ist. Somit ermöglicht bei der Verbindung des Elementsubstrates 1 und der oberen Platte 3 der gegenseitige Eingriff des Goldkontaktkügelchens 95 und des zurückgesetzten Elektrodenabschnitts 94 die positionelle Ausrichtung zu einem bestimmten Niveau. Außerdem ist der den zurückgesetzten Elektrodenabschnitt 94 bildende Lateralwandabschnitt 92 aus einer Silizium enthaltenden harten Lateralwand zusammengesetzt, und es wird ein eutektischer Verbindungsvorgang unter Einbeziehung des Schmelzens von Metallen in dem Goldkontaktkügelchen 95 und dem zurückgesetzten Elektrodenabschnitt 94 zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit zwischen dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 mittels einer derartigen harten lateralen Wand ausgeführt.
  • Weiterhin ermöglicht die Gegenwart eines derartigen zurückgesetzten Elektrodenabschnitts 94 bzw. Goldkontaktkügelchens 95 auf dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 und deren Verbindung durch den eutektischen Verbindungsvorgang eines derartigen Goldkontaktkügelchens 95 und zurückgesetzten Elektrodenabschnitts 94 ein Verbinden des Elementsubstrates 1 und der oberen Platte 3, nämlich ein Verbinden der Wafer, wodurch die Produktionsausbeute bei der Herstellung des Flüssigkeitsausstoßkopfes verbessert wird. Folglich können die Herstellungskosten für den Flüssigkeitsausstoßkopf reduziert werden.
  • Somit werden auch bei einer Verbindung des Elementsubstrates 1 mit dem beweglichen Element 6 und der oberen Platte mit den Flüssigkeitspfadwänden darauf ein Goldkontaktkügelchen als der vorstehende elektrische Verbindungsabschnitt auf der Verbindungskontaktanschlussfläche 14 des Elementsubstrates 1 und ein Lateralwandabschnitt um die Verbindungskontaktanschlussfläche 18 der oberen Platte 3 zum Bilden eines zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitts ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen zurückgesetzten elektrischen Abschnitt 94 ausgebildet. Dabei wird eine Goldschicht im Voraus auf der Verbindungskontaktanschlussfläche 18 der oberen Platte 3 ausgebildet. Nachdem das Goldkontaktkügelchen auf dem Elementsubstrat zum Eindringen in und zum Eingriff mit der Vertiefung des zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitts der oberen Platte 3 gebracht wird, werden das Goldkontaktkügelchen und die Goldschicht auf der Verbindungskontaktanschlussfläche 18 verschmolzen, um einen eutektischen Verbindungsvorgang dazwischen auszuführen.
  • Auch dabei ermöglicht daher das gegenseitige Eingreifen des Goldkontaktkügelchens des Elementsubstrates 1 und des zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitts der oberen Platte 3 bei deren Anhaftung die positionelle Ausrichtung zu einem bestimmten Niveau. Auch wenn eine Lateralwand, welche den auf der oberen Platte 3 bereitgestellten zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitt bildet, aus einer Silizium enthaltenden harten Lateralwand zusammengesetzt ist, wird ein das Schmelzen von Metallen einbeziehender eutektischer Verbindungsvorgang zum Bilden der vorstehenden und zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitte zum Verbessern der positionellen Präzision zwischen dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 mittels einer derartigen harten Lateralwand ausgeführt.
  • Im Einzelnen werden bei dem Flüssigkeitsausstoßkopf gemäß dem vorliegenden nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel viele Elemente oder elektrische Schaltungen verschiedener Funktion zum Steuern des Ansteuerungszustandes der Energiewandlerelemente 2 auf dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 gemäß den Funktionen aufgeteilt ausgebildet, und ein Goldkontaktkügelchen wird als der vorstehende elektrische Verbindungsabschnitt entweder auf dem Elementsubstrat 1 oder der oberen Platte 3 ausgebildet, während ein zurückgesetzter elektrischer Verbindungsabschnitt zum Eingriff und zur elektrischen Verbindung mit dem Goldkontaktkügelchen auf dem anderen ausgebildet wird. Somit ermöglicht beim Verbinden des Elementsubstrates 1 und der oberen Platte 3 der gegenseitige Eingriff des Goldkontaktkügelchens und des zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitts die positionelle Ausrichtung zu einem bestimmten Niveau zwischen dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3. Auch wenn eine den zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitt bildende Lateralwand aus einer Silizium enthaltenden harten Lateralwand zusammengesetzt ist, wird ein das Schmelzen von Metallen einbeziehender eutektischer Verbindungsvorgang zum Bilden der vorstehenden und zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitte zum Verbessern der positionellen Präzision zwischen dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 mittels einer derartigen harten Lateralwand ausgeführt.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel ermöglicht das den vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitt bildende Metallkontaktkügelchen (das aus Gold, Kupfer, Platin, Wolfram, Aluminium oder Ruthenium oder einer Legierung daraus besteht) eine Verbindung mit dem zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitt, selbst falls die Kontaktkügelchen hinsichtlich ihrer Form oder ihres Volumens nicht vollständig homogen sind.
  • Die Konfiguration der vorstehenden und zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitte ist nicht auf die vorstehend beschriebene beschränkt, bei der der vorstehende elektrische Verbindungsabschnitt alleine beim Verbindungsvorgang deformiert wird. Beispielsweise beinhaltet der elektrische Verbindungsabschnitt gemäß dem vorliegenden nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel ebenfalls eine Konfiguration, bei der leitende Schichten individuell auf die Vertiefungen aufgebracht werden, im Voraus auf dem ersten Substrat (Elementsubstrat 1) entsprechend den vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitten des zweiten Substrates (obere Platte 3) ausgebildet sind, wodurch die Vertiefungen vor dem Verbinden der vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitt flach sind, und nach der Verbindung zurückgesetzt werden, da eine derartige Konfiguration das Ausrichten des Elementsubstrates 1 und der oberen Platte 3 auf einem bestimmten Niveau erlaubt. Jegliche Konfiguration, die diese Bedingung erfüllt, ist unter einem erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsabschnitt beinhaltet, beispielsweise eine Konfiguration, bei der sowohl der vorstehende als auch der zurückgesetzte elektrische Verbindungsabschnitt sich beim Verbinden deformieren.
  • Die Gegenwart von derartigen vorstehenden und zurückgesetzten elektrischen Verbindungsabschnitten in dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 und deren Verbindung durch den eutektischen Verbindungsvorgang von derartigen Verbindungsabschnitten ermöglichen ein Verbinden der Wafer, wenn das Elementsubstrat 1 und die obere Platte 3 aus Wafern zusammengesetzt sind, wodurch die Produktionsausbeute bei der Herstellung des Flüssigkeitsausstoßkopfes verbessert wird. Folglich können die Herstellungskosten für den Flüssigkeitsausstoßkopf reduziert werden.
  • Nachstehend erfolgt eine unterstützende Beschreibung des vorstehend beschriebenen Effekts unter Bezugnahme auf die 13A bis 13C, welche ein Beispiel für das Verfahren zur Herstellung des Flüssigkeitsausstoßkopfes gemäß dem vorliegenden nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel zeigen. Gemäß vorstehender Beschreibung sind das Elementsubstrat 1 und die obere Platte 3 zusammen in vielen Einheiten entsprechend der Anzahl der Köpfe jeweils auf einem ersten Siliziumwafer 100 und einem zweiten Siliziumwafer 101 gemäß den 13A und 13B kollektiv ausgebildet. Auf jedem Elementsubstrat 1 sind das bewegliche Element 6, die Flüssigkeitspfadwände 9 und die zurückgesetzten Elektrodenabschnitte 94 ausgebildet, und auf jeder oberen Platte 3 ist das den vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitt bildende Goldkontaktkügelchen 95 ausgebildet. Daher ist ermöglicht, dass nach Ausrichtung des ersten Siliziumwafers 100 und des zweiten Siliziumwafers 101 durch das Goldkontaktkügelchen 95 und den zurückgesetzten Elektrodenabschnitt 94 gemäß 13C das Goldkontaktkügelchen 95 und der zurückgesetzte Elektrodenabschnitt 94 durch einen eutektischen Verbindungsvorgang verbunden sind. Somit werden nach dem Aufbringen des ersten Siliziumwafers 100 auf den zweiten Siliziumwafer 101 derart, dass der zurückgesetzte elektrische Abschnitt 94 dem Goldkontaktkügelchen 95 entsprechend einem derartigen zurückgesetzten Elektrodenabschnitt 94 gegenüberliegt, der zurückgesetzte elektrische Abschnitt 94 und das Goldkontaktkügelchen 95 dementsprechend durch einen eutektischen Verbindungsabschnitt verbunden. Durch Schneiden der integriert verbundenen ersten und zweiten Siliziumwafer 100, 101 können viele Flüssigkeitsausstoßköpfe (Kopfchips) mit hoher Ausbeute hergestellt werden, da der erste und der zweite Siliziumwafer nicht in dem eutektischen Verbindungsvorgang des Elementsubstrates 1 und der obere Platte 3 abschälen oder verschieben. Bei einem derartigen Herstellungsverfahren wird die Produktivität weiter verbessert, da die Anzahl an Ausrichtungsvorgängen im Vergleich zu dem Fall bedeutend reduziert werden kann, wenn das Elementsubstrat 1 und die obere Platte 3 in jedem Kopf ausgerichtet werden.
  • Der vorstehend beschriebene Effekt kann bei einer Konfiguration erzielt werden, bei der der erste Siliziumwafer 100 und der zweite Siliziumwafer 101 durch die Kombination der vorstehenden und zurückgesetzten Formen ausgerichtet werden, aber bevorzugter bei einer Konfiguration, bei der die auf dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 bereitgestellten elektrischen Verbindungsabschnitte durch den eutektischen Verbindungsvorgang miteinander verbunden sind. Im Falle der Verbindung durch einen eutektischen Verbindungsvorgang müssen die elektrischen Verbindungsabschnitte nicht notwendigerweise die Kombination aus vorstehenden und zurückgesetzten Formen sein, sondern der erste Siliziumwafer 100 und der zweite Siliziumwafer 101 können mit Einrichtungen zur Ermöglichung einer gegenseitigen Ausrichtung wie etwa ineinander eingreifende vorstehende und zurückgesetzte Abschnitte versehen sein, die getrennt von den elektrischen Verbindungsabschnitten bereitgestellt sind, oder es kann ein anderes Ausrichtungsverfahren bereitgestellt sein, um die Ausrichtung bei der Verbindung zu ermöglichen.
  • [Drittes Ausführungsbeispiel, nicht beansprucht]
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Verbindungsverfahren für das Elementsubstrat und die obere Platte ist eine optimale Verbindung der oberen Platte schwierig konstant zu erzielen, weil die obere Platte hinsichtlich ihrer Form in Abhängigkeit von dem Material und dem Herstellungsvorgang für die obere Platte Schwankungen unterliegen kann. In letzter Zeit war es außerdem erforderlich, die Verbindungsgenauigkeit der oberen Platte und des Elementsubstrates zu verbessern, um eine Anordnung der Ausstoßöffnung mit höherer Dichte und ein Hochqualitätsbild durch stabilen Flüssigkeitsausstoß zu verwirklichen.
  • Es ist oftmals schwierig, eine die vorstehend beschriebenen Anforderungen erfüllende Genauigkeit durch ein mechanisches Anbringungsverfahren oder ein mechanisches Anpassungsverfahren wie etwa das Zerdrücken eines vorspringenden Abschnitts zu erzielen. Bei einem Verfahren unter Verwendung einer Bildverarbeitung wird außerdem die obere Platte zur Verbindung bewegt, nachdem deren Position durch Bildverarbeitung bestätigt wurde, so dass der Verbindungszustand des Elementsubstrates und der oberen Platte nicht unmittelbar beobachtet werden kann, und es keinen Einfluss eines eventuellen Abbildungsfehlers beim Verbindungsschritt geben kann.
  • Zur Bestätigung, ob die Verbindung nach erfolgten Verbindungsvorgang befriedigend ist, wurde außerdem ein Verfahren zur Extrahierung von Proben und zur Inspektion von derartigen Proben durch einen Brechvorgang erdacht, aber ein derartiges Verfahren ist nicht praktikabel, da es schwerfällig ist und Verluste mit sich bringt. Das einzig mögliche Verfahren ist daher die Bestätigung des Tintenausstoßes, nachdem der Tintenstrahlaufzeichnungskopf in seine Endform zusammengebaut ist, und ein derartiges Verfahren bringt unvermeidlich die Verschwendung der Bestandteile mit sich.
  • Da zudem der verbundene Zustand nicht sofort bestätigt werden kann, können die fehlerhaften Erzeugnisse fortdauernd hergestellt werden, selbst wenn eine Fehlabbildung im Abstand vorliegt, so dass derartige fehlerhafte Erzeugnisse an die finale Bestätigungsstufe durch einen tatsächlichen Druckvorgang weitergegeben werden.
  • Derartige Verluste bei der Ausbeute bei der Verbindung der oberen Platte oder der Erzeugung der fehlerhaften Erzeugnisse resultieren in einem Anstieg der Herstellungskosten.
  • In Anbetracht von vorstehendem führt das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Verbindung der oberen Platte gemäß der Schwankung in der Form der oberen Platte oder des Elementsubstrates durch, wodurch die Herstellung von fehlerhaften Erzeugnissen unterdrückt und der Erhalt von Informationen über den Verbindungszustand unmittelbar nach der Verbindung der oberen Platte erlaubt wird.
  • Nachstehend ist das vorliegende nicht beanspruchte Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben.
  • Zunächst ist ein Beispiel für den Vorgang zur Ausbildung der Schaltungen usw. auf dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 bei dem vorliegenden nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Das Elementsubstrat 1 wird durch Ausbilden von die Ansteuerungseinrichtung, den Bilddatenübertragungsabschnitt und Sensoren bildenden Schaltungen durch einen Halbleiterwafervorgang auf einem Siliziumsubstrat, nachfolgendes Ausbilden der Wärmeerzeugungselemente 2 gemäß vorstehender Beschreibung und schlussendliches Ausbilden der Verbindungskontaktanschlussflächen 14 und der externen Kontaktanschlussflächen 15 erhalten (vgl. 11A bis 11D).
  • Die obere Platte 3 wird durch Ausbilden von den vorstehend beschriebenen Wärmeerzeugungselementsteuerabschnitt und den Sensoransteuerungsabschnitt bildenden Schaltungen durch einen Halbleiterwafervorgang auf einem Siliziumsubstrat, nachfolgendes Ausbilden von Gräben und einer Zufuhröffnung, welche die Flüssigkeitspfade bilden, sowie einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer durch eine Dünnschichtausbildungstechnologie und einen Ätzvorgang gemäß vorstehender Beschreibung und schlussendliches Ausbilden der Verbindungskontaktanschlussflächen 18 erhalten.
  • Das Ausbildungsverfahren für einen Verbindungszustandssensor ist in Abhängigkeit von seiner Art variabel, so dass dessen Ausbildung in einem der vorstehend angeführten Schritte enthalten ist.
  • Der Verbindungszustandssensor kann von einer beliebigen Art sein, solange er dazu befähigt ist, den Verbindungszustand des Elementsubstrates 1 und der oberen Platte 3 zu erfassen, aber im Speziellen kann er aus einem sowohl auf dem Elementsubstrat 1 als auch auf der oberen Platte 3 bereitgestellten Abstandssensor zum Erfassen des Abstands zwischen den beiden zusammengesetzt sein, oder aus einem entweder auf dem Elementsubstrat 1 oder auf der oberen Platte 3 bereitgestellten Drucksensor zum unmittelbaren Erfassen des Verbindungszustands, wie nachstehend näher beschrieben ist.
  • Wenn das Elementsubstrat 1 und die obere Platte 3 gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration in gegenseitiger Ausrichtung verbunden werden, werden die Wärmeerzeugungselemente 2 jeweils entsprechend der Flüssigkeitspfade positioniert, und die auf dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 ausgebildeten Schaltungen werden durch die Verbindungskontaktanschlussflächen 14, 18 elektrisch verbunden. Die elektrische Verbindung kann beispielsweise durch Anordnen eines Goldkontaktkügelchens auf jeder Verbindungskontaktanschlussfläche 14, 18 erzielt werden, aber es können auch andere Verfahren verwendet werden. Somit kann das Elementsubstrat 1 und die obere Platte 3 durch die Verbindungskontaktanschlussflächen 14, 18 elektrisch verbunden werden, so dass die vorstehend angeführten Schaltungen gleichzeitig mit dem Verbinden des Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 elektrisch verbunden werden. Der Verbindungszustandssensor dient zum Erfassen eines derartigen Verbindungszustands.
  • Vorstehend wurde die Grundkonfiguration des vorliegenden nicht beanspruchten Ausführungsbeispiels beschrieben. Nachstehend werden spezifische Beispiele für die vorstehend beschriebenen Schaltungen beschrieben.
  • <Art und Funktion des Verbindungszustandssensors und dessen Herstellungsverfahren>
  • Nachstehend ist der Verbindungszustandssensor beschrieben, der ein sowohl auf dem Elementsubstrat 1 als auch der oberen Platte 3 zum Erfassen der jeweiligen Positionen sein kann, oder ein entweder auf dem Elementsubstrat 1 oder auf der oberen Platte 3 bereitgestellter Drucksensor zum unmittelbaren Erfassen des Verbindungszustands. Der Abstandssensor wird sowohl auf dem Elementsubstrat 1 als auch auf der oberen Platte 3 zum Erfassen der jeweiligen Position bereitgestellt, und der Zustand der Verbindung der oberen Platte wird gemäß der somit erhaltenen Information eingestellt. Die spezifische Form eines derartigen Sensors ist nicht beschränkt, aber sie wird beispielhaft durch eine Konfiguration unter Verwendung eines Lichtemissionselementes und eines Fotosensorelementes verkörpert.
  • Auf dem Elementsubstrat 1 wird ein Lichtemissionselement 601 wie etwa eine LED oder ein Fototransistor und auf der oberen Platte 3 ein Fotosensorelement 602 wie etwa ein Fotokoppler verwendet. Die jeweiligen Positionen werden durch die Intensität des durch den Fotokoppler empfangenen Lichts erfasst, und die Position der Verbindung der oberen Platte wird fein eingestellt (vgl. 14, 15 und 16). Die Lichtemissions- und Fotosensorelemente können auf den Böden der Vertiefungen 605 zum Verbessern der Empfindlichkeit positioniert sein (vgl. 17).
  • Andererseits wird der Drucksensor in vielen Einheiten auf der oberen Platte 3 oder einem Verbindungsbereich für die obere Platte auf dem Elementsubstrat 1 bereitgestellt, wodurch der Druck der Verbindung der oberen Platte erfasst wird, und beurteilt wird, ob der Verbindungszustand befriedigend ist. Ein derartiger Drucksensor kann auf einem Verfahren unter Verwendung eines druckempfindlichen leitenden Gummis, einem Verfahren unter Verwendung einer druckempfindlichen Polymerschicht, einem Verfahren zum Erfassen der zufälligen Reflexion von Licht oder einem Verfahren unter Verwendung eines Halbleiterdrucksensors basieren.
  • (1) Verfahren unter Verwendung eines druckempfindlichen leitenden Gummis
  • Feine Metall- oder Kohlenstoffteilchen enthaltender Silikongummi zeigt eine kontinuierliche Veränderung in seinem elektrischen Widerstand als Funktion des darauf einwirkenden Drucks. Ein Kontaktsensor wird durch Positionieren von Elektroden 612 auf beiden Flächen eines derartigen Silikongummis (druckempfindlicher leitender Gummi) 611 und durch Messen des Widerstandes zwischen den Elektroden aufgebaut. Dies basiert auf der Tatsache, dass die Änderung im Verbindungszustand auf den Widerstand zwischen beiden Enden reflektiert wird. Die Elektroden 612a, 612b werden jeweils auf der oberen Platte und dem Elementsubstrat bereitgestellt, und der druckempfindliche leitende Gummi 611 wird dazwischen sandwichartig angeordnet (vgl. 18A und 18B).
  • (2) Verfahren unter Verwendung einer druckempfindlichen Polymerschicht
  • Bestimmte Polymerschichten wie etwa PVDF (Polyvinylidenfluorid) oder VDF/TrEE (Vinylidenfluorid/Trifluoroethylencopolymer) zeigen einen piezoelektrischen Effekt zur Erzeugung einer elektrischen Ladung in Reaktion auf eine Druckänderung und sind daher zur Erfassung der Druckverteilung in einem druckempfindlichen Widerstandselement befähigt (vgl. 19A und 19B). Die erzeugte Ladung induziert einen Strom, welche eine Spannung in der Gegenwart eines Widerstands erzeugt, und eine derart erzeugte Spannung wird erfasst.
  • (3) Verfahren unter Verwendung von Licht
  • Die Druckverteilung wird durch Erfassen einer Deformation von Gummi mit einem Fotosensorelement erfasst. Eine Gummischicht 623 mit konischen Projektionen wird auf einer transparenten Acrylharzplatte 622 angeordnet, in der das parallel einfallende Licht 621 totalreflektiert wird. Das interne Licht wird durch die Deformation des Gummis zufällig reflektiert, und die zufällige Reflexion steigt mit einem höheren Kontaktniveau (einer größeren Kontaktfläche), so dass die Druckverteilung durch Messen des Niveaus derartiger zufälliger Reflexion erfasst werden kann (vgl. 20).
  • (4) Verfahren unter Verwendung eines Halbleiterdrucksensors
  • Ein Siliziumsubstrat wird zur Ausbildung eines Diaphragmas 630 geätzt, auf dem Halbleiterdrucksensoren 634 jeweils mit einem aus einem Piezowiderstandselement bestehenden Messinstrument 631 in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind. Ein derartiges Verfahren kann leicht eine hohe Dichte und eine hohe Empfindlichkeit verwirklichen (vgl. 21).
  • Im Falle der Ausbildung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes durch Verbinden von einem ersten und einem zweiten Siliziumsubstrat wie bei dem vorliegenden nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel wird es ermöglicht, eine befriedigende Verbindung der oberen Platte zu erzielen, wodurch die Produktionsausbeute verbessert wird, indem das erste und/oder zweite Substrat mit Einrichtungen zum Erfassen des Verbindungszustands versehen und der Verbindungsvorgang unter Erfassung des Verbindungszustandes ausgeführt wird. Es ist außerdem möglich, die Ausbeute bei. den nachfolgenden Schritten zu verbessern, da der Verbindungszustand auf nicht zerstörerische Weise unmittelbar nach dem Verbindungsvorgang inspiziert werden kann.
  • [Viertes Ausführungsbeispiel, nicht beansprucht]
  • Dieses nicht beanspruchte Ausführungsbeispiel stellt ein weiteres Verfahren zur Verbindung unter Überwachung des Verbindungszustandes des ersten und zweiten Substrates bereit.
  • Dieses nicht beanspruchte Ausführungsbeispiel stellt einen Aufzeichnungskopf mit einem ersten und einem zweiten Substrat zur Bildung von vielen Flüssigkeitspfaden bei einer Verbindung miteinander bereit, wobei der Kopf durch einen Positionssensor gestaltet ist, die aus Elektroden zusammengesetzt sind, welche auf dem ersten und dem zweiten Substrat an einander gegenüberliegenden Positionen bereitgestellt sind.
  • Der vorstehend beschriebene Positionssensor dient zur Erfassung des relativen positionellen Zusammenhangs zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat vorzugsweise durch Messen der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektroden.
  • Nachstehend ist das vorliegende nicht beanspruchte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben.
  • <Funktion des Positionssensors und Ausbildungsverfahren dafür>
  • 22 zeigt die Konfiguration eines Kopfes (Elementsubstrat 1 und obere Platte 3).
  • Gemäß 22 ist ein Positionssensor 1221 (a, b) auf beiden Enden sowohl auf dem Elementsubstrat 1 als auch auf der oberen Platte 3 bereitgestellt, und das elektrische Ausgabesignal wird durch ein TAB 1220 von jedem Substrat herausgeführt. Das Elementsubstrat 1 und die obere Platte 3 werden unter der Überwachung einer derartigen Ausgabe verbunden, wodurch die Genauigkeit der Verbindung bedeutend verbessert werden kann.
  • 23 zeigt eine schematische Ansicht des durch parallele Elektroden ausgebildeten Positionssensors (Kondensator) 1221. wenn ein Potential zwischen den einander gegenüberliegenden beiden Elektroden anliegt, wird zwischen den Elektroden eine Ladung Q gemäß: Q = C·Vangesammelt, wobei C die elektrostatische Kapazität zwischen den Elektroden und V das Potential dazwischen bezeichnen.
  • Die elektrostatische Kapazität C ist eine Funktion der gegenseitigen Elektrodenfläche S und des gegenseitigen Abstands d und kann durch die nachstehend angeführte Gleichung angenähert werden, wenn die Elektroden aus zueinander parallelen flachen Platten zusammengesetzt sind: C = ε·S/d,wobei ε die dielektrische Konstante des dielektrischen Materials zwischen den Elektroden ist.
  • Daher ist für eine gegebene dielektrische Konstante ε die elektrostatische Konstante C proportional zu der gegenseitigen Fläche S der Elektroden und umgekehrt proportional zu deren Abstand d.
  • 24 zeigt die Form der den Positionssensor 1221 bildenden Elektroden.
  • Eine Elektrode 1222 ist auf dem ersten Substrat ausgebildet, während vier Elektroden 1223 (a, b) auf dem zweiten Substrat ausgebildet sind. Die zweiten Elektroden sind in zwei Paaren ausgebildet, wobei jeweils ein X-Positionssensor 1223a und ein Y-Positionssensor 1223b zur jeweiligen Erfassung des positionellen Zusammenhangs zu der Elektrode des ersten Substrates erfasst wird.
  • Die 25A und 25B zeigen die Positionen der Elektroden, wenn das Elementsubstrat 1 und die obere Platte 3 miteinander verbunden sind. 25B zeigt eine Lateralansicht des ersten und des zweiten Substrates, wobei die Ausbildung der Kondensatoren C1 und C3 schematisch gezeigt ist.
  • 26 zeigt ein Beispiel der Schaltung zur Erfassung des positionellen Zusammenhangs zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat basierend auf den Kondensatoren C1, C2. Die Schaltung zeigt in 26 eine Brückenschaltung mit Kondensatoren, die zur Bereitstellung einer Nullspannung V abgeglichen ist, wenn: R4/ωC1 = R3/ωC2,wobei ω die Kreisfrequenz ist.
  • Daher wird für gegebene Werte von R3, R4 und ω eine Bedingung C1 = C2 mit V = 0 für den idealen Verbindungszustand erreicht, wie es in den 25A und 25B gezeigt ist. Es ist daher möglich, den idealen Verbindungszustand zu erfassen, und die Substrate zu verbinden, indem das zweite Substrat bezüglich dem fixierten ersten Substrat bewegt wird, während die Spannung V überwacht wird.
  • <Variationen>
  • 27 zeigt die Kopfkonfiguration (Elementsubstrat 1 und obere Platte 3) in einer Variation des vorliegenden nicht beanspruchten Ausführungsbeispiels. Es unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass das elektrische Signal alleine von dem ersten Substrat durch ein TAB 1220 erhalten wird. Eine derartige Konfiguration erlaubt nicht das Verbinden des ersten und des zweiten Substrats unter Überwachung der Ausgabe des Positionssensors 1221, erlaubt aber die Erfassung des Verbindungszustandes des ersten und des zweiten Substrates nach dem Verbindungsvorgang.
  • Somit ist keine destruktive Inspektion beispielsweise durch Probenextraktion erforderlich, da die Qualität des Kopfes unmittelbar nach dem Verbindungsvorgang beurteilt werden kann. Außerdem wird ein fehlerhaftes Erzeugnis nicht an den nachfolgenden Schritt weitergegeben. Außerdem kann der Verbindungszustand bei allen Köpfen unmittelbar nach dem Verbindungsvorgang erfasst werden, wodurch es ermöglicht wird, die beispielsweise durch eine Anomalie im Vorgang verursachten fehlerhaften Erzeugnisse zu erfassen, und eine fortwährende Herstellung derartiger fehlerhafter Erzeugnisse zu vermeiden.
  • <Form der Elektroden: falls die Elektroden 1224, 1225 des ersten und des zweiten Substrates ungefähr dieselbe Größe aufweisen (vgl. 28)>
  • Dabei wird die elektrostatische Kapazität (gegenseitige Elektrodenfläche) S des Kondensators im idealen Verbindungszustand maximal, so dass eine Position zur Bereitstellung einer derartigen maximalen elektrostatischen Kapazität erfasst werden kann.
  • Die Elektroden können auf den jeweiligen Düsen positioniert sein, und die für die jeweiligen Düsen ausgebildeten Kondensatoren sind parallel geschaltet. Dabei kann die optimale Position durch die Gesamtsumme der Kondensatoren für alle Düsen erfasst werden.
  • Außerdem kann die Höhe der Düse oder des Ventils gemessen werden. Da im idealen Verbindungszustand (vgl. 28) die gegenseitige Elektrodenfläche S bekannt ist, kann der Abstand d der Elektroden durch Messung von C aus: d = ε·S/Cbestimmt werden.
  • Die Höhe jeder Düse kann beispielsweise erfasst werden durch Berechnung:
    Positionssensoren (beide Enden) + Höhensensoren (alle Düsen).
  • Es ist außerdem möglich, die Höhe des Ventils durch Ausbilden einer Elektrode auf dem Ventil des ersten Substrates zu messen.
  • Auf diese Weise wird es ermöglicht, die dimensionelle Anomalie in jeder Düse zu erfassen.
  • Bei dem vorliegenden nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel kann gemäß vorstehender Beschreibung das erste und das zweite Substrat unter Überwachung ihres Verbindungszustands zur bedeutenden Verbesserung der Verbindungsgenauigkeit verbunden werden, wodurch eine hochdichte Anordnung der Ausstoßöffnungen erzielt oder ein hochqualitatives Bild durch stabilen Flüssigkeitsausstoß ohne Opferung der Produktionsausbeute ermöglicht wird.
  • Außerdem ist keine destruktive Inspektion beispielsweise durch Probenextraktion erforderlich, da die Qualität des Kopfes unmittelbar nach dem Verbindungsvorgang beurteilt werden kann. Außerdem wird das fehlerhafte Erzeugnis nicht an den nachfolgenden Schritt weitergegeben. Zudem kann der Verbindungszustand auf allen Köpfen unmittelbar nach dem Verbindungsvorgang erfasst werden, wodurch es ermöglicht wird, die beispielsweise durch eine Anomalie in dem Vorgang verursachten fehlerhaften Erzeugnisse zu erfassen, und die fortwährenden Herstellung derartiger fehlerhafter Erzeugnisse zu vermeiden.
  • [Fünftes Ausführungsbeispiel]
  • Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel mit einem Sprachsensor im Kopf beschrieben.
  • Die Entwicklung des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes ist so fortgeschritten, dass die Anforderungen der Benutzer wie etwa ein verbesserter Bedienkomfort, eine relativ leichte Inspektion und Wartung oder eine wartungsfreie Konfiguration erfüllt werden.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Flüssigkeitsausstoßkopf mit einem Sprachsensor zum Ausführen einer Bildausbildung auf der Grundlage einer Spracheingabe oder für den Start einer Bildausbildung in Reaktion auf eine Spracheingabe versehen. Außerdem erlaubt ein beim Flüssigkeitsausstoß zur Erfassung der akustischen Welle beim Flüssigkeitsausstoß bereitgestellter Sensor die Beurteilung einer Fehlfunktion im Kopf oder einer defekten Düse durch Vergleich mit der akustischen Welle in einem normalen Kopf.
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
  • Die 29A und 29B zeigen ein Beispiel der Schaltungskonfiguration für die Elementsubstrate 1, 3 zur Verarbeitung eines Sprachsignals, das durch einen Sprachsensor erfasst wird, um die an die Wärmeerzeugungselemente zugeführte Energie zu steuern.
  • Gemäß 29A ist ein Elementsubstrat 1 mit in linearer Anordnung angeordneten Wärmeerzeugungselementen 2, als Ansteuerungseinrichtungen arbeitende Leistungstransistoren 41, AND-Tore 39 zum Steuern der Funktion der Leistungstransistoren 41, einer Ansteuerungszeitpunktsteuerungslogikschaltung 38 zum Steuern des Ansteuerungszeitpunktes für die Leistungstransistoren 41 und einer durch ein Schieberegister und eine Signalspeicherschaltung gebildeten Bilddatenübertragungsschaltung 42 versehen.
  • Die Ansteuerungszeitpunktsteuerungslogikschaltung 38 ist zum Ansteuern der Wärmeerzeugungselemente 2 in aufgeteilter Weise auf Zeitmultiplexbasis anstelle einer simultanen Ansteuerung bereitgestellt, damit die Energiezufuhrkapazität des Gerätes reduziert wird, und Freigabesignale zum Aktivieren der Logikschaltung 38 werden von externe Kontaktanschlussflächen bildenden Freigabesignaleingabeanschlüssen 45k bis 45n eingegeben.
  • Zusätzlich zu den Freigabesignaleingabeanschlüssen 45k bis 45n beinhalten die auf dem Elementsubstrat 31 bereitgestellten externen Kontaktanschlussflächen einen Eingabeanschluss 45a für die Energieversorgung zum Ansteuern der Wärmeerzeugungselemente 2, einen Masseanschluss 45b für die Leistungstransistoren 41, Signaleingabeanschlüsse 45c bis 45e zum Steuern der Energie zum Ansteuern der Wärmeerzeugungselemente 2, einen Ansteuerungsenergiezufuhranschluss 45f für die Logikschaltung, einen Masseanschluss 45g, einen Eingabeanschluss 45i für die in das Schieberegister der Bilddatenübertragungsschaltung 42 eingegebenen seriellen Daten, ein Eingabeanschluss 45h für ein mit den seriellen Daten synchronisiertes serielles Taktsignal, und einen Eingabeanschluss 45j für ein Signalspeichertaktsignal, das in die Siqnalspeicherschaltung einzugeben ist.
  • Andererseits ist gemäß 29B ein die obere Platte bildendes Elementsubstrat mit einer Sensoransteuerungsschaltung 47 zum Ansteuern eines Sprachsensors 43, einer Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 zum Überwachen der Ausgabe des Sprachsensors 43 und zum Steuern der Wärmeerzeugungselementen 2 gemäß dem Ergebnis einer derartigen Überwachung zugeführten Energie sowie einem Speicher 49 zum Speichern von Codes, die gemäß den durch den Sensor 43 erfassten Ausgabedaten oder Ausgabewerten und den im Voraus für das jeweilige Wärmeerzeugungselement 2 als Kopfinformationen gemessenen Flüssigkeitsausstoßcharakteristika (Flüssigkeitsausstoßmenge durch die Zufuhr eines vorbestimmten Impulses unter einer vorbestimmten Temperatur) abgestuft sind, und zum Zuführen derartiger Kopfinformationen an die Ansteuerungssignalsteuerungsschaltung 46 versehen.
  • Als Kontaktanschlussflächen zur Verbindung sind das Elementsubstrat 31 und die obere Platte 32 mit Anschlüssen 44g, 44h, 48g, 48h zum Verbinden des Sensors 43 und der Sensoransteuerungsschaltung 47, Anschlüssen 44b bis 44d, 48b bis 48d zum Verbinden der Eingabeanschlüsse 45c bis 45e für externe Signale zum Steuern der Energie zum Ansteuern der Wärmeerzeugungselemente 2 mit der Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 und einem Anschluss 48a zum Eingeben deren Ausgabe in einen Eingabeanschluss jeder der AND-Tore 39 versehen.
  • Bei dem in 29A gezeigten Beispiel ist der Sprachsensor 43 auf dem Elementsubstrat 1 bereitgestellt, aber er kann ebenso auf dem Elementsubstrat 3 bereitgestellt sein, wie es durch den Sensor 200 gemäß 29B angegeben ist. In jedem Fall kann der Sprachsensor an einer beliebigen Position bereitgestellt sein, die zum Umwandeln der Eingabesprache in eine Druckvibration effektiv ist, und die eine effiziente Ausbildung der die verschiedenen Elemente verbindenden Leiterbahnen erlaubt.
  • 30 zeigt schematisch die Schnittansicht des Sprachsensors bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration. Der Sensor verwendet ein Silizium basiertes Diaphragma 2202, und ein Piezowiderstand (Siliziumdehnmessstreifen) 2200 ist in einem Teil davon durch einen Diffusionsvorgang ausgebildet, während einen Operationsverstärker bildende elektrische Schaltungen (beispielsweise PNP-Transistoren 2201) um den Sensor integriert sind. Derartige Schaltungen weisen Funktionen zum Einstellen der Verstärkung der Ausgabe, Kompensieren der Temperaturcharakteristik (Nullpunkt, Empfindlichkeit) und Einstellen des Nullpunktes auf, und es kann eine Funktion zur Laserabstimmung von nicht repräsentierten Dünnschichtwiderständen zum Regulieren dieser Funktionen hinzugefügt werden.
  • 31 zeigt eine schematische Ansicht der Konfiguration des Sprachsensors mit dem Siliziumdehnmessstreifen 2200 in dem Elementsubstrat 3. Der Siliziumdehnmessstreifen wird zum Erfassen der Vibration des Kehlkopfes verwendet, wenn Sprache emittiert wird. Die gewöhnliche Spracherkennung wird nach der durch ein Mikrofon erfassten Eingabe von Sprache, der Umwandlung des Frequenzbereiches und der Standardisierung der Länge oder des Tons der Sprache ausgeführt. Dieser Sprachsensor ist jedoch unter Verwendung des hohen Piezowiderstandseffekts von Silizium zur Erfassung der Vibration einer Druckwelle mit hoher Empfindlichkeit (mit einem Maßfaktor von Silizium von etwa 2200) in der Lage. Es ist außerdem möglich, die durch die Druckvibrationswelle verursachte und durch den Sprachsensor erfasste Verspannung in ein elektrisches Signal umzuwandeln, dann das somit ausgebildete Spracheingabesignal in Bilddaten zu verarbeiten, und derartige Bilddaten in die Bilddatenübertragungsschaltung 42 einzugeben (vgl. 29A), die in dem Elementsubstrat ausgebildet ist. Auch ein derartiges Spracheingabesignal kann als Auslösesignal für den Beginn des Aufzeichnungsvorgangs des nachstehend zu beschreibenden Flüssigkeitsausstoßaufzeichnungsgerätes verwendet werden.
  • Falls das Spracheingabesignal als Auslösesignal zum Beginn des Aufzeichnungsvorgangs des Flüssigkeitsausstoßaufzeichnungsgerätes verwendet wird, wird die Sprache gemäß den 32 und 33 durch Erfassung über den Sprachsensor in der oberen Platte, Umwandeln in den Frequenzbereich in der Signalverarbeitungsschaltung, Standardisierung von Länge und Ton, Extrahierung von Eigenheiten und Vergleich mit einem Standardmuster erkannt. Die Sprache wird in der Reihenfolge „einzelnes Geräusch", „Wort", „Phrase" und „Text" erkannt.
  • Sprache wie beispielsweise „Beginne Druckvorgang" oder „Beende Druckvorgang" wird als ein elektrisches Signal wie etwa START/STOPP übertragen. In Reaktion darauf wird ein Taktsignal von dem Hauptkörper an die CPU der oberen Platte übertragen, während das Taktsignal und IDATA (Bilddaten) an ein HB-Schieberegister übertragen werden. Dann überträgt die CPU der oberen Platte ein (optimiertes) HEAT/BLOCK-Signal an HB über ROM zum Ausführen einer Heizelementsteuerung durch Tr, wodurch der Druckvorgang ausgeführt wird.
  • Die erkannte Sprache kann auch auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet oder als elektrisch synthetisierte Sprache von einem Lautsprecher emittiert werden.
  • Vorstehend ist die Konfiguration zur Erfassung eines Eingabegeräusches von außerhalb des Kopfes durch einen in dem Elementsubstrat 1 oder 3 bereitgestellten Sensor beschrieben, wodurch die Bildausbildung oder der Beginn der Bildaufzeichnung ausgeführt wird.
  • Die Erfindung ist nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt, sondern beinhaltet eine Konfiguration zur Erfassung der akustischen Welle beim Flüssigkeitsausstoß durch einen Sensor, wodurch der Zustand des Kopfes oder der Düse beurteilt wird. Im Einzelnen wird ein akustischer Sensor im Kopf zur akustischen Erfassung von verschiedenen Zuständen wie etwa eine mechanische Fehlfunktion des Kopfes, eine Bildungleichheit aufgrund einer Ungleichheit innerhalb des Kopfes, des Zustandes der Heizelemente, einer zeitabhängigen Änderung in den Heizelementen, einem fehlgeschlagenen Ausstoß im Verlauf des Druckvorganges usw. sowie zum Ausführen einer Regelung auf den Normalzustand hin bereitgestellt.
  • Ein Beispiel für das Steuerverfahren bei einer derartigen Konfiguration ist nachstehend unter Bezugnahme auf das in 29A und 29B gezeigte Schaltbild beschrieben. Auch dabei kann der Sensor auf dem Elementsubstrat 1 oder 3 bereitgestellt sein, und die Konfiguration des Sensors ist dieselbe, wie in 30 gezeigt ist. Bei einer derartigen Konfiguration werden die Düsen eines befriedigenden Kopfes aufeinander folgend angesteuert, und die akustische Welle von derartigen aufeinander folgenden befriedigenden Zuständen ist in dem Speicher 49 gespeichert. Nachfolgend wird die akustische Welle durch aufeinander folgende Ansteuerung der Düsen bei der Inspektion zur Auslieferung von der Fabrik oder bei einem vorläufigen Ausstoß vor dem Druckvorgang erfasst, und die erfasste Welle wird mit der gespeicherten akustischen Welle verglichen. Auf diese Weise wird der Ausstoßzustand für jede Düse beurteilt, und Informationen zur Korrektur der Ausstoßmenge oder zum Ausführen einer Absaugwiederherstellung der Düse werden der Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 oder dem Steuerungsabschnitt der Tintenabsaugeinrichtung zugeführt.
  • Falls beispielsweise die vorstehend beschriebene erfasste Welle einen Verlust der Ausgabe in allen Düsen im Vergleich zu der akustischen Welle in befriedigendem Zustand angibt, wird auf eine in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer gefangene Blase geschlossen, und es wird der Absaugwiederherstellungsvorgang des Kopfes ausgeführt. Falls außerdem die erfasste Welle im gesamten Kopf oder einem Teil davon Null ist, gibt es in allen Düsen oder einem Teil davon keinen Flüssigkeitsausstoß, so dass der Absaugwiederherstellungsvorgang für den Kopf auch in diesem Falle ausgeführt wird. Wenn zudem die erfasste akustische Welle angibt, dass die Ausgabe in einer Düse geringer ist, werden die Ausstoßeigenschaften einer derartigen Düse korrigiert. Wenn außerdem die erfasste Welle eine Anomalie in den Hochfrequenzanteilen beinhaltet, wird auf eine fehlerhafte Verbindung der Elementsubstrate 1 und 3 geschlossen, so dass der Kopf bei der Inspektion zur Auslieferung entfernt wird, oder dem Benutzer im Falle eines Aufzeichnungsvorgangs für den Benutzer der Kopfaustausch angegeben wird.
  • Gemäß vorstehender Beschreibung erlaubt der erfindungsgemäß im Flüssigkeitsausstoßkopf bereitgestellte Sprachsensor das Ausführen einer Bildausbildung auf der Grundlage einer Spracheingabe oder den Beginn einer Bildausbildung, die durch eine Spracheingabe ausgelöst wird. Außerdem kann der Flüssigkeitsausstoßkopf mit einem Sensor zum Erfassen der akustischen Welle beim Flüssigkeitsausstoß versehen sein, wodurch er befähigt ist, über einen Fehler im Kopf oder in der Düse durch Vergleich mit der akustischen Welle in einem normalen Kopf zu urteilen.
  • [Sechstes Ausführungsbeispiel]
  • Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem ein Bildsensor im Kopf bereitgestellt ist.
  • Dieses Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
  • Die 34A und 34B zeigen ein Beispiel der Schaltungskonfiguration der Elementsubstrate 1 und 3, welche zur Steuerung der an die Wärmeerzeugungselemente zugeführten Energie befähigt ist.
  • Gemäß 34A ist ein Elementsubstrat 3 mit in linearer Anordnung angeordneten Wärmeerzeugungselementen 32, als Ansteuerungseinrichtungen funktionierende Leistungstransistoren 41, AND-Tore 39 zum Steuern der Funktion der Leistungstransistoren 41, einer Ansteuerungszeitpunktsteuerungslogikschaltung 38 zum Steuern des Ansteuerungszeitpunktes der Leistungstransistoren 41 und einer durch ein Schieberegister und eine Signalspeicherschaltung gebildeten Bilddatenübertragungsschaltung 42 versehen.
  • Die Ansteuerungszeitpunktsteuerungslogikschaltung 38 ist zum Ansteuern der Wärmeerzeugungselemente 32 in verteilter Weise auf Zeitmultiplexbasis anstelle einer simultanen Ansteuerung bereitgestellt, damit die Energiezufuhrkapazität des Gerätes reduziert wird, und Freigabesignale zum Aktivieren der Logikschaltung 38 werden von Freigabesignaleingabeanschlüssen 45k bis 45n eingegeben, die eine externe Kontaktanschlussfläche bilden.
  • Zusätzlich zu den Freigabesignaleingabeanschlüssen 45k bis 45n beinhalten die auf dem Elementsubstrat 31 bereitgestellten externen Kontaktanschlussflächen einen Eingabeanschluss 45a für die Energiezufuhr zum Ansteuern der Wärmeerzeugungselemente 32, einen Masseanschluss 45b für die Leistungstransistoren 41, Signaleingabeanschlüsse 45c bis 45e zum Steuern der Energie zur Ansteuerung der Wärmeerzeugungselemente 32, einen Ansteuerungsenergiezufuhranschluss 45f für die Logikschaltung, einen Masseanschluss 45g, einen Eingabeanschluss 45i für die in das Schieberegister oder die Bilddatenübertragungsschaltung 42 eingegebenen seriellen Daten, einen Eingabeanschluss 45h für ein mit den seriellen Daten synchronisiertes serielles Taktsignal, und einen Eingabeanschluss 45j für ein in die Signalspeicherschaltung einzugebendes Signalspeichertaktsignal.
  • Andererseits ist gemäß 34b eine obere Platte 3 mit einem Bildsensor 43, einer Sensoransteuerungsschaltung 47 zum Ansteuern des Bildsensors 43, einem Speicher 49 zum Speichern von Codes, die gemäß den Widerstandsdaten oder dem Widerstand und den Flüssigkeitsausstoßeigenschaften abgestuft sind, die im Voraus für die jeweiligen Wärmeerzeugungselemente 32 als Kopfinformationen gemessen und wobei derartige Kopfinformationen der Ansteuerungssignalsteuerungsschaltung 46 zugeführt werden, und eine Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 zum Steuern der an die Wärmeerzeugungselemente 32 zugeführten Energie durch Bezugnahme auf die in dem Speicher 49 gespeicherten Daten und gemäß den somit in Bezug genommenen Daten versehen.
  • Als Kontaktanschlussflächen zur Verbindung zwischen dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 sind eine Anschlussleiste zum Verbinden der Sensoransteuerungsschaltung 47, Anschlüsse 44b bis 44d, 48b bis 48d zum Verbinden der Eingabeanschlüsse 45c bis 45e für externe Signale zum Steuern der Energie zur Ansteuerung der Wärmeerzeugungselemente 32 mit der Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 und einem Anschluss 48a zur Eingabe von deren Ausgabe in einen Eingabeanschluss von jedem der AND-Tore 39 versehen.
  • Gemäß vorstehender Beschreibung sind verschiedene Schaltungen zum Ansteuern und Steuern der Wärmeerzeugungselemente zwischen dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 in Anbetracht von deren gegenseitigen elektrischen Verschaltung aufgeteilt, so dass diese Schaltungen nicht auf einem einzelnen Substrat konzentriert sind, und der Flüssigkeitsausstoßkopf kompakt ausgebildet werden kann. Außerdem sind die auf dem Elementsubstrat 1 bereitgestellten Schaltungen und jene der oberen Platte 3 durch die Verbindungskontaktanschlussflächen elektrisch verbunden, wodurch die Anzahl der elektrischen Verbindungen nach außen zur Realisierung einer Verbesserung in der Zuverlässigkeit, einer Reduktion der Anzahl an Bestandteilen und einer weiteren Komprimierung des Kopfes reduziert werden kann.
  • Weiterhin erlaubt die Verteilung der vorstehend beschriebenen Schaltungen zwischen dem Elementsubstrat 1 und der oberen Platte 3 eine Verbesserung der Ausbeute bei dem Elementsubstrat 1, wodurch die Produktionskosten für den Flüssigkeitsausstoßkopf reduziert werden. Zudem weisen das Elementsubstrat 1 und die obere Platte 3, die aus demselben auf Silizium basierenden Material zusammengesetzt sind, denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Wenn das Elementsubstrat 1 und die obere Platte 3 durch Ansteuerung der Wärmeerzeugungselemente thermisch ausgedehnt werden, wird folglich keine Abweichung dazwischen erzeugt, so dass die positionelle Präzision des Wärmeerzeugungselementes und der Flüssigkeitspfade befriedigend bewahrt wird.
  • 35 zeigt eine konzeptionelle Ansicht der Funktion des Bildsensors 43 und der Sensoransteuerungsschaltung 47 bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration.
  • Die Sensoransteuerungsschaltung 47 setzt sich aus einer Zeitsteuerungsschaltung 701, einer Taktschaltung 702, einer Verstärkerschaltung 703 und einer Bilderfassungsschaltung 704 zusammen.
  • Wenn ein Lichtbild auf einen fotoelektrischen Wandlerabschnitt des Bildsensors 43 einfällt, werden entsprechend der Lichtintensität positive Ladungen angesammelt. Derartige Ladungen werden aufeinander folgend in vertikaler Richtung und dann in horizontaler Richtung durch Taktimpulse des Ladungsübertragungsabschnitts übertragen, die zu Zeitpunkten erzeugt werden, welche durch die Zeitsteuerungsschaltung 701 erzeugt werden, wodurch der Ausgabeanschluss Spannungsänderungen entsprechend der Lichtintensität als serielle Signale erstellt. Derartige Spannungsänderungen werden durch die Verstärkerschaltung 703 verstärkt, und die Bilderfassungsschaltung 704 bildet ein Bildsignal durch Hinzufügen eines horizontalen Synchronisationsimpulses zu dem durch die Zeitsteuerungsschaltung 701 bestimmten Zeitpunkt sowie einen vertikalen Synchronisationsimpuls am Ende des Abtastvorgangs eines Bildrahmens auf somit verstärkte Signale aus.
  • Die durch die regulär angeordneten vielen Bildsensoren erfasste Lichtmenge wird durch digitale Signalverarbeitung verstärkt, und wird in ein zeitsequentielles Bildsignal umgewandelt, was dann in dem Speicher 49 gespeichert wird.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird der Speicher 49 auf verschiedene Weise beim Aufzeichnungsvorgang und dem Bilderfassungsvorgang verwendet.
  • Beim Aufzeichnungsvorgang bestimmt die Ansteuerungssignalsteuerschaltung 46 die Daten zum Beschleunigen und Verlangsamen des Ansteuerungsimpulses für das Wärmeerzeugungselement 32 gemäß den Widerstandsdaten und den Flüssigkeitsausstoßeigenschaften, die in dem Speicher 49 gespeichert sind, und sendet derartige Daten an das AND-Tor 39 durch die Anschlüsse 48a, 44a. Andererseits werden die seriell eingegebenen Bilddaten in dem Schieberegister der Bilddatenübertragungsschaltung 42 gespeichert, dann in der Signalspeicherschaltung durch das Signalspeichersignal registriert, und den AND-Toren 39 durch die Ansteuerungszeitablaufsteuerungsschaltung 38 zugeführt. Somit wird die Impulsbreite des Erwärmungsimpulses gemäß den Beschleunigungs- und Verlangsamungsdaten bestimmt, und das Wärmeerzeugungselement 32 wird mit einer derartigen Impulsbreite mit Energie versorgt. Folglich wird dem Wärmeerzeugungselement 32 eine im Wesentlichen konstante Energie zugeführt.
  • Bei dem Bilderfassungsvorgang wird das durch den Bildsensor 43 und die Sensoransteuerungsschaltung 47 erfasste Bildsignal zudem in dem Speicher 49 gespeichert.
  • Der Speicher 49 wird gemäß vorstehender Beschreibung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beim Aufzeichnungsvorgang und bei der Bilderfassung auf verschiedene Weise verwendet, so dass die beiden Speicher in einen Speicher vereint werden können, und das Gerät daher kompakter ausgebildet werden kann.
  • Die Speicherung der Codes, die gemäß den Widerstandsdaten oder dem Widerstandswert und den Flüssigkeitsausstoßeigenschaften abgestuft sind, die im Voraus für jedes Wärmeerzeugungselement als Kopfinformationen in dem Speicher 49 gemessen wurden, und die Extrahierung des bei der Bilderfassung akkumulierten Bildsignals werden durch den Anschluss 48e ausgeführt.
  • Die 36 und 37 zeigen ein Ersatzschaltbild bzw. eine Konfigurationsansicht eines MOSFET-Bildsensors, wobei dem Bildsensor zweidimensionale Adressen zugewiesen sind, und derartige Adressen aufeinander folgend mit digitalen Schieberegistern abgetastet werden.
  • Ein PN-Übergang im Sourcebereich wirkt als Fotodiode oder Fotosensoreinheit. Mit einer an die Gateelektrode angelegten positiven Impulsspannung wird eine Ladung in der durch den PN-Übergang gebildeten Fotosensoreinheit angesammelt. Eine derartige Ladung wird durch die Ladungsträger abgeleitet, die durch das die Fotosensoreinheit bestrahlende Licht erzeugt werden, so dass die auf die Fotosensoreinheit fallende Lichtmenge durch periodisches Anlegen eines Impulssignals an die Gateelektrode und Auslesen der Änderung im Sourcepotential erfasst werden kann.
  • 38 zeigt die Konfiguration eines Bildsensors, der durch zweidimensionales Anordnen eines derartigen MOSFET-Bildsensors und das Kombinieren von Schieberegistern zum Steuern der horizontalen und vertikalen Abtastvorgänge ausgebildet ist. In der dargestellten Schaltung wird der horizontale Abtastvorgang durch An- und Ausschalten der Drainspannung des MOSFET erzielt, und der vertikale Abtastvorgang wird durch gleichzeitiges An-/Ausschalten aller Gateelektroden der für einen horizontalen Abtastvorgang erforderlichen MOSFETs erzielt.
  • 39 zeigt eine Schnittansicht der Konfiguration eines einen Fotovoltaikeffekt verwendenden Lichtmengesensors.
  • Wenn Licht durch eine SiO2-Schicht auf einen Sensor mit einem internen elektrischen Feld über eine Verarmungsschicht einfällt, werden Ladungsträger erzeugt, und die Elektronen lagern sich auf der n-Seite an, während sich die positiven Löcher auf der p-Seite ansammeln. Diese Ladungsträger können durch Kurzschließen der äußeren Anschlüsse für den Erhalt eines Fotostroms gesammelt werden, dessen Intensität ungefähr proportional zu der auf den pn-Übergang einfallenden Lichtmenge ist.
  • Gemäß vorstehender Beschreibung umfasst das vorliegende Ausführungsbeispiel einen Bildsensor und ein Ansteuerungssystem dafür in der oberen Platte des Flüssigkeitsausstoßkopfes. Nachstehend sind die äußere Erscheinung des Flüssigkeitsausstoßkopfes und eine Betriebsart zu seiner Verwendung beschrieben.
  • 40 zeigt eine Perspektivansicht eines die vorliegende Erfindung verkörpernden tragbaren Aufzeichnungsgerätes in einem Zustand im Verlaufe eines Druckvorgangs, und die 41 und 42 zeigen Perspektivansichten des in 40 gezeigten Aufzeichnungsgerätes im getragenen Zustand.
  • Gemäß 40 ist das Aufzeichnungsgerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem Hauptkörper 3203 und einer einen derartigen Hauptkörper bedeckenden Abdeckung 3201 versehen. Der Hauptkörper 3203 ist mit einem Aufzeichnungskopf zum Ausstoß von Tinte, wodurch ein Bild auf einem Aufzeichnungsblatt aufgezeichnet wird, einem dem Aufzeichnungskopf zuführende Tinte enthaltenden Tintentank, sowie einem als Bildsensor dienenden CCD- Sensorabschnitt 3217 versehen. Der Hauptkörper 3203 ist außerdem mit einer Baugruppe mit einer gedruckten Schaltung zum Steuern des Ausstoßsignals an den Aufzeichnungskopf der Konfiguration gemäß 34 und zum Steuern des Signalaustausches mit Außen, einem Ansteuerungssystem zum Ansteuern des CCD-Sensorabschnitts 3217 und einer (nicht gezeigten) Energieversorgungsquelle für die elektrische Energiezufuhr an das Signalverarbeitungssystem, den Aufzeichnungskopf und verschiedene Schaltungen versehen. Das Gehäuse des Hauptkörpers 3203 ist aus einem Plastikmaterial wie etwa ABS-Harz zusammengesetzt. Die Abdeckung 3201 deckt den Aufzeichnungskopf ab, wenn er nicht druckt, beispielsweise wenn das Gerät getragen wird, wodurch ein Austrocknen der Tintenausstoßöffnungen und eine Staubablagerung darauf vermieden werden. Auf dem Zentralabschnitt der Abdeckung 3201 ist eine Nut 3212 in Längsrichtung bereitgestellt, und ein Hebel 3202 zum Wischen der Ausstoßöffnungen ist zum Gleiten entlang der Nut 3212 in dem in den 41 und 42 gezeigten Zustand bereitgestellt. Das Aufzeichnungsgerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner mit einer Leitwelle 3207 versehen, die als Führung für die Abtastbewegung des Aufzeichnungsgerätes bezüglich des Aufzeichnungsblattes 3240 dient. Die Führungswelle 3207 ist aus einem im Wesentlichen zylindrischen Stabelement zusammengesetzt, und auf einem Teil der Peripherie und entlang der gesamten Längsrichtung ist eine Nase ausgebildet. Auf einer Seite der Führungswelle 3207 gegenüber der Nase sind Gummifüße 3209 in der Nähe der beiden Enden der Führungswelle 3207 bereitgestellt. Im Druckzustand ist die Führungswelle 3207 in einem in dem Hauptkörper 3203 bereitgestellten Führungsloch 3215 gleitbar eingefügt. Der Hauptkörper 3203 bewegt sich durch den Drehvorgang einer Walze 3204 zum Ausführen des Aufzeichnungsvorgangs oder des Bildlesevorgangs, und eine derartige Bewegung wird entlang der in das Führungsloch 3215 eingefügten Führungswelle 3207 ausgeführt. Die Führungswelle 3207 und das Führungsloch 3215 bilden Führungseinrichtungen zum Ausführen einer Abtastbewegung des Hauptkörpers 3203 in eine vorbestimmte Richtung bezüglich des Aufzeichnungsträgers 3240. 40 zeigt einen Zustand bei dem Aufzeichnungsvorgang. Der Hauptkörper 3203 ist außerdem mit einem (nicht gezeigten) zweiten Führungsloch senkrecht zu der Längsrichtung des Hauptkörpers 3203 und der der Führungswelle 3207 im dargestellten Zustand versehen, und beim Bildlesevorgang durch den CCD-Sensorabschnitt 3217 bilden das zweite Führungsloch und die Führungswelle 3207 die Führungseinrichtungen.
  • Ein magnetischer Impulsgeber 3220 ist an den Nasenabschnitt der Führungswelle 3207 angebracht, und wird durch einen (nicht gezeigten) internen Sensor zum Erfassen des Bewegungszustands des Hauptkörpers 3203 beim Aufzeichnungsvorgang oder beim Bildlesevorgang verwendet.
  • Das Aufzeichnungsgerät ist ferner mit einer den Zustand des Gerätes anzeigenden LED 3205 und einem als Eingabeeinrichtung des Gerätes dienenden Schalter 3206 versehen. Die LED 3205 und der Schalter 3206 sind mit der vorstehend beschriebenen Baugruppe mit einer gedruckten Schaltung verbunden. Das Aufzeichnungsgerät ist ferner mit einer Schnittstelle zum Austausch von elektrischen Signalen mit einem PC oder dergleichen versehen, und eine derartige Schnittstelle ist ebenso mit der Baugruppe mit einer gedruckten Schaltung verbunden. 40 zeigt einen Zustand des Druckvorgangs durch das Aufzeichnungsgerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einem auf einem flachen Tisch oder dergleichen platzierten Aufzeichnungsblatt 3240. Der Hauptkörper 3203 ist mit einer drehbaren Walze 3204 versehen, die zusammen mit zwei auf der Führungswelle 3207 bereitgestellten Gummifüßen 3209 mit der Tischoberfläche in Kontakt steht, auf dem das Aufzeichnungsblatt 3240 platziert ist.
  • Gemäß 41 ist der Hauptkörper 3203 mit Fingern 3210, 3211 integriert versehen, die so aufgebaut sind, dass sie die Führungswelle 3207 beim Tragen stützen. Beim Druckvorgang wird die Führungswelle 3207 von den Fingern 3210, 3211 gelöst, und die Abdeckung 3201 wird auf einer Seite des Hauptkörpers 3203 platziert, auf der die Finger 3210, 3211 bereitgestellt sind.
  • Bei dem Aufzeichnungsgerät mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird ein Bild auf dem Aufzeichnungsträger 1240 durch Rotieren der Walze 3204 in Kontakt dazu zum Bewegen des Gerätes in eine Laufrichtung A entlang der Führungswelle 3207 und Ausgabe des Druckzeitablaufsignals synchron zu der Rotation der Walze 3204 sowie durch Veranlassen des Aufzeichnungskopfes zum Ausführen des Druckvorgangs synchron zu einem derartigen Druckzeitablaufsignal aufgezeichnet.
  • Bei dem Bildlesevorgang wird die Führungswelle 3207 in das zweite Führungsloch eingefügt, und die Walze 3204 wird in Kontakt mit dem Objekt für den Bildlesevorgang rotiert, wodurch das Gerät in der Laufrichtung A entlang der Führungswelle 3207 bewegt und ein Lesezeitablaufsignal von der Zeitablaufsteuerungsschaltung 701 synchron zu der Rotation der Walze 3204 ausgegeben wird, wodurch der Bildlesevorgang in Synchronisation mit einem derartigen Zeitablaufsignal ausgeführt wird.

Claims (33)

  1. Flüssigkeitsausstoßkopf mit einem ersten (1, 31) und einem zweiten Substrat (3, 33), die miteinander zur Ausbildung von vielen Flüssigkeitspfaden (7), welche jeweils mit vielen Ausstoßöffnungen (5) kommunizieren, verbunden sind, wobei das erste Substrat (1, 31) mit Energiewandlerelementen (2, 32) zum Umwandeln von elektrischer Energie in Energie zum Ausstoßen von Flüssigkeit in den Flüssigkeitspfaden (7) jeweils entsprechend den Flüssigkeitspfaden (7) versehen ist; dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Substrat (3, 33) mit Erfassungselementen (11, 200) zum Erfassen eines Zustands der Flüssigkeit in den Flüssigkeitspfaden (7) jeweils entsprechend zu den Flüssigkeitspfaden (7) und einer Verstärkungseinrichtung (13) zum jeweiligen Verstärken der Ausgaben der Erfassungselemente (11, 200) versehen ist.
  2. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, wobei die Verstärkungseinrichtung (13) für den jeweiligen Empfang der Ausgaben der Erfassungselemente (11, 200) mit hoher Impedanz und zum Ausführen einer Ausgabe mit niedriger Impedanz eingerichtet ist.
  3. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, wobei das zweite Substrat (3, 33) ferner eine Ansteuerungseinrichtung zum jeweiligen Ansteuern der Erfassungselemente (11, 200) beinhaltet.
  4. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, wobei das zweite Substrat (3, 33) ferner eine Ansteuerungssteuereinrichtung für den jeweiligen Empfang von Ergebnissen der Erfassung der Erfassungselemente (11, 200) durch die Verstärkungseinrichtung (13) beinhaltet, um einen Ansteuerungszustand jeder der Energiewandlerelemente (2, 32) gemäß den Ergebnissen der Erfassung zu steuern.
  5. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, wobei das zweite Substrat (3, 33) ferner eine Auswahlschalteinrichtung zum Ausführen der Ansteuerung und Erfassung der Erfassungselemente (11, 200) auf serielle Weise beinhaltet.
  6. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, wobei das Energiewandlerelement zur Erzeugung einer Blase in der Flüssigkeit durch Anwenden von Wärmeenergie darauf eingerichtet ist; und der Flüssigkeitspfad ein gegenüber dem Energiewandlerelement angeordnetes bewegliches Element mit einem freien Ende auf einer stromabwärts gelegenen Seite zu der Ausstoßöffnung hin aufweist.
  7. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, wobei das Erfassungselement ein zum Erfassen einer Änderung im Widerstand oder der Temperatur durch die Flüssigkeit eingerichteter Sensor ist.
  8. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, wobei entweder das erste (1, 31) oder das zweite Substrat (3, 33) mit vielen vorstehenden elektrischen Verbindungsabschnitten zum elektrischen Verbinden der Erfassungselemente (11, 200) mit auf dem ersten Substrat bereitgestellten Leiterbahnen versehen ist, und das andere Substrat mit vielen in Vertiefungen angeordneten elektrischen Verbindungsabschnitten zum jeweiligen Eingreifen mit den vielen vorspringenden elektrischen Verbindungsabschnitten und zur jeweiligen elektrischen Verbindung mit den vielen vorspringenden elektrischen Verbindungsabschnitten versehen ist, wenn das erste (1, 31) und das zweite Substrat (3, 33) aneinander angrenzen.
  9. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 8, wobei der vorspringende elektrische Verbindungsabschnitt und der in einer Vertiefung angeordnete elektrische Verbindungsabschnitt durch eine eutektische Verbindung aneinander angrenzen.
  10. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 8, wobei der vorspringende elektrische Verbindungsabschnitt aus einem Metallkontakt zusammengesetzt ist, der auf einer in einem der beiden Substrate bereitgestellten Elektrode ausgebildet ist, während der in einer Vertiefung angeordnete elektrische Verbindungsabschnitt aus einem Metallabschnitt in zumindest einem Teil des Abschnitts in Kontakt zu dem vorspringenden elektrischen Verbindungsabschnitt zusammengesetzt ist, und der Metallkontakt und der Metallabschnitt durch eutektisches Verbinden aneinander angrenzen.
  11. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 8, wobei ein senkrechter Wandabschnitt des in einer Vertiefung ausgebildeten elektrischen Verbindungsabschnitts aus einem Teil eines den Flüssigkeitspfad bildenden Flüssigkeitspfadausbildungselement zusammengesetzt ist, und der in einer Vertiefung ausgebildete elektrische Verbindungsabschnitt durch Eliminieren eines vorbestimmten Abschnitts des Flüssigkeitspfadausbildungselementes ausgebildet ist, wenn ein Abschnitt entsprechend dem Flüssigkeitspfad von dem Flüssigkeitspfadausbildungselement zur Ausbildung des Flüssigkeitspfades eliminiert ist.
  12. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 8, wobei der vorspringende elektrische Verbindungsabschnitt und zumindest ein Teil des in einer Vertiefung ausgebildeten elektrischen Verbindungsabschnitts ein Metall aus der Gruppe Gold, Kupfer, Platin, Wolfram, Aluminium und Ruthenium oder eine Legierung mit einem Metall aus der Gruppe Gold, Kupfer, Platin, Wolfram, Aluminium und Ruthenium enthält.
  13. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 8, wobei das erste (1, 31) und das zweite Substrat (3, 33) aus Silizium zusammengesetzt sind, und die Elemente oder elektrischen Schaltungen auf dem ersten (1, 31) und dem zweiten Substrat (3, 33) durch eine Halbleiterwaferverarbeitungstechnologie ausgebildet sind.
  14. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, wobei das erste (1, 31) und das zweite Substrat (3, 33) jeweils mit elektrischen Verbindungsabschnitten zum elektrischen Verbinden der Erfassungselemente (11, 200) mit auf dem ersten Substrat bereitgestellten Leiterbahnen versehen sind, und der elektrische Verbindungsabschnitt auf dem ersten Substrat (1, 31) und der elektrische Verbindungsabschnitt auf dem zweiten Substrat (3, 33) durch eine eutektische Verbindung aneinander angrenzen.
  15. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 14, wobei das erste (1, 31) und das zweite Substrat (3, 33) jeweils mit eingreifenden Abschnitten zum gegenseitigen Eingreifen versehen sind, die von den elektrischen Verbindungsabschnitten verschieden sind.
  16. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, ferner mit einem Sensor zum Beurteilen des Zustands des aneinander Angrenzens auf dem ersten (1, 31) oder dem zweiten Substrat (3, 33).
  17. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 16, wobei der Sensor ein piezoelektrisches Element beinhaltet.
  18. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 16, wobei der Sensor ein entweder auf dem ersten (1, 31) oder dem zweiten Substrat (3, 33) bereitgestelltes Licht emittierendes Element sowie ein auf dem anderen Substrat bereitgestelltes Lichtempfangselement beinhaltet.
  19. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, ferner mit einer aus Elektroden bestehenden Position, die in zueinander gegenüberliegenden Positionen des ersten (1, 31) und des zweiten Substrats (3, 33) bereitgestellt sind.
  20. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 19, wobei der Positionssensor zum Erfassen der relativen Position des ersten (1, 31) und des zweiten Substrats (3, 33) durch Messen der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektroden eingerichtet ist.
  21. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, ferner mit einem Spracheingabesensor zum Erfassen einer von außerhalb des Flüssigkeitsausstoßkopfes als Druckvibration eindringenden Sprache, und einer Schaltung zum Umwandeln der durch den Spracheingabesensor erfassten Druckvibration in ein Sprachsignal, selektiv auf dem ersten (1, 31) oder dem zweiten Substrat (3, 33).
  22. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, ferner mit einem akustischen Sensor zum Erfassen des Geräusches beim Flüssigkeitsausstoß durch den Flüssigkeitsausstoßkopf, und einer Schaltung zum Vergleichen der durch den akustischen Sensor erfassten akustischen Welle mit einer im Voraus gespeicherten akustischen Welle, selektiv auf dem ersten (1, 31) oder dem zweiten Substrat (3, 33).
  23. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 1, ferner mit einem Bildsensor zum Umwandeln eines optischen Bildes in ein elektrisches Signal, wobei die Energiewandlerelemente (2, 32) und eine erste Steuerschaltung zum Steuern der Energiewandlerelemente (2, 32) auf dem ersten Substrat (1, 31) bereitgestellt sind, und der Bildsensor und eine zweite Steuerschaltung zum Steuern des Bildsensors auf dem zweiten Substrat (3, 33) bereitgestellt sind.
  24. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 23, wobei die erste Steuerschaltung aus einer Ansteuerungszeitpunktsteuerungslogikschaltung zum Steuern des Ansteuerungszeitpunkts der vielen Energiewandlerelemente (2, 32) und einer Bilddatenübertragungsschaltung zum Ansammeln der Daten des auszubildenden Bildes zusammengesetzt ist, und die zweite Steuerschaltung aus einer Sensoransteuerungsschaltung zum Ansteuern des Bildsensors und zum Ausbilden eines Bildsignals aus der Ausgabe des Bildsensors zusammengesetzt ist.
  25. Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 24, wobei das zweite Substrat (3, 33) einen Speicher und eine Ansteuerungssignalsteuerschaltung zum Bestimmen der an die vielen Energiewandlerelemente (2, 32) anzulegenden Energie beinhaltet; der Speicher zum Speichern von im Voraus gemessenen Flüssigkeitsausstoßcharakteristika für jedes der Energiewandlerelemente (2, 32) als Kopfinformationen und zum Speichern des durch die Sensoransteuerungsschaltung erzeugten Bildsignals eingerichtet ist; und die Ansteuerungssignalsteuerschaltung zum Steuern der an dem Wärmeerzeugungselement gemäß den in dem Speicher gespeicherten Flüssigkeitsausstoßcharakteristika jedes Energiewandlerelements aufzubringenden Energie eingerichtet ist.
  26. Kopfpatrone mit einem Flüssigkeitsausstoßkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 25, sowie einem Flüssigkeitsbehälter zur Aufnahme von dem Flüssigkeitsausstoßkopf zuzuführender Flüssigkeit.
  27. Flüssigkeitsausstoßgerät mit einem Flüssigkeitsausstoßkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 25, und einer Ansteuerungssignalzufuhreinrichtung zum Zuführen eines Ansteuerungssignals, damit der Flüssigkeitsausstoßkopf dazu veranlasst wird, Flüssigkeit auszustoßen.
  28. Flüssigkeitsausstoßgerät mit einem Flüssigkeitsausstoßkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 25, und einer Aufzeichnungsträgerbeförderungseinrichtung zum Befördern eines Aufzeichnungsträgers für den Empfang von Flüssigkeit, die von dem Flüssigkeitsausstoßkopf ausgestoßen wurde.
  29. Flüssigkeitsausstoßgerät nach Anspruch 27, wobei ein Energieerzeugungselement auf einem den Flüssigkeitsausstoßkopf bildenden ersten Substrat (1, 31) gemäß einer Einstellung basierend auf dem Ergebnis einer durch ein Erfassungselement auf einem den Flüssigkeitsausstoßkopf bildenden zweiten Substrat (3, 33) angesteuert ist, wodurch Flüssigkeit auf einen Aufzeichnungsträger zum Ausführen eines Aufzeichnungsvorgangs ausgestoßen wird.
  30. Flüssigkeitsausstoßgerät, das einen Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 21 verwendet, wobei ein Bild basierend auf dem Sprachsignal der Schaltung ausgebildet und aufgezeichnet wird.
  31. Flüssigkeitsausstoßgerät, das einen Flüssigkeitsausstoßkopf nach Anspruch 22 verwendet, wobei das Ergebnis des Vergleichs durch die Schaltung zum Ändern des Ansteuerungszustandes des Energieerzeugungselementes des Flüssigkeitsausstoßkopfes, Ausführen eines Ausstoßwiederherstellungsvorgangs des Flüssigkeitsausstoßkopfes, oder Informieren des Benutzers zur Ersetzung des Flüssigkeitsausstoßkopfes dient.
  32. Flüssigkeitsausstoßgerät mit einem einen Flüssigkeitsausstoßkopf nach einem der Ansprüche 23 bis 25 beinhaltenden Hauptkörper, sowie einer Führungseinrichtung, um den Hauptkörper dazu zu veranlassen, eine Abtastbewegung entlang einer vorbestimmten Richtung bezüglich eines Aufzeichnungsträgers für den Empfang der von dem Flüssigkeitsausstoßkopf ausgestoßenen Flüssigkeit oder eines Objekts eines Bildlesevorgangs durch den Bildsensor auszuführen.
  33. Flüssigkeitsausstoßgerät nach Anspruch 32, wobei der Hauptkörper einen Rollenwalzenabschnitt beinhaltet, der in Kontakt mit einer Aufzeichnungsträgerstützoberfläche, auf der der Aufzeichnungsträger angeordnet ist, oder mit dem Objekt des Bildlesevorgangs durch den Bildsensor gehalten wird, und bei der Abtastbewegung des Hauptkörpers in die vorbestimmten Richtung dreht.
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