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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Tintenstrahldrucken
und insbesondere auf einen Dünnfilmtintenstrahldruckkopf,
der FET-Treiberschaltungen aufweist, die konfiguriert sind, um eine
parasitäre
Leistungsdissipation entlang eines Massebus zu kompensieren.
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Die
Technik des Tintenstrahldruckens ist relativ weit fortgeschritten.
Kommerzielle Produkte, wie z. B. Computerdrucker, Graphikplotter
und Faxgeräte,
sind mit Tintenstrahltechnologie zum Erzeugen gedruckter Medien
implementiert worden. Die Beiträge
der Hewlett-Packard Company zur Tintenstrahltechnologie sind z.
B. in verschiedenen Artikeln im Hewlett-Packard Journal, Bd. 36,
Nr. 5 (Mai 1985); Bd. 39, Nr. 5 (Oktober 1988); Bd. 43, Nr. 4 (August 1992);
Bd. 43, Nr. 6 (Dezember 1992); und Bd. 45, Nr. 1 (Februar 1994)
beschrieben.
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Im
Allgemeinen wird ein Tintenstrahlbild gemäß einer exakten Platzierung
von Tintentropfen, die durch eine Tintentropfen erzeugende Vorrichtung,
die als Tintenstrahldruckkopf bekannt ist, emittiert werden, auf
ein Druckmedium gebildet. Normalerweise wird ein Tintenstrahldruckkopf
an einem bewegbaren Druckwagen gehalten, der sich über die
Oberfläche des
Druckmediums bewegt, und wird gesteuert, um Tintentropfen zu geeigneten
Zeitpunkten gemäß einem
Befehl eines Mikrocomputers oder einer anderen Steuerung auszustoßen, wobei
die Zeitgebung der Aufbringung der Tintentropfen einem Pixelmuster des
Bildes, das gedruckt wird, entsprechen soll.
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Ein
typischer Hewlett-Packard-Tintenstrahldruckkopf umfasst ein Array
von exakt gebildeten Düsen
in einer Öffnungsplatte,
die an einer Tintensperrschicht angebracht ist, die wiederum an
einer Dünnfilmunterstruktur
angebracht ist, die Tintenabfeuerheizwiderstände und eine Vorrichtung zum
Aktivieren der Widerstände
implementiert. Die Tintensperrschicht definiert Tintenkanäle, die
Tintenkammern umfassen, die über
zugeordneten Tintenabfeuerwiderständen angeordnet sind, und die
Düsen in
der Öffnungsplatte
sind mit zugeordneten Tintenkammern ausgerichtet. Tintentropfengeneratorregionen sind
durch die Tintenkammern und Abschnitte der Dünnfilmunterstruktur und der Öffnungsplatte,
die zu den Tintenkammern benachbart sind, gebildet.
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Die
Dünnfilmunterstruktur
ist normalerweise zusammengesetzt aus einem Substrat, wie z. B.
Silizium, an dem verschiedene Dünnfilmschichten
gebildet sind, die Dünnfilmtintenabfeuerwiderstände bilden,
einer Vorrichtung zum Aktivieren der Widerstände und auch Verbindungen zu
Verbindungsanschlussflächen,
die für
externe elektrische Verbindungen mit dem Druckkopf bereitgestellt
sind. Die Tintensperrschicht ist normalerweise ein Polymermaterial,
das als ein Trockenfilm auf die Dünnfilmunterstruktur laminiert
ist, und ist konzipiert, um photodefinierbar und sowohl UV- als
auch thermisch härtbar
zu sein. Bei einem Tintenstrahldruckkopf eines Schlitzzufuhrentwurfs
wird Tinte von einem oder mehr Tintenreservoirs durch einen oder
mehr Tintenzufuhrschlitze, die in dem Substrat gebildet sind, den
verschiedenen Tintenkammern zugeführt.
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Ein
Beispiel der physischen Anordnung der Öffnungsplatte, der Tintensperrschicht
und der Dünnfilmunterstruktur
ist auf Seite 44 des Hewlett-Packard Journal von Februar 1994, das
im Vorhergehenden aufgeführt
ist, veranschaulicht. Weitere Beispiele für Tintenstrahldruckköpfe sind
in den ebenfalls übertragenen
U.S.-Patenten 4,719,477 und 5,317,346 dargelegt.
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Betrachtungen
mit Dünnfilmtintenstrahldruckköpfen umfassen
eine gesteigerte Substratgröße und/oder
Substratbrüchigkeit,
wenn mehr Tintentropfengeneratoren und/oder Tintenzu fuhrschlitze eingesetzt
sind. Es besteht folglich ein Bedarf an einem verbesserten Tintenstrahldruckkopf,
der kompakt ist und eine große
Anzahl von Tintentropfengeneratoren aufweist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
offenbarte Erfindung betrifft einen Tintenstrahldruckkopf, der einen
Massebus aufweist, der teilweise über aktiven Regionen von FET-Treiberschaltungen
liegt, die Heizwiderstände
mit Energie versorgen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Fachleute
werden die Vorteile und Merkmale der offenbarten Erfindung ohne
Weiteres aus der folgenden, detaillierten Beschreibung erkennen,
wenn dieselbe zusammen mit den Zeichnungen gelesen wird. Es zeigen:
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1 eine
nicht maßstabsgetreue
schematische Grundrissdraufsichtsdarstellung des Entwurfs eines
Tintenstrahldruckkopfes, der die Erfindung einsetzt.
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2 eine
schematische, perspektivische Teilansicht des Tintenstrahldruckkopfes
von 1.
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3 eine
nicht maßstabsgetreue,
schematische Teilgrundrissdraufsichtsdarstellung des Tintenstrahldruckkopfes
von 1.
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4 eine
Teilgrundrissdraufsicht, die allgemein den Entwurf eines FET-Treiberschaltungsarrays
und eines zugeordneten Massebusses des Druckkopfs von 1 veranschaulicht.
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5 ein
Schema einer elektrischen Schaltung, das die elektrischen Verbindungen
eines Heizwiderstands und einer FET-Treiberschaltung des Druckkopfs
von 1 zeigt.
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6 eine
Grundrissansicht von repräsentativen
FET-Treiberschaltungen
und dem zugeordneten Massebus des Druckkopfs von 1.
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7 einen
Querschnittaufriss einer repräsentativen
FET-Treiberschaltung des Druckkopfs von 1.
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8 eine
Grundrissansicht einer Grundrissansicht, die eine veranschaulichende
Implementierung eines FET-Treiberschaltungsarrays und eines zugeordneten
Massebusses des Druckkopfs von 1 zeigt.
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9 eine
nicht maßstabsgetreue,
schematische, perspektivische Ansicht eines Druckers, bei dem der
Druckkopf der Erfindung eingesetzt werden kann.
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Detaillierte
Beschreibung der Offenbarung
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Bei
der folgenden detaillierten Beschreibung und bei den mehreren Zeichnungsfiguren
sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen identifiziert.
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Mit
jetziger Bezugnahme auf 1 und 2 ist darin
schematisch eine nicht maßstabsgetreue,
schematische, perspektivische Ansicht eines Tintenstrahldruckkopfes
veranschaulicht, bei dem die Erfindung verwendet werden kann und
der in der Regel umfasst: (a) eine Dünnfilmunterstruktur oder einen
-chip 11, die bzw. der ein Substrat, wie z. B. Silizium,
aufweist und verschiedene Dünnfilmschichten, die
darauf gebildet sind, aufweist, (b) eine Tintensperrschicht 12,
die auf der Dünnfilmunterstruktur 11 angeordnet
ist, und (c) eine Öffnungs-
oder Düsenplatte 13,
die laminar an dem oberen Ende der Tintensperre 12 angebracht
ist.
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Die
Dünnfilmunterstruktur 11 ist
gemäß herkömmlicher
Techniken für
integrierte Schaltungen gebildet und umfasst Dünnfilmheizwiderstände 56, die
darin gebildet sind. Die Tintensperrschicht 12 ist aus
einem Trockenfilm gebildet, der auf die Dünnfilmunterstruktur 11 wärme- und
drucklaminiert ist und photodefiniert ist, um darin Tintenkammern 19 und Tintenkanäle 29 zu
bilden, die über
Widerstandsregionen angeordnet sind, in denen die Heizwiderstände gebildet
sind. Goldverbindungsanschlussflächen 74, die
für externe
elektrische Verbindungen in Eingriff genommen werden können, sind
an longitudinal voneinander beabstandeten, gegenüberliegenden Enden der Dünnfilmunterstruktur 11 angeordnet
und sind nicht durch die Tintensperrschicht 12 bedeckt. Als
ein veranschaulichendes Beispiel weist das Sperrschichtmaterial
einen acrylatbasierten Photopolymertrockenfilm auf, wie z. B. den
Photopolymertrockenfilm der Marke „Parad", der von E. I. duPont de Nemours and
Company aus Wilmington, Delaware, erhältlich ist. Ähnliche
Trockenfilme umfassen andere duPont-Produkte, wie z. B. den Trockenfilm
der Marke „Riston", und Trockenfilme,
die von anderen Chemikalienanbietern hergestellt werden. Die Öffnungsplatte 13 weist
z. B. ein planares Substrat auf, das aus einem Polymermaterial gebildet
ist und bei dem die Öffnungen
durch Laserablation gebildet sind, wie es z. B. in dem ebenfalls übertragenen U.S.-Patent
5,469,199 offenbart ist. Die Öffnungsplatte
kann auch ein plattiertes Metall, wie z. B. Nickel, aufweisen.
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Wie
es in 3 gezeigt ist, sind die Tintenkammern 19 in
der Tintensperrschicht 12 insbesondere über jeweiligen Tintenabfeuerwiderständen 56 angeordnet,
und jede Tintenkammer 19 ist durch verbundene Kanten oder
Wände eines
Kammerlochs definiert, das in der Sperrschicht 12 gebildet
ist. Die Tintenkanäle 29 sind
durch weitere Löcher,
die in der Sperrschicht 12 gebildet sind, definiert und
sind einstü ckig
mit jeweiligen Tintenabfeuerkammern 19 verbunden. Die 1, 2 und 3 veranschaulichen
beispielhaft einen schlitzgespeisten Tintenstrahldruckkopf, bei
dem die Tintenkanäle
sich zu einer Kante hin öffnen,
die durch einen Tintenzufuhrschlitz in der Dünnfilmunterstruktur gebildet
ist, wodurch die Kante des Tintenzufuhrschlitzes eine Zufuhrkante
bildet.
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Die Öffnungsplatte 13 umfasst Öffnungen oder
Düsen 21,
die über
jeweiligen Tintenkammern 19 derart angeordnet sind, dass
jeder Tintenabfeuerwiderstand 56, eine zugeordnete Tintenkammer 19 und
eine zugeordnete Öffnung 21 ausgerichtet
sind und einen Tintentropfengenerator 40 bilden.
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Obwohl
der offenbarte Druckkopf so beschrieben wurde, dass derselbe eine
Sperrschicht und eine getrennte Öffnungsplatte
aufweist, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung bei Druckköpfen implementiert
sein kann, die eine einstückige
Sperre-/Öffnungsstruktur
aufweisen, die unter Verwendung einer einzigen Photopolymerschicht
hergestellt werden kann, die mit einem Mehrfachbelichtungsprozess
belichtet und dann entwickelt wird.
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Die
Tintentropfengeneratoren 40 sind in drei Spaltenarrays
oder -gruppen 61, 62, 63 angeordnet, die
relativ zu einer Referenzachse L quer voneinander beabstandet sind.
Die Heizwiderstände 56 jeder Tintentropfengeneratorgruppe
sind im Allgemeinen mit der Referenzachse L ausgerichtet und weisen eine
vorbestimmte Mitte-zu-Mitte-Beabstandung oder einen Düsenabstand
P entlang der Referenzachse L auf. Als ein veranschaulichendes Beispiel ist
die Dünnfilmunterstruktur
rechteckig, und gegenüberliegende
Kanten 51, 52 derselben sind longitudinale Kanten
der Längenabmessung,
während
longitudinal voneinander beabstandete, gegenüberliegende Kanten 53, 54 von
der Breitenabmessung sind, die geringer ist als die Längenabmessung
des Druckkopfes. Die longitudinale Erstreckung der Dünnfilmunterstruktur
ist entlang der Kanten 51, 52, die parallel zu
der Referenzach se L sein können.
Bei der Verwendung kann die Referenzachse L mit der Medienvorschubachse,
wie dieselbe in der Regel bezeichnet wird, ausgerichtet sein.
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Obwohl
die Tintentropfengeneratoren 40 jeder Tintentropfengeneratorgruppe
so abgebildet sind, dass dieselben im Wesentlichen kollinear sind, sei
darauf hingewiesen, dass einige der Tintentropfengeneratoren 40 einer
Tintentropfengeneratorgruppe sich leicht abseits der Mittellinie
der Spalte befinden können,
um z. B. Abfeuerverzögerungen
zu kompensieren.
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Insofern
als jeder der Tintentropfengeneratoren 40 einen Heizwiderstand 56 umfasst,
sind die Heizwiderstände
folglich in Gruppen oder Arrays angeordnet, die den Tintentropfengeneratoren
entsprechen. Aus praktischen Gründen
wird auf die Heizwiderstandarrays oder -gruppen mit den gleichen
Bezugszeichen 61, 62, 63 Bezug genommen.
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Die
Dünnfilmunterstruktur 11 des
Druckkopfs der 1, 2 und 3 umfasst
insbesondere Tintenzufuhrschlitze 71, 72, 73,
die mit der Referenzachse L ausgerichtet sind und relativ zu einer
Referenzachse L quer voneinander beabstandet sind. Die Tintenzufuhrschlitze 71, 72, 73 speisen
jeweils die Tintentropfengeneratorgruppen 61, 62, 63 und
sind als ein veranschaulichendes Beispiel an der gleichen Seite
der Tintentropfengeneratorgruppen angeordnet, die dieselben jeweils
speisen. Als ein veranschaulichendes Beispiel liefert jeder der
Tintenzufuhrschlitze Tinte einer unterschiedlichen Farbe, wie z.
B. Cyan, Gelb und Magenta.
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Die
Dünnfilmunterstruktur 11 umfasst
ferner Treibertransistorschaltungsarrays 81, 82, 83,
die in der Dünnfilmunterstruktur 11 gebildet
und benachbart zu jeweiligen Tintentropfengeneratorgruppen (61, 62, 63)
angeordnet sind. Jedes Treiberschaltungsarray (81, 82, 83)
umfasst eine Mehrzahl von FET-Treiberschaltungen 85, die
mit jeweiligen Heizwiderständen 56 verbunden
sind. Jedem Treiberschaltungsarray (81, 82, 83)
zugeordnet ist ein Massebus (181, 182, 183),
mit dem die Quellen- bzw. Source-Anschlüsse aller FET-Treiberschaltungen 85 des
benachbarten Treiberschaltungsarrays (81, 82, 83)
elektrisch verbunden sind. Jeder Massebus (181, 182, 183)
ist elektrisch mit zumindest einer Verbindungsanschlussfläche 74 an
einem Ende der Druckkopfstruktur und mit zumindest einer Kontaktanschlussfläche 74 an
dem anderen Ende der Druckkopfstruktur verbunden.
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Wie
es schematisch in 5 gezeigt ist, ist der Drain-Anschluss jeder FET-Schaltung 85 elektrisch
mit einem Anschluss des benachbarten Heizwiderstands 56 verbunden,
der an seinem anderen Anschluss ein geeignetes Tintenabfeuergrundelementauswählsignal
PS über
eine Leiterbahn 86 empfängt,
die zu einer Kontaktanschlussfläche 74 an
einem Ende der Druckkopfstruktur geführt ist. Die Leiterbahnen 86 weisen
z. B. Bahnen in einer Goldmetallisierungsschicht auf, die sich über und
dielektrisch getrennt von der Metallisierungsschicht befindet, in der
die Massebusse 181, 182, 183 gebildet
sind. Die Leiterbahnen 86 sind durch leitfähige Durchgangslöcher und
Metallbahnen 57 (6), die
in der gleichen Metallisierungsschicht wie die Massebusse 181, 182, 183 gebildet
sind, elektrisch mit den Heizwiderständen 56 verbunden.
Auch kann die Leiterbahn 86 für einen bestimmten Heizwiderstand
allgemein zu einer Verbindungsanschlussfläche 74 an dem Ende
geführt
sein, das diesem Heizwiderstand am nächsten liegt. Abhängig von
der Implementierung können
die Heizwiderstände 56 einer
bestimmten Tintentropfengeneratorgruppe (61, 62, 63)
in einer Mehrzahl von Grundelementgruppen angeordnet sein, wobei
die Tintentropfengeneratoren eines bestimmten Grundelements schaltbar
parallel zu dem gleichen Tintenabfeuergrundelementauswählsignal
gekoppelt sind, wie es z. B. in den ebenfalls übertragenen U.S.-Patenten 5,604,519;
5,638,101; und 3,568,171 offenbart ist. Der Source-Anschluss jeder
der FET-Treiberschaltungen
ist elektrisch mit einem benachbarten zugeordneten Massebus (181, 182, 183)
verbunden.
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Für die Vereinfachung
der Bezugnahme werden die Leiterbahnen, die die Leiterbahn 86 und
den Massebus umfassen, die einen Heizwiderstand 56 und
eine zugeordnete FET-Treiberschaltung 85 elektrisch
mit Verbindungsanschlussflächen 74 verbinden,
insgesamt als Leistungsbahnen bezeichnet. Ebenfalls zur Vereinfachung
der Bezugnahme können
die Leiterbahnen 86 als die Hochseiten- oder nicht geerdeten
Leistungsbahnen bezeichnet werden.
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Im
Allgemeinen ist der parasitäre
Widerstandswert (oder Ein-Widerstandswert) jeder der FET-Treiberschaltungen 85 konfiguriert,
um die Schwankung des parasitären
Widerstandswerts, der an die unterschiedlichen FET-Treiberschaltungen 85 angelegt
ist bzw. präsentiert
wird, durch den parasitären
Weg, der durch die Leistungsbahnen gebildet wird, zu kompensieren,
um die Schwankung bei der Energie zu verringern, die den Heizwiderständen geliefert
wird. Insbesondere bilden die Leistungsbahnen einen parasitären Weg,
der einen parasitären Widerstandswert
an die FET-Schaltungen anlegt, der mit einem Ort an dem Weg variiert,
und der parasitäre Widerstandswert
jeder der FET-Treiberschaltungen 85 ist
so ausgewählt,
dass die Kombination des parasitären
Widerstandswerts jeder FET-Treiberschaltung 85 und
des parasitären
Widerstandswerts der Leistungsbahnen, wie derselbe an die FET-Treiberschaltung
angelegt ist, nur leicht von einem Tintentropfengenerator zum anderen
variiert. Insofern als die Heizwiderstände 56 alle im Wesentlichen
den gleichen Widerstandswert aufweisen, ist der parasitäre Widerstandswert
jeder FET-Treiberschaltung 85 somit konfiguriert, um die
Schwankung des parasitären
Widerstandswerts der zugeordneten Leistungsbahnen, wie derselbe
an die unterschiedlichen FET-Treiberschaltungen 85 angelegt
ist, zu kompensieren. Auf diese Weise können in dem Maß, in dem im
Wesentlichen gleiche Energien den Verbindungsanschlussflächen geliefert
werden, die mit den Leistungsbahnen verbunden sind, im Wesentlichen
gleiche Energien an die unterschiedlichen Heizwiderstände 56 geliefert
werden.
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Insbesondere
unter Bezugnahme auf die 6 und 7 weist
jede der FET-Treiberschaltungen 85 eine Mehrzahl von elektrisch
miteinander verbundenen Drain-Elektrodenfingern 87, die über Drain-Regionfingern 89 angeordnet
sind, die in einem Siliziumsubstrat 111 gebildet sind,
und eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verbundenen Source-Elektrodenfingern 97 auf,
die mit den Drain-Elektroden 87 ineinander greifen oder
verschachtelt sind und über
Source-Regionfingern 99 angeordnet
sind, die in dem Siliziumsubstrat 111 gebildet sind. Polysilizium-Gate-Finger 91,
die an jeweiligen Enden miteinander verbunden sind, sind an einer
dünnen
Gate-Oxidschicht 93 angeordnet, die an dem Siliziumsubstrat 111 gebildet
ist. Eine Phosphorsilikatglasschicht 95 trennt die Drain-Elektroden 87 und
die Source-Elektroden 97 von
dem Siliziumsubstrat 111. Eine Mehrzahl von leitfähigen Drain-Kontakten 88 verbinden
die Drain-Elektroden 87 elektrisch
mit den Drain-Regionen 89, während eine Mehrzahl von leitfähigen Source-Kontakten 98 die Source-Elektroden 97 elektrisch
mit den Source-Regionen 99 verbinden. Als ein veranschaulichendes Beispiel
erstrecken sich die Drain-Elektroden 87, die Drain-Regionen 89,
die Source-Elektroden 97, die Source-Regionen 99 und
die Polysilizium-Gate-Finger 91 im Wesentlichen orthogonal
oder quer zu der Referenzachse L und zu der longitudinalen Erstreckung
der Massebusse 181, 182, 183. Auch ist
bei jeder FET-Schaltung 85 die Erstreckung der Drain-Regionen 89 und
der Source-Regionen 99 quer zu der Referenzachse L die
gleiche wie die Erstreckung der Gate-Finger quer zu der Referenzachse
L, wie es in 6 gezeigt ist, was die Erstreckung
der aktiven Regionen quer zu der Referenzachse L definiert. Für eine Vereinfachung
der Bezugnahme kann die Erstreckung der Drain-Elektrodenfinger 87,
der Drain-Regionfinger 89,
der Source-Elektrodenfinger 97, der Source-Regionfinger 99 und
der Polysilizium-Gate-Finger 91 als die longitudinale Erstreckung derartiger
Elemente bezeichnet werden, insofern als derartige Elemente auf
eine streifenartige oder fingerartige Weise lang und schmal sind.
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Als
ein veranschaulichendes Beispiel ist der Ein-Widerstandswert jeder der FET-Schaltungen 85 individuell
durch ein Steuern der longitudinalen Erstreckung oder Länge eines
durchgehend nicht kontaktierten Segments der Drain-Regionfinger konfiguriert,
wobei ein durchgehend nicht kontaktiertes Segment keine elektrischen
Kontakte 88 aufweist. Zum Beispiel können die durchgehend nicht
kontaktierten Segmente der Drain-Regionfinger an den Enden der Drain-Regionen 87 beginnen,
die am weitesten von dem Heizwiderstand 56 entfernt sind.
Der Ein-Widerstandswert einer bestimmten FET-Schaltung 85 nimmt
mit zunehmender Länge
des durchgehend nicht kontaktierten Drain-Regionfingersegments zu, und
eine derartige Länge
ist ausgewählt,
um den Ein-Widerstandswert
einer bestimmten FET-Schaltung zu bestimmen.
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Als
ein weiteres Beispiel kann der Ein-Widerstandswert jeder FET-Schaltung 85 durch
ein Auswählen
der Größe der FET-Schaltung konfiguriert sein.
Zum Beispiel kann die Erstreckung einer FET-Schaltung quer zu der
Referenzachse L ausgewählt
sein, um den Ein-Widerstandswert zu definieren.
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Bei
einer typischen Implementierung, bei der die Leistungsbahnen für eine bestimmte
FET-Schaltung 85 durch angemessen direkte Wege zu den Verbindungsanschlussflächen 74 an
den nächstgelegenen
der longitudinal getrennten Enden der Druckkopfstruktur geführt sind,
nimmt der parasitäre
Widerstandwert mit der Entfernung von dem nächstgelegenen Ende des Druckkopfes
zu, und der Ein-Widerstandswert der FET-Treiberschaltungen 85 nimmt mit
der Entfernung von einem derartigen nächstgelegenen Ende ab (was
eine FET-Schaltung effizienter macht), um die Zunahme des parasitären Leistungsbahnwiderstandswerts
auszugleichen. Als ein spezifisches Beispiel bezüglich durchgehend nicht kontaktierter
Drain-Fingersegmente der jeweiligen FET-Treiberschaltungen 85,
die an den Enden der Drain-Regionfinger beginnen, die am weitesten
von den Heizwiderständen 86 entfernt
sind, nehmen die Längen
derartiger Segmente mit der Entfernung von dem nächstgelegenen der longitudinal
getrennten Enden der Druckkopfstruktur ab.
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Jeder
Massebus (181, 182, 183) ist aus der gleichen
leitfähigen
Dünnfilmschicht
gebildet wie die Drain-Elektroden 87 und die Source-Elektroden 97 der
FET-Schaltungen 85, und die aktiven Bereiche jeder der
FET-Schaltungen, die aus den Source- und Drain-Regionen 89, 99 und
den Polysilizium-Gates 91 zusammengesetzt
sind, erstrecken sich vorteilhafterweise unter einem zugeordneten
Massebus (181, 182, 183). Dies ermöglicht es,
dass der Massebus und die FET-Schaltungsarrays
schmalere Regionen belegen, was wiederum eine schmalere, und somit kostengünstigere
Dünnfilmunterstruktur
ermöglicht.
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Auch
kann bei einer Implementierung, bei der die durchgehend nicht kontaktierten
Segmente der Drain-Regionfinger an den Enden der Drain-Regionfinger
beginnen, die am weitesten von den Heizwiderständen 56 entfernt sind,
die Erstreckung jedes Massebusses (181, 182, 183)
quer oder lateral zu der Referenzachse L und zu den zugeordneten
Heizwiderständen 56 hin
erhöht
werden, wenn die Länge der
durchgehend nicht kontaktierten Drain-Fingerabschnitte erhöht wird,
da die Drain-Elektroden sich nicht über derartige durchgehend nicht
kontaktierte Drain-Fingerabschnitte erstrecken müssen. In anderen Worten kann
die Breite W eines Massebusses (181, 182, 183)
durch ein Erhöhen
des Betrags, um den der Massebus über den aktiven Regionen der FET-Treiberschaltungen 85 liegt,
erhöht
werden, abhängig
von der Länge
der durchgehend nicht kontaktierten Drain-Regionsegmente. Dies wird erreicht, ohne
die Breite der Region zu erhöhen,
die durch einen Massebus (181, 182, 183)
und sein zugeordnetes FET-Treiberschaltungsarray (81, 82, 83)
belegt wird, da die Zunahme erreicht wird durch ein Erhöhen des Überlappungsbetrags
zwischen dem Massebus und den aktiven Regionen der FET-Treiberschaltungen 85.
Wirksam kann der Massebus bei jeder bestimmten FET-Schaltung 85 die aktive
Region quer zu der Referenzachse L um im Wesentlichen die Länge der
nicht kontaktierten Segmente der Drain-Regionen überlappen.
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Bei
dem spezifischen Beispiel, bei dem die durchgehend nicht kontaktierten
Drain-Regionsegmente an den Enden der Drain-Regionfinger beginnen,
die am weitesten von den Heizwiderständen 56 entfernt sind,
und bei dem die Längen
derartiger durchgehend nicht kontaktierter Drain-Regionsegmente mit der Entfernung von
dem nächstgelegenen Ende
der Druckkopfstruktur abnehmen, liefert die Modulation oder Variation
der Breite eines Massebusses (181, 182, 183)
mit der Variation der Länge der
durchgehend nicht kontaktierten Drain-Regionsegmente einen Massebus,
der eine Breite W aufweist, die mit der Nähe zu dem nächstgelegenen Ende der Druckkopfstruktur
zunimmt, wie es in 8 gezeigt ist. Da der Betrag
von gemeinschaftlich verwendeten Strömen mit der Nähe zu den
Verbindungsanschlussflächen 74 zunimmt,
liefert eine derartige Form vorteilhafterweise mit der Nähe zu den Verbindungsanschlussflächen 74 einen
verringerten Massebuswiderstandswert.
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Obwohl
sich das Vorhergehende auf einen Druckkopf gerichtet hat, der drei
Tintenzufuhrschlitze aufweist, wobei Tintentropfengeneratoren entlang nur
einer Seite eines Tintenzufuhrschlitzes angeordnet sind, sei darauf
hingewiesen, dass die offenbarten FET-Treiberschaltungsarray- und
Massebusstrukturen bei einer Fehlzahl von schlitzgespeisten, kantengespeisten
oder kombinierten schlitz- und kantengespeisten Konfigurationen
implementiert sein können.
Auch können
Tintentropfengeneratoren an einer oder beiden Seiten eines Tintenzufuhrschlitzes
angeordnet sein.
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Unter
jetziger Bezugnahme auf 9 ist darin eine schematische,
perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Tintenstrahldruckvorrichtung 110 dargelegt,
bei der die oben beschriebenen Druckköpfe eingesetzt sein können. Die
Tintenstrahldruckvorrichtung 110 von 9 umfasst
ein Chas sis 122, das durch ein Gehäuse oder eine Einfassung 124,
normalerweise aus einem geformten Kunststoffmaterial, umgeben ist.
Das Chassis 122 ist z. B. aus Blech gebildet und umfasst
eine vertikale Tafel 122a. Blätter eines Druckmediums werden
durch ein adaptives Druckmedienhandhabungssystem 126, das
eine Zufuhrablage 128 zum Lagern von Druckmedien vor einem
Drucken umfasst, einzeln durch eine Druckzone 125 geführt. Bei
dem Druckmedium kann es sich um jeden beliebigen Typ eines geeigneten,
druckfähigen Blattmaterials
handeln, wie z. B. Papier, Kartenmaterial, Transparent-folien, Mylar
u. ä.,
aber aus praktischen Gründen
sind die veranschaulichten Ausführungsbeispiele
so beschrieben, dass sie Papier als das Druckmedium verwenden. Eine
Reihe von herkömmlichen,
motorgetriebenen Rollen, einschließlich einer Antriebsrolle 129,
die durch einen Schrittgebermotor angetrieben wird, können verwendet
werden, um Druckmedien von der Zufuhrablage 128 in die Druckzone 125 zu
bewegen. Nach dem Drucken treibt die Antriebsrolle 129 das
bedruckte Blatt auf ein Paar zurückziehbarer
Ausgabetrockenflügelbauglieder 130,
die ausgezogen gezeigt sind, um ein bedrucktes Blatt aufzunehmen.
Die Flügelbauglieder 130 halten
das frisch bedruckte Blatt eine kurze Zeit lang über jeglichen vorhergehend
bedruckten Blättern,
die noch in einer Ausgabeablage 132 trocknen, bevor dieselben
sich zu den Seiten zurückdrehen, wie
es durch gebogene Pfeile 133 gezeigt ist, um das frisch
bedruckte Blatt in die Ausgabeablage 132 fallen zu lassen.
Das Druckmedienhandhabungssystem kann eine Reihe von Einstellungsmechanismen zum
Aufnehmen unterschiedlicher Größen von Druckmedien,
einschließlich
Letter, Legal, A4, Umschläge
usw., umfassen, wie z. B. einen Gleitlängeneinstellungsarm 134 und
einen Umschlagszufuhrschlitz 135.
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Der
Drucker von 9 umfasst ferner eine Druckersteuerung 136,
die schematisch als ein Mikroprozessor veranschaulicht ist und die
auf einer gedruckten Schaltungsplatine 139 angeordnet ist,
die auf der Rückseite
der vertikalen Chassistafel 122a gehalten wird. Die Druckersteuerung 136 empfängt Anweisungen
von einer Hostvorrichtung, wie z. B. einem PC (nicht gezeigt), und
steuert den Betrieb des Druckers, einschließlich eines Vorschubs von Druckmedien
durch die Druckzone 125, einer Bewegung eines Druckwagens 140 und
einer Anlegung von Signalen an die Tintentropfengeneratoren 40.
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Ein
Druckwagengleitstab 138, der eine longitudinale Achse parallel
zu einer Wagenbewegungsachse aufweist, wird durch das Chassis 122 gehalten,
um in beträchtlichem
Maße einen
Druckwagen 140 zu halten für eine hin- und herfahrende
Translationsbewegung oder Hin- und Herbewegung entlang der Wagenbewegungsachse.
Der Druckwagen 140 hält
eine erste und eine zweite entfernbare Tintenstrahldruckkopfkassette 150, 152 (von
denen jede manchmal als „Stift", „Druckkassette" oder „Kassette" bezeichnet wird).
Die Druckkassetten 150, 152 umfassen Druckköpfe 154 bzw. 156,
die jeweils allgemein nach unten gerichtete Düsen zum Ausstoßen von
Tinte allgemein nach unten auf einen Abschnitt des Druckmediums,
der sich in der Druckzone 125 befindet, aufweisen. Die
Druckkassetten 150, 152 sind insbesondere in den
Druckwagen 140 eingespannt durch einen Einrastmechanismus,
der Klemmhebel, Einrastbauglieder oder Deckel 170, 172 umfasst.
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Ein
veranschaulichendes Beispiel für
einen geeigneten Druckwagen ist in der ebenfalls übertragenen
U.S.-Anmeldung Seriennr. 08/757,009, eingereicht am 26.11.1996,
Harmon u. a.,
AZ 10941036 offenbart.
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Zur
Bezugnahme wird ein Druckmedium durch die Druckzone 125 entlang
einer Medienachse vorgeschoben, die parallel zu der Tangente zu
dem Abschnitt des Druckmediums verläuft, der unter den Düsen der
Kassetten 150, 152 liegt und durch dieselben überquert
wird. Sind die Medienachse und die Wagenachse auf der gleichen Ebene
positioniert, wie es in 9 gezeigt ist, wären sie
senkrecht zueinander.
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Ein
Antidrehmechanismus an der Rückseite des
Druckwagens setzt eine horizontal angeordnete Antischwenkschiene 185 ein,
die einstückig
mit der vertikalen Tafel 122a des Chassis 122 gebildet
ist, um z. B. zu verhindern, dass der Druckwagen 140 um den
Gleitstab 138 nach vorne schwenkt.
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Als
ein veranschaulichendes Beispiel handelt es sich bei der Druckkassette 150 um
eine einfarbige Druckkassette, während
es sich bei der Druckkassette 152 um eine dreifarbige Druckkassette
handelt, die einen Druckkopf gemäß den hier
enthaltenen Lehren einsetzt.
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Der
Druckwagen 140 wird entlang des Gleitstabes 138 durch
einen Endlosriemen 158 getrieben, der auf eine herkömmliche
Art und Weise angetrieben werden kann, und ein linearer Codiererstreifen 159 wird
verwendet, um eine Position des Druckwagens 140 entlang
der Wagenbewegungsachse, z. B. gemäß herkömmlichen Techniken, zu erfassen.
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Obwohl
es sich bei dem Vorhergehenden um eine Beschreibung und Veranschaulichung
spezifischer Ausführungsbeispiele
der Erfindung gehandelt hat, können
durch Fachleute verschiedene Modifizierungen und Änderungen
dazu vorgenommen werden, ohne von dem Schutzumfang der folgenden
Ansprüche
abzuweichen.