JPH1044416A - 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 - Google Patents

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

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JPH1044416A
JPH1044416A JP8202245A JP20224596A JPH1044416A JP H1044416 A JPH1044416 A JP H1044416A JP 8202245 A JP8202245 A JP 8202245A JP 20224596 A JP20224596 A JP 20224596A JP H1044416 A JPH1044416 A JP H1044416A
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head
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heating resistor
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Hirokazu Komuro
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡が良好に行われ、寿命の長いインクジェ
ット記録ヘッド用基板を実現する。 【解決手段】 複数の発熱抵抗体を備えたインクを吐出
するインクジェット記録ヘッド用基板において、前記複
数の発熱抵抗体に外部から供給される電力を印可するた
めの配線が複数に分割されており、前記複数に分割され
た配線のそれぞれは、外部からの電力供給を受けるため
にそれぞれに付設される電極パットから各発熱抵抗体ま
での配線抵抗値がほぼ等しいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体をオリフィス
から噴射して液滴を形成するインクジェット記録装置に
用いられるインクジェット記録ヘッド用基板及びそれを
用いたヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のインクジェット記録ヘッドに関
し、例えば特開昭５４−５１８３７号公報に記載されて
いるインクジェット記録方法は、熱エネルギーを液体に
作用させて、液滴吐出の原動力を得るという点におい
て、他のインクジェット記録方法とは異なる特徴を有し
ている。即ち、上述した公報に開示されている記録方法
は、熱エネルギーを作用させて液体を加熱して気泡を発
生し、この気泡発生に基づく作用力によって、記録ヘッ
ド部先端のオリフィスから液滴が形成され、この液滴が
被記録部材に付着して情報の記録が行われるということ
を特徴としている。上記の記録方法に適用される記録ヘ
ッドは、一般に、液体を吐出するために設けられたオリ
フィスと、該オリフィスに連通して液滴を吐出するため
の熱エネルギーが液体に作用する熱作用部を構成の一部
とする液流路とを有する液吐出部、および熱エネルギー
を発生する手段である熱変換体としての発熱抵抗層とそ
れをインクから保護する上部保護層と蓄熱するための下
部層を具備している。
【０００３】また、外部取りだし電極パットを削減する
ため発熱抵抗体を設ける基板に発熱抵抗体を駆動する素
子を作り込むことが特開昭５７−７２８６７号公報に提
案されている。図１２は、発熱抵抗体とともに電力配線
が基板上に設けられた従来例の構成を示す平面図であ
る。図１２に示す従来例は、発熱抵抗体の発熱面に略平
行な方向（図面右方向）に液体を吐出するいわゆるエッ
ジシュータータイプのインクジェット記録ヘッド用の基
板である。シリコン基板上に発熱抵抗層および電極層を
作製し、フォトリソグラフィー技術により発熱抵抗体７
１、外部取り出し用の電極パット７３を形成した。発熱
抵抗体７１は寸法を１５０μｍ×３０μｍとし、配列ピ
ッチを２００μｍとして８個作製した。
【０００４】次に保護層を形成し、フォトリソグラフィ
ー技術により電極パット７３および共通電極取り出し部
に穴を開けてスルーホール部７４を形成し、続いて共通
電極としてのＡｌ層を形成してフォトリソグラフィー技
術により共通電極部７２および共通電極部７２の外部取
り出し用の電極パット７５を形成した。上記のように構
成される従来例においては、各発熱抵抗体７１の一端は
個別に電極パット７３と接続され、他端は各スルーホー
ル部７４を介して共通電極部７２と共通に接続されるこ
ととなり、各電極パット７３，７５間に電圧を印加する
ことにより発熱するものとなっている。各発熱体７１
は、これらの間に設けられた流路壁（不図示）によって
分離されて囲われており、流路壁によって形成される空
間内に供給される液体は、発熱体の発熱により発生する
気泡によりオリフィス（不図示）より吐出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】電力配線には複数個の
電極パットが設けられ、該電極パットを介して外部から
電力が供給される。印字速度を向上するためには発熱抵
抗体を多く配列し、該複数の発熱抵抗体の多くを同時に
駆動することが要求される。このような複数の発熱抵抗
体を同時に駆動する場合には、電力配線にかかる瞬間電
流も多くなる。熱エネルギーを用いて発泡を生じさせて
吐出させるインクジェットヘッドの駆動はサーマルヘッ
ドと異なるものとなる。正常な発泡を生じさせるため
に、パルス幅を短くして駆動電力を大きくする必要があ
り、これに伴って駆動電流も大きくなる。このため、例
え電力配線を低抵抗に作製したとしても、一つの発熱抵
抗体駆動する場合と、多数の発熱抵抗体を同時に駆動す
る場合の電流差と電力配線の抵抗値の積の分電圧降下が
生じ、多数の発熱抵抗体の駆動時における発熱抵抗体に
印可される電圧が低下し、発泡が正常なものとはならな
い、もしくは、発泡しないなどの障害が発生して印字品
位が悪くなるという問題点がある。
【０００６】上記の問題点について具体的に数値を挙げ
て説明する。電力配線抵抗値を１Ω、一つの発熱抵抗体
の駆動電流が０．２Ａで同時駆動発熱抵抗体が３２個設
けられている場合、一つの発熱抵抗体駆動時と３２個の
発熱抵抗体の駆動時の電流差は３２×０．２−１×０．
２＝６．２Ａであり、電圧降下量は６．２×１＝６．２
Ｖとなる。駆動電圧を発泡電圧１５．３Ｖの１．３倍の
２０Ｖとしている場合、６．２Ｖ低下したときの駆動電
圧１３．８Ｖは発泡電圧１５．３Ｖよりも低くなり、発
泡しないことになる。このような事態を避けるためには
印可電圧を上げればよいが、印加電圧をあげると、一つ
の発熱抵抗体のみを駆動する時に、大きな電圧がかかる
こととなり、発熱抵抗体の寿命が短くなってしまう。
【０００７】また、駆動周期を時分割して同時に駆動さ
れる発熱抵抗体の数を減少させることも考えられるが、
現状では印字速度を向上するために高い周波数で駆動さ
れており、駆動周期は非常に短いものとなっている。駆
動周期を決定する要因は駆動素子の応答性が支配的であ
り、このうえさらに駆動パルス幅を小さくすることは駆
動素子の応答性の限界から困難であり、時分割数を多く
することができない。また、同時駆動する発熱抵抗体の
数によって、発熱抵抗体に印加される電圧の低下分をパ
ルス幅を広くすることによって発熱抵抗体に印加される
エネルギーを一定とすることも考えられるが、この場合
にはエネルギーを一定とする制御を行うための論理回路
が必要となり、製造コストが高くなってしまう。また、
電力配線の低抵抗化を図るためにはめっき技術等を用い
て配線を厚膜とすればよいが、配線がインクに触れる可
能性があるために保護層を設ける必要が生じる。この場
合、厚膜上に保護層が設けられることとなるのでその上
面は発熱抵抗体面よりも高くなり、発熱抵抗体上にノズ
ル材を形成することが困難となり、制約が発生する。特
に、高精細なインク滴を吐出するヘッドの場合、形成す
るノズル材が１０μｍオーダーであり、めっき厚膜配線
が１０μｍオーダーであるために問題となる。
【０００８】電力配線の低抵抗化を図るために電力配線
を太くすることは当然ながら基板サイズを大きくするた
め、ヘッドの製造コストの多くを占める発熱体が設けら
れる基板の製造コストが高くなり、延いてはヘッドのコ
ストが高くなってしまう。このようなことを防ぐために
は電力配線からの取り出し電極パットを多くして外部配
線板の低抵抗化を図ることが考えられるが、パット数の
増加は信頼性の低下を招来し、また、基板サイズを大き
くしてしまう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述した各問題点を解消
するための本発明のインクジェット記録ヘッド用基板
は、複数の発熱抵抗体を備えたインクを吐出するインク
ジェット記録ヘッド用基板において、前記複数の発熱抵
抗体に外部から供給される電力を印可するための配線が
複数に分割されており、前記複数に分割された配線のそ
れぞれは、外部からの電力供給を受けるためにそれぞれ
に付設される電極パットから各発熱抵抗体までの配線抵
抗値がほぼ等しいことを特徴とする。また、発熱抵抗体
を駆動するための駆動素子が基板内に作り込まれている
ことを特徴とする。
【００１０】また、複数に分割された配線が電極パット
近傍にて結線されていることを特徴とする。また、電極
パットがその配列方向が複数の発熱抵抗体の配列方向と
は異なるように基板端部に配列されている特徴とする。
本発明のインクジェット記録ヘッド用基板の駆動方法
は、上記のように構成されたインクジェット記録ヘッド
用基板の発熱抵抗体を時分割駆動することを特徴とす
る。本発明のインクジェットヘッドは上記のように構成
されたインクジェット記録ヘッド用基板を用いている。
本発明のインクジェットヘッドカートリッジは上記のイ
ンクジェットヘッドを用いている。、本発明の液体吐出
装置は上記のインクジェットヘッドと、該インクジェッ
トヘッドから液体を吐出させるための駆動信号を供給す
る駆動信号供給手段と、を有する。
【００１１】上記のように構成される本発明において
は、外部からの電力供給を受けるためにそれぞれに付設
される電極パットから各発熱抵抗体までの配線抵抗値が
ほぼ等しくすることによって、一つの発熱抵抗体と全発
熱抵抗体の駆動時の各発熱抵抗体における電圧降下量を
少なくすることができる。そして時分割駆動して同時駆
動数を減少すれば基板内での分割数が減少出来、より効
果的である。また、基板内に駆動素子を作り込む基板の
場合、駆動素子上に電力配線を自由に配置できるので、
配線の分割、抵抗値調整が容易にできる。特に、また、
基板内で電極配線を分割し、外部取り出し電極パットで
結線することにより取りだし結線数を低下させることが
できる。また、発熱抵抗体から垂直に吐出するインクジ
ェットヘッドの場合、外部取り出しパットを発熱抵抗体
配列方向とは垂直な端部に配置することにメリットがあ
る。それは、パット領域が小さくできること。また、各
ノズル列を並べることが容易であることである。
【００１２】上記のようなケースでは、電力配線を分割
し、効果的な配置が可能で、基板サイズを小さくでき、
コストダウンをすることができる。以下、実施例に従っ
て具体的に説明する。
【００１３】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明のインクジェット記録ヘッ
ド用基板の第１の実施例の構成を示す平面図である。本
実施例は、図１２に示す従来例と同様に発熱抵抗体の発
熱面に略平行な方向（図面右方向）に液体を吐出するい
わゆるエッジシュータータイプのインクジェット記録ヘ
ッド用の基板である。１１は発熱抵抗体、１２は共通電
極（正電極）部、１３は発熱体１１の外部取り出し用の
電極パット、１４は発熱抵抗体の電極と共通電極を結ぶ
スルーホール部、１５は共部１２の外部取り出し用の電
極パットである。
【００１４】以下、本実施例の具体的な製造方法につい
て述べる。本実施例の基板は、吐出方向が発熱抵抗体と
平行なインクジェット記録ヘッド用の基板である。シリ
コン基板上に発熱抵抗層および電極層を作製し、フォト
リソグラフィー技術により発熱抵抗部１１、外部取り出
し用の電極パット１３を形成した。発熱抵抗部１１は寸
法が１５０μｍ×３０μｍとし、配列ピッチを２００μ
ｍとして８個作製した。次に保護層を形成し、フォトリ
ソグラフィー技術により電極パット１３および共通電極
取り出し部に穴を開けてスルーホール部１４を形成し、
続いて共通電極としてのＡｌ層を形成してフォトリソグ
ラフィー技術により共通電極部１２および共通電極１２
の外部取り出し用の電極パット１５を形成した。
【００１５】上記のように構成される従来例において
は、各発熱抵抗体１１の一端は個別に電極パット１３と
接続され、他端は各スルーホール部１４を介して共通電
極部１２と共通に接続されることとなり、電極パット１
３を接地させて各電極パット１３，１５間に駆動電圧を
印加して電流を流すことにより発熱するものとなってい
る。各発熱体１１は、これらの間に設けられた流路壁
（不図示）によって分離されて囲われており、流路壁に
よって形成される空間内に供給される液体は、発熱体の
発熱により発生する気泡によりオリフィス（不図示）よ
り吐出される。本実施例の上記の構成および作製工程は
図１２に示した従来例と同様であるが、本実施例は図示
するように共通電極部１２が４個の発熱抵抗体１１に対
応するように２つに分割された共通電極部１２1，１２2
とされ、さらに、各共通電極部１２1，１２2のそれぞれ
に対して外部取り出し用の電極パット１５1，１５2が２
つ設けられる点で異なっている。
【００１６】以下に、共通電極部が分割された本実施例
の特徴について、図１２に示した従来例と比較し、数値
を挙げて具体的に説明する。まず、図１２に示した比較
例としての従来例について具体的に説明する。
【００１７】（比較例１）図１２に示した共通電極７２
は、寸法が１００μｍ×３２００μｍ、シート抵抗値が
５０ｍΩであり、抵抗値は０．０５×３２００／１００
＝１．６Ωである。発熱抵抗体７１の発泡電圧は８Ｖで
あり、駆動電圧は発泡電圧の１．２５倍の１０Ｖに設定
され、駆動電圧は０．２Ａである。発熱抵抗体７１をす
べて駆動したときの駆動電流と、発熱抵抗体７１を１つ
だけ駆動したときの駆動電流の差は、０．２Ａ×８−
０．２Ａ＝１．４Ａである。
【００１８】発熱抵抗体７１をすべて駆動したときの電
圧値と発熱抵抗体７１を１つだけ駆動したときの電圧値
との差（電圧降下量）は、１．４Ａ×１．６Ω＝２．２
Ｖであり、発熱抵抗体７１をすべて駆動したときの電圧
値は７．８Ｖとなり発泡することができなくなってしま
う。
【００１９】，（実施例１）図１に示す共通電極部１２
1，１２2は、寸法が１００μｍ×１６００μｍ、シート
抵抗値が５０ｍΩであり、抵抗値は０．０５×１６００
／１００＝０．８Ωである。発熱抵抗体１１をすべて駆
動したときの駆動電流と、発熱抵抗体１１を１つだけ駆
動したときの駆動電流の差は、０．２Ａ×８−０．２Ａ
＝１．４Ａであるが、本実施例においては共通電極部が
共通電極部１２1，１２2として２つに分割されているこ
とから、各共通電極部１２1，１２2に流れる実際の電流
値は２分され、実際の駆動電流の差は０．２Ａ×４−
０．２Ａ＝０．６Ａとなる。
【００２０】したがって、発熱抵抗体１１をすべて駆動
したときの電圧値と発熱抵抗体１１を１つだけ駆動した
ときの電圧値との差（電圧降下量）は、０．６Ａ×０．
８Ω＝０．４８Ｖであり、発熱抵抗体１１をすべて駆動
したときの電圧値は９．５２Ｖとなり、問題なく発泡す
るものとなっている。このように本実施例のインクジェ
ット用基板は、共通電極部を分割したことから、各共通
電極部の抵抗値自体が低くなるとともに実際の駆動電流
の差が低くなり、各発熱体を同時に駆動した場合にも問
題なく発泡するものとなっている。このため、上位基板
を用いて構成したインクジェット記録ヘッドは基板を大
型化することなく安定性良く記録を行うことができると
ともに低コストで製造することができるものとなった。
【００２１】（実施例２）次に、本発明の他の実施例に
ついて説明する。図２は本発明の第２の実施例の構成を
示す図である。本実施例における発熱抵抗体２１、電極
パット２３およびスルーホール部２４は図１に示した実
施例における発熱抵抗体１１、電極パット１３およびス
ルーホール部１４と同様であるが、本実施例においては
共通電極部が発熱抵抗体２１の２つ毎に対応するように
４分割された共通電極部２２1〜２２4とされ、これに対
応して共通電極部２２1〜２２4の外部取り出し用の電極
パット２５1〜２５4が設けられている。各共通電極部２
２1〜２２4は、図示するように発熱抵抗体２１の配列方
向中心に対して対称（図面上下方向を２分割する線に対
して対称）に配置されるもので、抵抗値が、長さａ，ｃ
により決定される共通電極部２２1，２２3と、長さｂ，
ｄにより決定される共通電極部２２2，２２4とがある。
長さａ〜ｄの各寸法は、ａ＝１００μｍ、ｂ＝２５μ
ｍ、ｃ＝４００μｍ、ｄ＝１００μｍである。シート抵
抗値は５０ｍΩであり、抵抗値が長さａ，ｃにより決定
される共通電極部２２1，２２3の抵抗値は０．０５×４
００／１００＝０．２Ω、抵抗値が長さｂ，ｄにより決
定される共通電極部２２2，２２4の抵抗値は０．０５×
１００／２５＝０．２Ωである。
【００２２】本実施例は上記のように共通電極部をさら
に多分割とすることにより、第１の実施例に比較して共
通電極部の低抵抗化を図ることができ、全発熱抵抗体２
１駆動時の発熱抵抗体２１に印可する電圧の降下量が
（０．２Ａ×８／４−０．２Ａ×１）×０．２＝０．０
４Ｖとなりほとんど問題が生じないものとなった。ま
た、上記のように抵抗値を決定する寸法を選択すること
により、電極パット２３と電極パット２５が形成される
端面が異なるものであっても各供給電極部２２の抵抗値
が均等とされており、吐出特性が良好なものとなってい
る。
【００２３】（実施例３）次に、本発明の他の実施例に
ついて説明する。図３は本発明の第３の実施例の構成を
示す図である。本実施例における発熱抵抗体３１の配列
および形状寸法は実施例１の発熱抵抗体１１と同じであ
る。
【００２４】本実施例においては、発熱抵抗体３１を駆
動するための駆動素子部３６が基板上にＮＭＯＳプロセ
スで作り込まれている。駆動素子部３６は、不図示の入
力端子に外部より入力されるデータ信号、クロック信号
およびパルス幅を示す信号等に応じて発熱抵抗体３１を
駆動するものである。駆動素子部３６には発熱抵抗体３
１を駆動するための駆動電圧が正電圧と接地電圧のいず
れも共通電極により供給されるもので、このような構成
とすることにより外部取り出し用に各発熱抵抗体に個別
に設けられていた電極パットを無くして電極パット数を
少なくしている。駆動素子部３６に対して、接地電圧は
電極パット３５1〜３５4、共通電極部３７1〜３７4およ
びスルーホール部３４を介して供給され、正電圧は電極
パット３８1〜３８4、共通電極部３２1〜３２4およびス
ルーホール部３４を介して供給される。共通電極部３７
1〜３７4，３２1〜３２4は実施例２で説明した共通電極
部２５1〜２５4と同様に同じ抵抗値となるように形状寸
法が設定されている。また、各共通電極部３７1〜３
７4，３２1〜３２4に付設される電極パット３５1〜３５
4，３８1〜３８4は発熱抵抗体３１の配列方向と略垂直
となる端面に設けられている。
【００２５】上記のように構成される本実施例において
は、全発熱抵抗体３１駆動時に発熱低抗体３１に印可さ
れる電圧の降下量は、共通電極が正電圧と接地電圧の二
つとなるので、降下要素としては第１の実施例および第
２の実施例と比較すると２倍となり、より厳しい方向と
なるが、共通電極部をそれぞれ４分割していることか
ら、実際の降下量は（０．２Ａ×８／４−０．２Ａ×
１）×０．２×２＝０．０８Ｖとなり問題が発生するこ
となく、良好な発泡および液体吐出を行うことができる
ものとなっている。
【００２６】（実施例４）次に、本発明の他の実施例に
ついて説明する。図４は本発明の第４の実施例の構成を
示す図である。図１乃至図３に示した各実施例が発熱抵
抗体の発熱面に略平行な方向に液体を吐出する、エッジ
シュータータイプのインクジェット記録ヘッド用の基板
であったのに対し、本実施例は発熱抵抗体の発熱面に略
垂直な方向に液体を吐出する、サイドシュータータイプ
のインクジェット記録ヘッド用の基板である。
【００２７】本実施例における発熱抵抗体４１は、配列
および形状寸法が実施例１の発熱抵抗体１１と同じもの
が２組用いられている。複数の発熱抵抗体４１からなる
各組は、各発熱抵抗体４１が千鳥状に並んで対向するよ
うに配置されており、各組の間にはブラスト加工によっ
てインク供給口４８が開口されている。図面左側に位置
する組の発熱抵抗体４１に対しては電極パット４５1〜
４５4、共通電極部４２1〜４２4およびスルーホール部
４４を介して正電圧が供給され、図面右側に位置する組
の発熱抵抗体４１に対しては電極パット４５5〜４５8、
共通電極部４５5〜４５8およびスルーホール部４４を介
して正電圧が供給されている。また、各発熱抵抗体４１
に対する個別の駆動は第１および第２の実施例と同様に
各発熱抵抗体４１についてそれぞれ設けられた電極パッ
ト４３によって行われる。
【００２８】本実施例における共通電極部４２1〜４２4
および４２5〜４２8のそれぞれは、実施例２で説明した
共通電極部２５1〜２５4と同様に同じ抵抗値となるよう
に形状寸法が設定されている。また、各共通電極部４２
1〜４２4および４２5〜４２8に付設される電極パット４
２1〜４２4および４２5〜４２8は発熱抵抗体４１の配列
方向と略垂直となる端面に設けられている。上記のよう
に構成される本実施例においては、各発熱抵抗体を囲う
流路壁および吐出口（ともに不図示）の形状等から、イ
ンク供給口４８に供給されたインクが各流路を通って発
熱抵抗体４１上に供給され、発泡により紙面の垂直上方
に向かって吐出するものとなっている。本実施例におけ
る共通電極の構成は上述したように実施例２と同じであ
り、電圧降下も実施例２と同じであり、問題無く発泡が
行われ、良好な吐出が行われるものとなった。
【００２９】（実施例５）次に、本発明の他の実施例に
ついて説明する。図５は本発明の第５の実施例の構成を
示す図である。本実施例も図４に示した第４実施例と同
様、発熱抵抗体の発熱面に略垂直な方向に液体を吐出す
る、サイドシュータータイプのインクジェット記録ヘッ
ド用の基板である。本実施例における発熱抵抗体５１
は、配列および形状寸法が実施例１の発熱抵抗体１１と
同じものが２組用いられている。複数の発熱抵抗体４１
からなる各組は、各発熱抵抗体５１が千鳥状に並んで対
向するように配置されており、各組の間にはブラスト加
工によってインク供給口５８が開口されている。本実施
例においても図３に示した実施例３と同様に、発熱抵抗
体５１を駆動するための駆動素子部が基板上にＮＭＯＳ
プロセスで作り込まれている。本実施例は上述したよう
に各発熱抵抗体５１が千鳥状に並んで対向するように配
置されており、図面左側に位置する組の発熱抵抗体５１
に対しては電極パット５５1〜５５4、共通電極部５２1
〜５２4およびスルーホール部５４を介して接地電圧が
供給され、電極パット５５5〜５５8、共通電極部５２5
〜５２8およびスルーホール部５４を介して正電圧が供
給されている。図面右側に位置する組の発熱抵抗体５１
に対しては電極パット５５9〜５５12および共通電極部
５２9〜５２12を介して正電圧が供給され、電極パット
５５13〜５５16および共通電極部５２13〜５２16を介し
て接地電圧が供給されている。
【００３０】共通電極部５２1〜５２16のそれぞれは実
施例２で説明した共通電極部２５1〜２５4と同様に同じ
抵抗値となるように形状寸法が設定されている。また、
各共通電極部５２1〜５２16に付設される電極パット５
５1〜５５16は発熱抵抗体５１の配列方向と略垂直とな
る端面に設けられている。本実施例においても、上記各
実施例と同様に発熱体５１を同時駆動したときに良好な
発泡が行われるものとなった。
【００３１】（実施例６）次に、本発明の他の実施例に
ついて説明する。図６は本発明の第６の実施例の構成を
示す図である。本実施例は、図５に示した第５実施例に
おける共通電極の外部取りだし用の電極パットを減らし
た実施形であり、図５に示した共通電極部５２1と５
２2、５２3と５２4、５２5と５２6、５２7と５２8、５
２9と５２10、５２11と５２12、５２13と５２14、５２
15と５２16をそれぞれ連結した形状の共通電極部６２1
〜６２8とし、各共通電極部６２ 1〜６２8に電極パット
６５1〜６５8を付設したものである。本実施例における
その多の構成は図５に示した第５実施例と同様であるた
めに図５と同じ番号を付して説明は省略する。
【００３２】各共通電極部６２1〜６２8を、図５に示し
た各電極を電極パット６５1〜６５8の近傍部分で連結し
た形状とすることにより、電圧降下量を実施例５とほぼ
同じとし、共通電極の外部取りだし用の電極パットの数
を１／２にすることができた。また、本実施例では、駆
動素子を動作させるための電極パット６５1〜６５8を発
熱抵抗体６１の配列方向と垂直な端面に配置することに
よって、電極パットが形成される領域を相対する辺とな
る。記録を行うための、データ信号、クロック信号およ
びパルス幅を示す信号等が入力される端子（不図示）を
これらの辺と垂直な辺に設けることにより、基板に形成
されるパットを２方向とすることができ、基板サイズを
小さくすることができるものとなっている。
【００３３】また、、図６に示される基板を横並びに連
結することもできる、このような配置は、例えばそれぞ
れインク供給口にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラッ
ク、等の異なる色のインクが供給されるものが１組とさ
れたカラー記録用の基板を作製することができ、この場
合にも、電圧降下量を最小限とすることができる。さら
に、駆動方法についていうと、駆動周期間に各共通電極
につながっている２つの発熱抵抗体を２つに分割して駆
動する方法が挙げられる。このような駆動を行うと、各
共通電極に流れる駆動電流は、全発熱抵抗体の駆動時
と、一つの発熱抵抗体の駆動時と同じとなり、共通電極
での電圧降下は全ての発熱抵抗体の駆動時と一つの発熱
抵抗体の駆動時どちらの場合でも同じとなる。したがっ
て、電圧降下の差を考えない設計が可能であり、発泡性
能が駆動する発熱抵抗体の数にかかわらず一定になる。
すなわち、吐出性能が一定になる。したがって、印字性
能が安定するインクジェット記録ヘッドが提供できる。
【００３４】＜インクジェットヘッド＞次に、上記のよ
うに構成される各実施例に示されるインクジェット用基
板を用いたインクジェットヘッドの実施例について説明
する。図７は図１乃至図３に示した第１実施例乃至第３
実施例のいずれかの基板を用いたエッジシュータータイ
プのインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。
本実施例は、第１実施例乃至第３実施例のいずれかのよ
うに構成された基板１８１上に液流路を形成する感光性
樹脂をラミネートし、フォトリソグラフィー技術により
流路壁を成型加工する。続いてインク供給口１８３が形
成された蓋板１８２を積層して切断することにより、吐
出口、吐出ノズルおよび液室が同時に形成される。
【００３５】図８は図４乃至図６に示した第４実施例乃
至第６実施例のいずれかの基板を用いたサイドシュータ
ータイプのインクジェットヘッドの構成を示す斜視図で
ある。本実施例は、第４実施例乃至第６実施例のいずれ
かのように構成された基板９１上に液流路を形成する感
光性樹脂をラミネートし、フォトリソグラフィー技術に
より流路壁１９５を成型加工する。続いて、吐出口１９
４が形成されたオリフィスプレート１９２を電鋳によっ
て作製し、流路壁１９５上に接着し、これにより、吐出
口、吐出ノズルおよび液室が同時に形成される。最後に
インク供給管１９３を基板１９１のインク供給口に接着
する。上記のように構成されるインクジェットヘッド
は、インクを収容する容器と組み合せてインクジェット
ヘッドカートリッジを構成することができ、特に、複数
の色をそれぞれ収容する容器と、各色毎の基板とを組み
合せてカラー記録を行うことのできるインクジェットヘ
ッドカートリッジとすることにより、上記各実施例で述
べた効果を奏するインクジェットヘッドカートリッジと
することができる。
【００３６】なお、このインクを収容する液体容器に
は、各液体の消費後に液体を再充填して使用してもよ
い。このためには液体容器に液体注入口を設けておくこ
とが望ましい。また、液体吐出ヘッドと液体容器とは一
体であってもよく、分離可能としてもよい。図９は、前
述のインクジェットヘッドを搭載した液体吐出装置の概
略構成を示している。本実施例では特に吐出液体として
インクを用いたインク吐出記録装置を用いて説明する液
体吐出装置のキャリッジＨＣは、インクを収容する液体
タンク部９０と液体吐出ヘッド部２００とが着脱可能な
ヘッドカートリッジを搭載しており、被記録媒体搬送手
段で搬送される記録紙等の被記録媒体１５０の幅方向に
往復移動する。
【００３７】不図示の駆動信号供給手段からキャリッジ
上の液体吐出手段に駆動信号が供給されると、この信号
に応じて液体吐出ヘッドから被記録媒体に対して記録液
体が吐出される。また、本実施例の液体吐出装置におい
ては、被記録媒体搬送手段とキャリッジを駆動するため
の駆動源としてのモータ１１１、駆動源からの動力をキ
ャリッジに伝えるためのギア１１２、１１３キャリッジ
軸１１５等を有している。この記録装置及びこの記録装
置で行う液体吐出方法によって、各種の被記録媒体に対
して液体を吐出することで良好な画像の記録物を得るこ
とができた。図１０は、本発明の液体吐出方法および液
体吐出ヘッドを適用したインク吐出記録を動作させるた
めの装置全体のブロック図である。
【００３８】記録装置は、ホストコンピュータ３００よ
り印字情報を制御信号として受ける。印字情報は印字装
置内部の入力インタフェイス３０１に一時保存されると
同時に、記録装置内で処理可能なデータに変換され、ヘ
ッド駆動信号供給手段を兼ねるＣＰＵ３０２に入力され
る。ＣＰＵ３０２はＲＯＭ３０３に保存されている制御
プログラムに基づき、前記ＣＰＵ３０２に入力されたデ
ータをＲＡＭ３０４等の周辺ユニットを用いて処理し、
印字するデータ（画像データ）に変換する。またＣＰＵ
３０２は前記画像データを記録用紙上の適当な位置に記
録するために、画像データに同期して記録用紙および記
録ヘッドを移動する駆動用モータを駆動するための駆動
データを作る。画像データおよびモータ駆動データは、
各々ヘッドドライバ３０７と、モータドライバ３０５を
介し、ヘッド２００および駆動モータ３０６に伝達さ
れ、それぞれ制御されたタイミングで駆動され画像を形
成する。
【００３９】上述のような記録装置に適用でき、インク
等の液体の付与が行われる被記録媒体としては、各種の
紙やＯＨＰシート、コンパクトディスクや装飾板等に用
いられるプラスチック材、布帛、アルミニュウムや銅等
の金属材、牛皮、豚皮、人工皮革等の皮革材、木、合板
等の木材、竹材、タイル等のセラミックス材、スポンジ
等の三次元構造体等を対象とすることができる。また上
述の記録装置として、各種の紙やＯＨＰシート等に対し
て記録を行うプリンタ装置、コンパクトディスク等のプ
ラスチック材に記録を行うプラスチック用記録装置、金
属板に記録を行う金属用記録装置、皮革に記録を行う皮
革用記録装置、木材に記録を行う木材用記録装置、セラ
ミックス材に記録を行うセラミックス用記録装置、スポ
ンジ等の三次元網状構造体に対して記録を行う記録装
置、又布帛に記録を行う捺染装置等をも含むものであ
る。
【００４０】またこれらの液体吐出装置に用いる吐出液
としては、夫々の被記録媒体や記録条件に合わせた液体
を用いればよい。
【００４１】＜記録システム＞次に、本発明の液体吐出
ヘッドを記録ヘッドとして用い被記録媒体に対して記録
を行う、インクジェット記録システムの一例を説明す
る。図１１は、前述した本発明の液体吐出ヘッド２０１
を用いたインクジェット記録システムの構成を説明する
ための模式図である。本実施例における液体吐出ヘッド
は、被記録媒体１５０の記録可能幅に対応した長さに３
６０ｄｐｉの間隔で吐出口を複数配したフルライン型の
ヘッドであり、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シア
ン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の４色に対応した４つのヘ
ッドをホルダ２０２によりＸ方向に所定の間隔を持って
互いに平行に固定支持されている。
【００４２】これらのヘッドに対してそれぞれ駆動信号
供給手段を構成するヘッドドライバ３０７から信号が供
給され、この信号に基づいて各ヘッドの駆動が成され
る。各ヘッドには、吐出液としてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４
色のインクがそれぞれ２０４ａ〜２０４ｄのインク容器
から供給されている。なお、符号２０４ｅは発泡液が蓄
えられた発泡液容器であり、この容器から各ヘッドに発
泡液が供給される構成になっている。また、各ヘッドの
下方には、内部にスポンジ等のインク吸収部材が配され
たヘッドキャップ２０３ａ〜２０３ｄが設けられてお
り、非記録時に各ヘッドの吐出口を覆うことでヘッドの
保守を成すことができる。符号２０６は、先の各実施例
で説明したような各種、非記録媒体を搬送するための搬
送手段を構成する搬送ベルトである。搬送ベルト２０６
は、各種ローラにより所定の経路に引き回されており、
モータドライバ３０５に接続された駆動用ローラにより
駆動される。
【００４３】本実施例のインクジェット記録システムに
おいては、記録を行う前後に被記録媒体に対して各種の
処理を行う前処理装置２５１および後処理装置２５２を
それぞれ被記録媒体搬送経路の上流と下流に設けてい
る。前処理と後処理は、記録を行う被記録媒体の種類や
インクの種類に応じて、その処理内容が異なるが、例え
ば、金属、プラスチック、セラミックス等の被記録媒体
に対しては、前処理として、紫外線とオゾンの照射を行
い、その表面を活性化することでインクの付着性の向上
を図ることができる。また、プラスチック等の静電気を
生じやすい被記録媒体においては、静電気によってその
表面にゴミが付着しやすく、このゴミによって良好な記
録が妨げられる場合がある。このため、前処理としてイ
オナイザ装置を用い被記録媒体の静電気を除去すること
で、被記録媒体からごみの除去を行うとよい。また、被
記録媒体として布帛を用いる場合には、滲み防止、先着
率の向上等の観点から布帛にアルカリ性物質、水溶性物
質、合成高分子、水溶性金属塩、尿素およびチオ尿素か
ら選択される物質を付与する処理を前処理として行えば
よい。前処理としては、これらに限らず、被記録媒体の
温度を記録に適切な温度にする処理等であってもよい。
【００４４】一方、後処理は、インクが付与された被記
録媒体に対して熱処理、紫外線照射等によるインクの定
着を促進する定着処理や、前処理で付与し未反応で残っ
た処理剤を洗浄する処理等を行うものである。なお、本
実施例では、ヘッドとしてフルラインヘッドを用いて説
明したが、これに限らず、前述したような小型のヘッド
を被記録媒体の幅方向に搬送して記録を行う形態のもの
であってもよい。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においてイ
ンクジェット記録ヘッド用の基板において電力配線を基
板内で複数に分割し、外部取り出しパットまでの配線抵
抗値がほぼ同じように設けることによって、共通配線に
於ける、全発熱抵抗体の駆動時と一つの発熱抵抗体の駆
動の電圧降下の差を小さくすることができた。各配線に
接続される発熱抵抗体は同時に駆動する数を一つの発熱
抵抗体にすることによって、一つの発熱抵抗体と全発熱
抵抗体の駆動時の各発熱抵抗体に於ける電圧ドロップを
なくすことができる。そして時分割駆動して同時駆動数
を減少すれば基板内での分割数が減少出来、より効果的
である。また、基板内に駆動素子を作り込む基板の場
合、駆動素子上に電力配線を自由に配置できるので、配
線の分割、抵抗値調整が容易にできる。
【００４６】特に、また、基板内で電力配線を分割し、
外部取り出し電極パットで結線することにより取りだし
結線数を低下させることができる。また、発熱抵抗体か
ら垂直に吐出するインクジェットヘッドの場合、外部取
り出しパットを発熱抵抗体配列方向とは垂直な端部に配
置することにメリットがある。それは、パット領域が小
さくできること。また、各ノズル列を並べることが容易
であることである。上記のようなケースでは、電力配線
を分割し、効果的な配置が可能で、基板サイズを小さく
でき、コストダウンをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の基板の平面図である。
【図２】本発明の実施例２の基板の平面図である。
【図３】本発明の実施例３の基板の平面図である。
【図４】本発明の実施例４の基板の平面図である。
【図５】本発明の実施例５の基板の平面図である。
【図６】本発明の実施例６の基板の平面図である。
【図７】図１乃至図３に示した第１実施例乃至第３実施
例のいずれかの基板を用いたエッジシュータータイプの
インクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。
【図８】図４乃至図６に示した第４実施例乃至第６実施
例のいずれかの基板を用いたサイドシュータータイプの
インクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。
【図９】液体吐出装置の概略構成図である。
【図１０】装置ブロック図である。
【図１１】液体吐出記録システムを示す図である。
【図１２】従来の基板の平面図である。
【符号の説明】
１１、２１、３１、４１、５１ 発熱抵抗体 １２1，１２2、２２1〜２２4、３２1〜３２4、３７1〜
３７4、４２1〜４２8、５２1〜５２16、６２1〜６２8
共通電極部 １３、２３、４３ 電極パット １５1，１５2、２５1〜２５4、３５1〜３５4、３８1〜
３８4、４５1〜４５8、５５1〜５５16、６５1〜６５8
電極パット １４、２４、３４、４４、５４ スルーホール部 ３６、５６1，５６2 発熱抵抗体駆動素子部 ４８、５８ インク供給口

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の発熱抵抗体を備えたインクを吐出
    するインクジェット記録ヘッド用基板において、 前記複数の発熱抵抗体に外部から供給される電力を印可
    するための配線が複数に分割されており、 前記複数に分割された配線のそれぞれは、外部からの電
    力供給を受けるためにそれぞれに付設される電極パット
    から各発熱抵抗体までの配線抵抗値がほぼ等しいことを
    特徴とするインクジェット記録ヘッド用基板。
  2. 【請求項２】 請求項１または請求項２に記載のインク
    ジェット記録ヘッド用基板において、 発熱抵抗体を駆動するための駆動素子が基板内に作り込
    まれていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド
    用基板。
  3. 【請求項３】 請求項１乃至請求項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において、 複数に分割された配線が電極パット近傍にて結線されて
    いることを特徴とするインクジェット記録ヘッド用基
    板。
  4. 【請求項４】 請求項１記載のインクジェット記録ヘッ
    ド用基板において、 電極パットがその配列方向が複数の発熱抵抗体の配列方
    向とは異なるように基板端部に配列されている特徴とす
    るインクジェット記録ヘッド用基板。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
    のインクジェット記録ヘッド用基板の駆動方法であっ
    て、 発熱抵抗体を時分割駆動することを特徴とするインクジ
    ェット記録ヘッド用基板の駆動方法。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
    のインクジェット記録ヘッド用基板を用いたインクジェ
    ットヘッド。
  7. 【請求項７】 請求項６記載のインクジェットヘッドと
    インクを収容する液体容器とを組み合せたインクジェッ
    トヘッドカートリッジ。
  8. 【請求項８】 請求項６に記載のインクジェットヘッド
    と、該インクジェットヘッドから液体を吐出させるため
    の駆動信号を供給する駆動信号供給手段と、を有する液
    体吐出装置。
JP8202245A 1996-07-31 1996-07-31 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 Pending JPH1044416A (ja)

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