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
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Description
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。
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。
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、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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
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