JP4059509B2 - インクジェット記録ヘッド用基板およびインクジェット記録ヘッドならびにインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録ヘッド用基板およびインクジェット記録ヘッドならびにインクジェット記録装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4059509B2
JP4059509B2 JP2004255870A JP2004255870A JP4059509B2 JP 4059509 B2 JP4059509 B2 JP 4059509B2 JP 2004255870 A JP2004255870 A JP 2004255870A JP 2004255870 A JP2004255870 A JP 2004255870A JP 4059509 B2 JP4059509 B2 JP 4059509B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
recording head
ink
jet recording
ink jet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004255870A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005153499A5 (ja
JP2005153499A (ja
Inventor
琢也 初井
照夫 尾崎
良行 今仲
智 伊部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2004255870A priority Critical patent/JP4059509B2/ja
Priority to EP04256631A priority patent/EP1527878B1/en
Priority to DE602004024634T priority patent/DE602004024634D1/de
Priority to US10/975,958 priority patent/US7134742B2/en
Priority to CNB2004100897028A priority patent/CN1329197C/zh
Publication of JP2005153499A publication Critical patent/JP2005153499A/ja
Publication of JP2005153499A5 publication Critical patent/JP2005153499A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4059509B2 publication Critical patent/JP4059509B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04541Specific driving circuit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04543Block driving
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/0458Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on heating elements forming bubbles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14072Electrical connections, e.g. details on electrodes, connecting the chip to the outside...

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッド用基板およびインクジェット記録ヘッドならびにインクジェット記録装置に関するものである。
インクジェット記録ヘッドでは、一つの基板で複数種類のインクが吐出できるように、同じ基板上に複数のインク供給口を設けるとともに、オリフィスプレート上にたまるインクの除去性を向上させるため、各インク供給口の長溝状の短辺と平行な基板外周の辺に電極パッドを設けることで、基板と基板外部との接続を行っている。この構成では、発熱抵抗体の位置によって、発熱抵抗体から電極パッドまでの距離が異なるので、電極パッドから遠い位置にある発熱抵抗体については配線抵抗が大きくなり易かった。したがって、同じ電極パッドから一つの配線でつながれた複数の発熱抵抗体を同時に駆動すると、一つの発熱抵抗体を駆動する場合に対し、配線部分での電圧降下が大きくなり、十分な電力量が発熱抵抗体に行き渡らず適正な発泡が得られなかった。
そのため、図6のように、複数個の発熱抵抗体の並びを複数個単位のブロックに分割し、そのブロック単位で電極パッドまでの配線を設け、各ブロック単位の配線の抵抗値が等しくなるようにした構成が、例えば特許文献1に記載されている。この構成では、1回の駆動タイミングにおいては、ブロック内では一つの発熱抵抗体しか駆動しないという時分割駆動を行うことにより、ひとつの配線ではひとつの発熱抵抗体のみを同時に駆動する個別配線を実現していた。
特開平10−44416号公報
しかしながら、近年、ますますインクジェット記録装置のさらなる高速化、高画質化の要求が高まっており、インクジェット記録ヘッドはより多くの発熱抵抗体を持ち、高い周波数で駆動することを求められている。多くの発熱抵抗体を駆動するためには、まず時分割数を増やすこと、すなわち、1ブロック中の発熱抵抗体の数を増やすことが考えられる。
このようにして時分割数を増やすことにより、配線数を変えずにより多くの発熱抵抗体を駆動することが可能になるが、周波数により決まる所定の単位時間をより細かく分けることになるので、各々の発熱抵抗体の駆動時間が短くなる。また、高速化実現のため、より高い周波数で駆動するためには、駆動時間がさらに短くなる。
しかし、インクの吐出を安定して行うためには、各々の発熱抵抗体に加わるエネルギーをコントロールする必要がある。そのため、発熱抵抗体の駆動時間を変えることでコントロールする手法が用いられるが、発熱抵抗体の駆動時間を極端に短くすると、インクの吐出に必要な気泡がインク中で十分に成長せず適切な吐出が得られなくなる。したがって、発熱抵抗体の駆動時間はある程度は必要であり、現在のところでも、駆動時間は限界まで短くなっており、上記のような方法を実現するのは難しい。
一方で、駆動時間を変えずに発熱抵抗体数を増やし、同じ周波数で駆動を行うには、同時に駆動する発熱抵抗体の数を増やす、つまりブロック数を増やす必要があった。また、高速化実現のため、より高い周波数で駆動するには、時分割数を減らして、さらにブロック数を増やす必要があった。なお、時分割数を減らすのは、周波数が高くなるほど各発熱抵抗体の駆動時間が短くなるが、各発熱抵抗体には最低限の駆動時間が必要なので、時分割数を減らすことで最低限の駆動時間を確保するためである。
図7に示すブロックごとに個別に電極パッドまでの配線をしている従来の配線方法で、同時に駆動する発熱抵抗体の数を増やすために、ブロック数を増やすには、個別配線の本数を増やす必要がある。しかしながら、個別配線はブロックの位置によって接続する基板外周の電極パッドからの距離が異なり、配線の長さが異なっている。配線が長くなるほど抵抗は大きくなるので、ブロックの位置による配線抵抗の差を解消し、それぞれの抵抗値をあわせるために、従来では電極パッドから1番近いところに位置するブロックへの配線が1番細く、電極パッドからの位置が遠くなるにしたがって、配線の太さを太くして配線抵抗を揃えていた。そのため、近いところに位置するブロックへの配線を細くするのは物理的に限界があるので、ブロック数が多くなればなるほど、電極パッドから遠い位置にあるブロックの配線を太くすることになり、太い配線が必要となってくる。結果として同時駆動数が倍増すると配線幅が3〜4倍に増加してしまい、基板サイズの急激な増大を招いてしまうという問題があった。
本発明の目的は、基板の大きさを変えることなく、同時駆動する発熱抵抗体の数を増やし、高密度でノズル数を多くすることにも対応可能なインクジェット記録ヘッド用基板を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、インクジェット記録の高速化を実現することができるインクジェット記録ヘッド基板およびインクジェット記録ヘッドを提供することある。
また、本発明の他の目的は、成膜プロセスで作られ配列されるノズル数の増加や同時に駆動するノズル数の増加によっても基板サイズが変わらないインクジェット記録ヘッド基板を提供することにある。
本発明の第1の形態は、複数の吐出口を所定方向に配列したインクジェット記録ヘッド用基板であって、前記複数の吐出口それぞれに対応し該吐出口からインクを吐出するために利用され、前記複数の吐出口の並びに沿って配列された複数の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に接続する一対の電極と、を備える複数の電気熱変換体と、前記複数の電気熱変換体それぞれに設けられている前記一対の電極の一方と接続され、前記各発熱抵抗体を駆動させる複数の駆動素子と、前記電気熱変換体の一対の電極のうちの前記駆動素子と接続されていない方の電極と接続され、前記電気熱変換体へ電流を流す共通配線Aと、前記駆動素子に設けられた電極と接続し、前記駆動素子へ電流を流す共通配線Bと、前記発熱抵抗体それぞれに対応する前記吐出口それぞれに連通するインク流路と、前記インク流路に前記インクを供給するためのインク供給口であって、前記吐出口の並び方向に沿った辺が前記吐出口の並び方向と異なる方向に沿った辺よりも長い四辺形に開口しているインク供給口と、前記共通配線Aおよび共通配線Bと接続し、かつ電力供給源と接続する電極パッドとを有し、前記電極パッドから前記共通配線Aを介し前記電極パッドからもっとも遠い位置に位置する前記電気熱変換体までの配線抵抗値RlineAと、前記電極パッドから前記共通配線Bを介し前記電極パッドからもっとも遠い位置に位置する前記駆動素子までの配線抵抗値RlineBとの和を、前記発熱抵抗体の抵抗値Rhと前記駆動素子の抵抗値Rdとの和で割った比率(RlineA+RlineB)/(Rh+Rd)が、共通配線Aにつながる複数の前記電気熱変換体のうち同時に駆動する個数をn個(n≧2)とした場合、(RlineA+RlineB)/(Rh+Rd)<0.05/(0.95n−1)を満たす範囲で、同時に駆動する前記電気熱変換体の個数nが決定されることを特徴とする。
本発明の第2の形態は、上記インクジェット記録ヘッド基板と、前記インクジェット記録ヘッド基板へ外部からの駆動信号を伝えるための電気配線部材とを含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
本発明の第3の形態は、上記インクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドを搭載して走査可能なキャリッジと、を含むことを特徴とするインクジェット記録装置である。
本発明によれば、同一共通配線に接続された複数の電気熱変換体のうち、電圧降下を発生させることなく同時に2個以上を駆動させることが可能となり、同時に駆動する電気熱変換体が多くなっても各発熱抵抗体に対応する吐出口では安定した吐出が行われ、また、時分割駆動を行う場合の時分割数を減らすことができる(すなわち1周波数内に駆動させる電気熱変換体の個数を減らすことができる)ことで、高周波数の駆動においても対応することができる。
以下に、本発明に係る実施例について図面を参照して説明する。
図4は、本実施例の記録ヘッドを示す斜視図である。
本実施例の記録ヘッド(インクジェット記録用ヘッド)1001は、図4(a)および図4(b)の斜視図でわかるように、記録ヘッドカートリッジ1000を構成する一構成要素となっている。この記録ヘッドカートリッジ1000は、記録ヘッド1001と、記録ヘッド1001に着脱自在に設けられたインクタンク1900(1901,1902,1903,1904)とから構成されている。記録ヘッド1001は、インクタンク1900から供給されるインクを、記録情報に応じて吐出口から吐出する。
この記録ヘッドカートリッジ1000は、インクジェット記録装置本体に載置されているキャリッジ(不図示)の位置決め手段および電気的接点によって固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能となっている。
記録ヘッド1001は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じさせるための熱エネルギーを生成する発熱抵抗体を用いて記録を行う方式のインクジェット記録ヘッドである。
図5は図4の記録ヘッドの分解斜視図である。
記録ヘッド1001は、記録素子ユニット1002と、インク供給ユニット(記録液供給手段)1003と、タンクホルダー2000とから構成されている。なお、記録素子ユニット1002のインク連通口とインク供給ユニット1003のインク連通口とをインクが漏れないように連通させるために、それぞれの部材を圧着するようなジョイントシール部材2300を介してビス2400で固定している。
図6は記録素子ユニットの分解斜視図である。
記録素子ユニット1002は、二つのインクジェット記録用基板1100と、第1のプレート(第1の支持部材)1200と、電気配線テープ(可撓性の配線基板)1300と、電気コンタクト基板2200と、第2のプレート(第2の支持部材)1400とから構成されている。
インクジェット記録用基板1100は、第1のプレート1200に接着され固定されている。さらに、第1のプレート1200には、開口部を有する第2のプレート1400が接着され固定されており、この第2のプレート1400には電気配線テープ1300が接着され固定されている。このようにしてインクジェット記録用基板1100に対する各部材の位置関係が保持されている。
この電気配線テープ1300は、インクジェット記録用基板1100にインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、インクジェット記録用基板1100に対応する電気配線を持ち、インクジェット記録装置本体からの電気信号を受け取る外部信号入力端子1301を有する電気コンタクト基板2200と接続している。電気コンタクト基板2200は、インク供給ユニット1103に、2ヶ所の端子位置決め穴1309により位置決めされ、固定されている。
図2は、インクジェット記録用基板の構成を示す平面図である。
インクジェット記録用基板1100は、厚さ0.5〜1mmのSi基板の片面に、複数のインク流路(不図示)と吐出口(不図示)とがフォトリソグラフィ技術により形成されており、これらインク流路それぞれに対応して複数の発熱抵抗体1103が設けられている。発熱抵抗体1103は、中央線に対して両側に一列ずつ設けられており、さらに中央線を対称軸にして、発熱抵抗体1103は互い違い(千鳥状)になるように配列されている。さらに、基板1100中央部には、前記第1のプレート1200に形成されたインク連通口1201に対応するようにして、インク供給口1102が設けられており、このインク供給口1102から前記複数のインク流路にインクが供給されている。インク供給口1102の図で示す面と反対側の面(裏面)は開口するように形成されている。つまり、
インク供給口1102は、発熱抵抗体の2列に挟まれるように配置されていることになる。発熱抵抗体1103の列のインク供給口1102に対する側と反対側には、この発熱抵抗体1103の駆動のオン/オフを行う駆動素子1107が配列されている。
このような構成の基板1100において、インク供給口1102からのインクはインク流路から吐出口まで充填されており、インク吐出時は、発熱抵抗体1103を発熱させ、この熱エネルギーをインク流路中のインクに加えてインク中に気泡を発生させる。この気泡の生成圧力によって、発熱抵抗体1103に対向して設けられた吐出口から、所定量のインクが滴として吐出される。
駆動素子1107は、発熱抵抗体1103の並びに垂直な方向の基板側辺に設けられた電極パッド1104より入力された電気信号をインクジェット記録用基板1100内部のロジック回路で処理し選択された駆動素子1107に送られる信号を受け取り、この電気信号によって駆動が制御される。
第1のプレート1200に固定されたインクジェット記録用基板1100の電極パッド1104上のバンプ(不図示)と、電気配線テープ1300の電極リード(不図示)とは、熱超音波圧着法等により電気接合されている。
発熱抵抗体1103は一端を共通配線A1106に、他方を共通配線A1106の下に作りこまれた駆動素子1107に接続しており、駆動素子1107のもう一端は共通配線B1105に接続されている。共通配線Aおよび共通配線Bは、発熱抵抗体1103の片側の列を中央より2つに分ける形で分割されており、共通配線A,Bとも片側2ブロック、共通配線A,Bをあわせて片側4ブロックの構成になっている。したがって、図中、向かって右4ブロック、左4ブロックの合計8ブロック構成である。共通配線1101は、ブロックごとにそれぞれに電極パッド1104に接続しており、各々の発熱抵抗体1103と駆動素子1107にインクを吐出するための電気信号が印加される。電極パッド1104は、基板の外周における発熱抵抗体の並びに垂直な両辺に配置されており、それぞれ、共通配線A用、共通配線B用に分かれて設けられている。
図1は、共通配線と発熱抵抗体の一端と駆動素子1107の等価回路図である。
図3は、発熱抵抗体1103にかかる電圧Vhに対して、インクの吐出状態を吐出速度vの変化を表したものである。
図3に示すように、インクの吐出速度は電圧により変化するため、電圧の安定性が求められる。実際に安定したインクの吐出が行える範囲は、図の安定領域の範囲に電圧Vhを保持することが望ましく、この安定領域は設計電圧値の±5%の範囲となる。しかしながら、実際には、並列接続された複数の発熱抵抗体1103の抵抗値のばらつきや共通配線1101の抵抗値のばらつき、発熱抵抗体1103の耐久性などを考慮しなければならない。そのため、電圧Vhの変動幅をその電圧値の5%以内に抑えるよう制御する必要がある。
図7に示すように、従来は電圧Vhを所定範囲内に保持し、急激な電圧降下を防止するために、同一配線での発熱抵抗体1103の個数を限定するとともに、時分割駆動によって、同一配線内で同時に複数の発熱抵抗体が駆動することができないように制御されていた。ここで、従来のブロックに分割した配線は、上述したようにブロック数が増えるほどより太い配線を追加していく必要があり、基板サイズが大きくなるという問題があった。すなわち、従来は同一配線下、つまり1ブロックで1回に1つの発熱抵抗体しか駆動しないという前提で構成されていたので、同時に駆動する発熱抵抗体を増やすためにはブロック数を増やすという考えしかなく、本発明のように配線を共通化し、その共通配線の配線抵抗と同時駆動する発熱抵抗体との関係に着目するという発想はなかった。
これに対して、本発明は配線抵抗と同時駆動する発熱抵抗体との関係に着目し、以下に示す式4の関係を見出した。そして、この関係を用いて、同一配線下で複数の発熱抵抗体を同時に駆動させることを可能としている。
図1に示すように、本実施例においては、従来例と異なり、共通配線につながる発熱抵抗体の個数は限定されていない。同時に駆動する発熱抵抗体の個数によって発生する電圧降下を防止するために、本実施例では共通配線側の抵抗Rlineの値を適切なものに設定する工夫がなされている。以下にその詳細について説明する。
共通配線1101の抵抗値は、電極パッド1104より1番遠い発熱抵抗体1103までの配線抵抗値RlineAと、1番遠い駆動素子1107から電極パッド1104までの配線抵抗値RlineBの和である。また、発熱抵抗体1103の抵抗値をRh、駆動素子1107の抵抗値をRdとする。
図1に示すように、一対の共通配線1101のなかで、同時にn個の発熱抵抗体1103と駆動素子1107を駆動する場合、配線抵抗RlineAに流れる電流は、1個の発熱抵抗体1103と駆動素子1107のみ駆動する場合の電流のn倍となる。したがって、配線抵抗で生じるVlineAの電圧降下も同様にn倍となる。駆動端子側も同様である。
そこで、1個の発熱抵抗体を駆動したときと、n個の発熱抵抗体を駆動したときの、発熱抵抗体にかかる電圧の差を変動割合rとすると、このrを5%以内に抑える必要がある。
図1を参照しながら、上記を満たす配線抵抗の比を求める。
1個駆動時の電圧:Vh(1)・Rh/(Rh+Rd)
n個駆動時の電圧:Vh(n)・Rh/(Rh+Rd)
電圧変動の割合 :r
とすると、
Vh(1)・Rh/(Rh+Rd)−Vh(n)・Rh/(Rh+Rd)
<r・Vh(1)・Rh/(Rh+Rd)
よって、
Vh(1)−Vh(n)<r・Vh(1) (式1)
ここで、
RL=RlineA+RlineB
RH=Rh+Rd
Vop=Vh+VlineA+VlineB
とすると、
Vh(1)=Vop・RH/(RL+RH) (式2)
Vh(n)=Vop・(RH/n)/((RL+RH/n) (式3)
式2と式3とを式1へ代入し、更にk=RL/RHとすると、
kn−kknr<r
RL/RH=k<r/(n−nr−1)
基板内での変動割合をrとし、1個のみ駆動している場合との変動を吸収すると、
(RlineA+RlineB)/(Rh+Rd)<r/(n−nr−1) (式4)
n:同時に駆動する発熱抵抗体の数
が求められる。例えば、変動割合が前述した5%以内の場合、
(RlineA+RlineB)/(Rh+Rd)<0.05/(0.95n−1) (式5)
が求められる。したがって、この式5の関係を満たすRlineAおよびRlineBの抵抗値となるように、配線抵抗を決定すれば、急激な電圧降下を防止し、常に安定した吐出を得ることができる。
ここで配線抵抗RlineAは、駆動する発熱抵抗体1103と電極パッド1104とが最も遠い場合を想定している為、どのような場合でも急激な電圧降下を十分に防止でき、共通配線内での複数の発熱抵抗体の同時駆動が可能である。より詳細に抵抗値を検証する場合は同時に駆動するノズルのパターンを規定し検証する必要がある。
なお、式から明らかなように、同時に駆動する発熱抵抗体の個数が多くなるほど、(RlineA+RlineB)/(Rh+Rd)の値は小さくなる。したがって、(RlineA+RlineB)の値がより小さくなるような配線抵抗とすることで、配線数を増やして基板サイズを大きくすることなしに、同時に駆動する発熱抵抗体の個数を増加させることが可能となる。
図7の従来例では、各電極パッド1104に個別配線1108が4本つながっており、1つの個別配線がさらに4つの発熱抵抗体とつながっている。この4つの発熱抵抗体が1つのブロックを形成するので、結局各電極パッドは4ブロックに分かれていることになる。したがって、時分割駆動で1ブロックにつき1つずつの駆動とすると、各電極パッド当たり、同時に駆動する発熱抵抗体は4個となる。
ここで、図2に示す構成では、一対の共通配線1101に対応する16個の発熱抵抗体のうち、同時に従来例の2倍の8個が駆動できるようにし、変動割合を5%とすると、式2のnに8を代入して、(RlineA+RlineB)/(Rh+Rd)を求める。すると、発熱抵抗体1103と駆動素子1107の駆動時抵抗値に対する共通配線1101の抵抗値(RlineA+RlineB)の比率(RlineA+RlineB)/(Rh+Rd))は0.0076以下に収めればよいことになる。ここで、発熱抵抗体1103の抵抗値Rhと駆動素子1107の駆動時抵抗値Rdの和を400Ωとすると、共通配線1101の抵抗値(RlineA+RlineB)は3.00Ω以下となる。
実際の共通配線1101の抵抗値(RlineA+RlineB)は共通配線部分の厚さ、幅、及び電極パッドから発熱抵抗体までの長さの最大値により決まる。例えば片側600dpiのヒータピッチで256個の発熱抵抗体1103を持ち、現状の駆動素子1107や駆動素子1107を駆動するためのロジック回路がある幅のなかでAl配線を行う場合、0.4μm以上の配線厚さを用いれば、上述の式2の関係を満たすことができる。また、512個の発熱抵抗体1103を持つとすると、同じ周波数で駆動するためには、一対の共通配線1101当たり16個の発熱抵抗体H1101を駆動するため、共通配線1101の抵抗値(RlineA+RlineB)は1.39Ω以下となり、共通配線1101の厚さは1.5μm以上となる。
また、許される電圧変動の幅は、実際にはノズルの駆動だけでなく、記録ヘッドへ供給される電力の電圧変動にも制限を受ける。したがって、供給側の電圧変動も考慮に入れて、同時に駆動させる発熱抵抗体の個数および配線抵抗の値を設定するのが好ましい。また、本発明の式を満たすためには異なる金属、たとえば金メッキを用いて共通配線部1101で厚膜にするのもよいし、発熱抵抗体1103の抵抗値をあげてもよい。また、本発明はインク供給口1102を複数持つ基板に適用すると、特に有効である。
本発明を用いることにより、インクジェット記録用基板内での配線数によらずに同時に駆動する発熱抵抗体の数を決定することができるため、同じ基板幅で高速化、高密度化を実現することができる。
また、抵抗値の比率(RlineA+RlineB)/(Rh+Rd)をさらに小さくすることにより、配線の引き方を変えずに、より多くの発熱抵抗体を同時駆動することができ、その結果、時分割数を減らすことが可能となり、高速で記録することができる。
また、配線抵抗値の割合を減らすことにより発熱抵抗体以外での発熱を減らし、効率的な駆動を可能にすることができる。
本発明に係る実施例としてのインクジェット記録用基板の発熱抵抗体を駆動する時の等価回路図である。 本発明に係る実施例としてのインクジェット記録用基板の構成を示す平面図である。 発熱抵抗体に印加される電圧と、インクの吐出速度の関係を表したグラフ図である。 本発明に係る実施例としてのインクジェット記録用ヘッドを用いた記録ヘッドカートリッジの構成を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は(a)の分解斜視図である。 図4に示したインクジェット記録用ヘッドの分解斜視図である。 図5に示した記録素子ユニットの分解斜視図である。 従来のインクジェット記録用基板の構成を示す平面図である。
符号の説明
1000 記録ヘッドカートリッジ
1001 記録ヘッド(インクジェット記録ヘッド)
1002 記録素子ユニット
1003 インク供給ユニット
1100 記録素子基板(インクジェット記録ヘッド用基板)
1101 共通配線(共通配線AおよびBを含む)
1102 インク供給口
1103 発熱抵抗体
1104 電極パッド
1105 共通配線B
1106 共通配線A
1107 駆動素子(図2中破線部)
1108 個別配線
1200 第1のプレート
1201 インク連通口
1300 電気配線テープ
1301 外部信号入力端子
1309 端子位置決め穴
1400 第2のプレート
1900 インクタンク
1901 ブラックインクタンク
1902 シアンインクタンク
1903 マゼンタインクタンク
1904 イエローインクタンク
2200 電気コンタクト基板
2300 ジョイントシール部材
2400 ビス

Claims (8)

  1. 複数の吐出口を所定方向に配列したインクジェット記録ヘッド用基板であって、
    前記複数の吐出口それぞれに対応し該吐出口からインクを吐出するために利用され、前記複数の吐出口の並びに沿って配列された複数の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に接続する一対の電極と、を備える複数の電気熱変換体と、
    前記複数の電気熱変換体それぞれに設けられている前記一対の電極の一方と接続され、前記各発熱抵抗体を駆動させる複数の駆動素子と、
    前記電気熱変換体の一対の電極のうちの前記駆動素子と接続されていない方の電極と接続され、前記電気熱変換体へ電流を流す共通配線Aと、
    前記駆動素子に設けられた電極と接続し、前記駆動素子へ電流を流す共通配線Bと、 前記発熱抵抗体それぞれに対応する前記吐出口それぞれに連通するインク流路と、
    前記インク流路に前記インクを供給するためのインク供給口であって、前記吐出口の並び方向に沿った辺が前記吐出口の並び方向と異なる方向に沿った辺よりも長い四辺形に開口しているインク供給口と、
    前記共通配線Aおよび共通配線Bと接続し、かつ電力供給源と接続する電極パッドとを有し、
    前記電極パッドから前記共通配線Aを介し前記電極パッドからもっとも遠い位置に位置する前記電気熱変換体までの配線抵抗値RlineAと、前記電極パッドから前記共通配線Bを介し前記電極パッドからもっとも遠い位置に位置する前記駆動素子までの配線抵抗値RlineBとの和を、前記発熱抵抗体の抵抗値Rhと前記駆動素子の抵抗値Rdとの和で割った比率(RlineA+RlineB)/(Rh+Rd)が、共通配線Aにつながる複数の前記電気熱変換体のうち同時に駆動する個数をn個(n≧2)とした場合、(RlineA+RlineB)/(Rh+Rd)<0.05/(0.95n−1)を満たす範囲で、同時に駆動する前記電気熱変換体の個数nが決定されることを特徴とするインクジェット記録ヘッド用基板。
  2. 前記共通配線Aに接続された電気熱変換体のうち、n個(n≧2)を同時に選択し、駆動可能なロジック回路をさらに具え、前記抵抗値(RlineA+RlineB)は、前記ロジック回路にて選択された電気熱変換体の駆動を可能とする値に決定されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
  3. 前記電極パッドは、前記インクジェット記録ヘッド用基板の周辺における前記発熱抵抗体の並び方向と異なる方向の辺に沿って配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
  4. 前記共通配線Aおよび共通配線Bは、配線用の金属膜が厚膜化された配線であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
  5. 前記共通配線Aおよび共通配線Bは金配線であり、前記金属膜の厚膜化は、メッキで厚膜配線を形成することであることを特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
  6. 請求項1ないし5のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド基板と、
    前記インクジェット記録ヘッド基板へ外部からの駆動信号を伝えるための電気配線部材とを含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
  7. 前記電気熱変換体の駆動により電気発熱抵抗体が発する熱エネルギーによって、インク中に気泡が発生し、該気泡の生成圧力によって、インクが滴として前記吐出口より吐出されることを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録ヘッド。
  8. 請求項6または7に記載のインクジェット記録ヘッドと、
    前記インクジェット記録ヘッドを搭載して走査可能なキャリッジと、を含むことを特徴とするインクジェット記録装置。
JP2004255870A 2003-10-31 2004-09-02 インクジェット記録ヘッド用基板およびインクジェット記録ヘッドならびにインクジェット記録装置 Expired - Fee Related JP4059509B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004255870A JP4059509B2 (ja) 2003-10-31 2004-09-02 インクジェット記録ヘッド用基板およびインクジェット記録ヘッドならびにインクジェット記録装置
EP04256631A EP1527878B1 (en) 2003-10-31 2004-10-27 Ink-jet recording head substrate, ink-jet recording head, and ink-jet recording apparatus
DE602004024634T DE602004024634D1 (de) 2003-10-31 2004-10-27 Tintenstrahlaufzeichnungskopfsubstrat , Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
US10/975,958 US7134742B2 (en) 2003-10-31 2004-10-28 Ink-jet recording head substrate, ink-jet recording head, and ink-jet recording apparatus
CNB2004100897028A CN1329197C (zh) 2003-10-31 2004-10-29 喷墨记录头衬底、喷墨记录头和喷墨记录装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003373280 2003-10-31
JP2004255870A JP4059509B2 (ja) 2003-10-31 2004-09-02 インクジェット記録ヘッド用基板およびインクジェット記録ヘッドならびにインクジェット記録装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2005153499A JP2005153499A (ja) 2005-06-16
JP2005153499A5 JP2005153499A5 (ja) 2007-03-15
JP4059509B2 true JP4059509B2 (ja) 2008-03-12

Family

ID=34425422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004255870A Expired - Fee Related JP4059509B2 (ja) 2003-10-31 2004-09-02 インクジェット記録ヘッド用基板およびインクジェット記録ヘッドならびにインクジェット記録装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7134742B2 (ja)
EP (1) EP1527878B1 (ja)
JP (1) JP4059509B2 (ja)
CN (1) CN1329197C (ja)
DE (1) DE602004024634D1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7758141B2 (en) * 2006-06-23 2010-07-20 Canon Kabushiki Kaisha Printing apparatus for selectively driving heaters using a reduced number of data signal lines
JP2010000632A (ja) 2008-06-18 2010-01-07 Canon Inc インクジェットヘッド用基板および該基板を具えるインクジェットヘッド
JP7277179B2 (ja) * 2019-02-28 2023-05-18 キヤノン株式会社 ウルトラファインバブル生成装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03292160A (ja) * 1990-04-10 1991-12-24 Ricoh Co Ltd 感熱記録装置
JPH1044416A (ja) * 1996-07-31 1998-02-17 Canon Inc インクジェット記録ヘッド用基板及びそれを用いたインクジェットヘッド、インクジェットヘッドカートリッジおよび液体吐出装置
JP3292160B2 (ja) * 1998-12-18 2002-06-17 日本電気株式会社 Cobol言語のソースプログラムのコンバージョン方法及び装置並びに記録媒体
US6234598B1 (en) 1999-08-30 2001-05-22 Hewlett-Packard Company Shared multiple terminal ground returns for an inkjet printhead
JP2002029055A (ja) * 2000-07-13 2002-01-29 Canon Inc 記録ヘッド、その記録ヘッドを有するヘッドカートリッジ、その記録ヘッドを用いた記録装置、及び、記録ヘッド素子基板
JP3880411B2 (ja) * 2001-01-31 2007-02-14 キヤノン株式会社 記録装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1527878B1 (en) 2009-12-16
CN1329197C (zh) 2007-08-01
US7134742B2 (en) 2006-11-14
EP1527878A1 (en) 2005-05-04
JP2005153499A (ja) 2005-06-16
DE602004024634D1 (de) 2010-01-28
US20050093935A1 (en) 2005-05-05
CN1611357A (zh) 2005-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2921300B1 (en) Liquid jet head and liquid jet apparatus
US7441877B2 (en) Substrate having a plurality of common power supply wires and a plurality of common ground wires for inkjet recording head and inkjet recording head using the same
JP5147282B2 (ja) インクジェット記録用基板、該基板を備えた記録ヘッド及び記録装置
US7810907B2 (en) Board for inkjet printing head and inkjet printing head using the same
US7628472B2 (en) Ink-jet recording head
US7434917B2 (en) Ink jet recording head having temperature control heaters and nozzle arrays of differing discharge amounts
JPH1044416A (ja) インクジェット記録ヘッド用基板及びそれを用いたインクジェットヘッド、インクジェットヘッドカートリッジおよび液体吐出装置
JP2008114378A (ja) 素子基板及びこれを用いる記録ヘッド、ヘッドカートリッジ、記録装置。
JP4827439B2 (ja) インクジェット記録ヘッド用基板および該基板を用いるインクジェット記録ヘッド
JP2007196544A (ja) インクジェット式記録ヘッド
JP3768973B2 (ja) インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録ヘッドの製造方法
JP3848203B2 (ja) 液体吐出ヘッドならびに前記液体吐出ヘッドを用いたヘッドカートリッジおよび画像形成装置
JP4344116B2 (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP4059509B2 (ja) インクジェット記録ヘッド用基板およびインクジェット記録ヘッドならびにインクジェット記録装置
US7441878B2 (en) Ink jet recording head including temperature adjustment heater
JP2004074428A (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP3586987B2 (ja) インクジェットプリントヘッド
JP2005138428A (ja) 記録ヘッド用基板、その基板を用いた記録ヘッド、記録ヘッドの駆動方法、及びその記録ヘッドを用いた記録装置
JPH07195690A (ja) インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置
JPH07186378A (ja) 液体噴射記録ヘッドおよび記録装置
JP5665897B2 (ja) インクジェット記録ヘッド
JP2007301937A (ja) 記録ヘッド、及び該記録ヘッド用基板
JP2009090468A (ja) 回路素子実装配線材及び液滴吐出ヘッド
JP2017164933A (ja) 液体吐出装置、およびプリンター
JPH06316075A (ja) サーマルインクジェット・プリントヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070131

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070402

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071214

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071217

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101228

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4059509

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111228

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121228

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131228

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees