JPH05185594A

JPH05185594A - 記録ヘッド、記録ヘッド用基板およびインクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH05185594A
Application number: JP20494392A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishinaga; 博之石永; Hideo Saikawa; 英男才川; Masami Ikeda; 雅実池田; Teruo Ozaki; 照夫尾崎; Akihiro Yamanaka; 昭弘山中; Hiroto Matsuda; 弘人松田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1993-07-27
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: JP3176134B2

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェット記録を行うヘッドの基板にお
いて、配線の簡略化、高密度実装を達成することを目的
とする。【構成】インクジェット記録を行うヘッドの同一基板
上に電気熱変換体と、シフトレジスタ部、ラッチ部、論
理ゲート部を有する機能素子を有する。【効果】上記目的を達成する上、駆動条件の向上を図
ることができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、ワードプセッサ、ホストコンピュータの出力用端末
としてのプリンタ、ビデオプリンタ等に用いられるイン
クジェット記録装置に適用可能な記録素子を配した基板
記録ヘッドおよび記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、記録ヘッドの構成は図２（ａ）、
（ｂ）で示され図５の等価回路で示されるように、電気
熱変換素子２と機能素子（ダイオード）１１を同一基板
に形成し基板１小型化や外部との電気接点数を少なくし
たものや、各ヒータから直接外部に電気接点１２をとり
出す図２（ｃ）及び図４の等価回路で示されるものがあ
る。これらは図２（ｄ）で示されるように流路を構成す
る壁が形成された天板１４により基板１を表面にインク
１５を供給する構成をとっている。また、基板１の構成
の異なるものとしてインク供給穴１６が設けられた図３
（ａ），（ｂ），（ｃ）等の形態がある。この場合イン
クを基板表面より供給し基板１の表面に垂直方向にイン
クを吐出する構成であった。

【０００３】上述した記録ヘッド基板の構成を示す図２
は、図５の等価回路で示されるように電気接点部１２に
配された電気接点より電気エネルギー（駆動信号）が電
気熱変換素子部２に配された電気熱変換素子にマトリク
ス配線部１０のマトリクス配線およびダイオードマレー
配置部１１のダイオードを介し選択的に供給される。電
気熱変換素子の上部表面にはインク１５が供給されてお
り電気熱変換素子により加熱発泡し、発泡圧によりイン
クを吐出する。また図２（ｃ）および図３（ａ），
（ｂ），（ｃ）は図４で示されるように電気接点部１２
より電気エネルギーが電気熱変換素子部２に配線部１３
を介し供給される。

【０００４】図の説明すると、基板１はシリコン等の金
属の他ガラス等の材料で構成される基板が使用される。
電気熱変換素子部には複数の素子が多数アレー状に配置
され各素子には各々の素子を選択的に加熱できるように
個別に配線部１３の配線が接続され電気接点１２に接続
され基板外側より電気エネルギーを供給する。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら従来
の構成ではそれぞれ次のような、解決すべき課題があ
る。

【０００６】ｉ）〈図２（ｃ）および図３（ａ），
（ｂ），（ｃ）で示される構成の場合〉電気接点数が最少でもノズル数（電気熱変換素子数）ｎ
に対しｎ＋１個必要であり、それを配置するための領域
と電気熱変換素子と電気接点を結ぶ配線部１３の領域が
大きく必要となる為、基板１のサイズも必然的に大きく
なり、製品の小型化に不向きで又製造コストも高くなっ
ていた。また、電気接点から記録装置本体の駆動系を結
ぶ配線数も多くコストも高くなる。

【０００７】ｉｉ）（図２（ａ），（ｂ）で示される構
成の場合）電気接点数はノズル数ｎに対し

【０００８】

【外１】が整数でない場合ｎ＝ｍ×１となるｍ＋１個で最少の整
数）が最少である為ｉ）より少なくてすむが、図５で示
す回路を駆動する為、共通電極（コモン）側の駆動素子
は同時に多数ノズル分電流が流れる可能性がある為、大
容量が必要となる。

【０００９】また、後述するが、発泡時のノズル上流
（共通流室側）へバック波として伝わり各ノズル間では
インクの流体的なクロストークが生ずる為に近接するノ
ズルを同時駆動すると吐出安定性をそこなう。この為、
できるだけ距離を大きくして各ノズルを駆動することが
吐出安定上つまり高画質を達成する上で必要だが、図５
で示される回路の場合、複数の共通電極側の駆動素子
（ＣＯＭ）を同時に駆動するとセグメント（ＳＥＧ）の
横配線に多量の電流が流れ横配線で電位差を生じ各電気
熱変換素子に適正な電気エネルギーを供給できない。こ
の為各ＣＯＭをこえて複数駆動できないという制限を受
ける。

【００１０】ｉｉｉ）図３（ａ），（ｂ），（ｃ）で示
される構成の場合インクの高速応答性のためには、インク供給路断面積が
大きくなくてはならない。そのためインク供給から電気
熱変換素子までの距離を近付ける基板１にインク供給穴
１６を設ける方法があるが、穴開けの面積の部分を無駄
にするためコストアップになる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は同一基板上に電
気熱変換素子とシフトレジスト部、ラッチ部、論理回路
部等のロジック回路部を形成したものである。又、基板
１の一辺の端部近傍に電気熱変換素子を設けその辺の両
側側辺端部に電気接点を配置する。さらに、ロジック回
路は電気熱変換素子を時分割駆動可能とし、同時に発熱
する素子は、流体的クロストークの影響がないぐらい距
離を話して駆動するように構成する。これにより、駆動
素子の配された基板に穴を明けずに電熱変換素子を共通
インク供給部共通流失に近接させ、電気接点を少なくし
た状態で（最小８本）１７ノズルから数千ノズルまで非
常に多数のノズルを駆動でき、時分割駆動の駆動ノズル
の制限もない。さらに複数チップを近接して配置する
際、ノズル配列電気熱変換体配列の長手方向に配置する
場合、カスケード接続によって電気接続することで、実
装密度を非常に高められ、又、電気接点がじゃまになら
ないため電気熱変換素子のある側またはその反対側にチ
ップを近接配置することが、また、電気接点を電気熱変
換素子の両側の端辺に設けることができるので配線抵抗
を非常に小さくしたレイアウトをとることができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明について詳
細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるこ
とはなく、本発明の目的が達成され得るものであればよ
い。

【００１３】（実施例１）図１は本発明の一実施例に係
るインクジェット記録装置の基板１上の素子配置を示し
たものである。複数の素子のアレーから成る電気熱変換
素子部２は、基板１の一辺の端部に配置されているが、
これはインクが素子が配された基板の一端面側から供給
されるため端部に近いインクの供給室に近い方が、流抵
抗を小さくできるため、インク吐出の高速応答性を達成
することができる。この電気熱変換素子端面より１００
０μｍ以内に配置されていれば効果は高く、さらに端面
に近づくほどその効果は高くなる。電気接点部７，８，
９は電気熱変換素子部２端部である基板の両側に配置さ
れ、個々の電気熱変換素子に印加する電気エネルギー
（パルス）を供給するＶ_H 配線部３の接点であるＶ_H 接
点部７、供給された電気エネルギーを接地する接地（Ｇ
ＮＤ）配線部５の接点であるＧＮＤ接点部８、ロジック
回路を構成するロジック回路部６の信号接点であるロジ
ック接点部９から成る。また、Ｖ_H 配線部３とＧＮＤ配
線部５の間にトランジスターアレー部４があり、電気熱
変換素子の個々の素子と選択的に駆動するように個々に
接続されている。またトランジスタアレー部４の個々の
トランジスターはロジック部６により制御されるように
接続している。

【００１４】図６にこの本実施例の基板１を用いたイン
クジェットヘッドの構成の一例を示す。

【００１５】１００１はｎ個の吐出口１００２と、それ
ぞれの吐出口にインクを供給する流路を構成する溝（不
図示）を持つ天板であり、基板１００３のｎ個の電気熱
変換素子アレー１００５とそれぞれ一対一の対応で組み
合わさりノズルおよびインク液室を形成する。電極１０
０４は天板１００１をよけて、基板１００３の対する２
つの端部に配置され、図には示さないが、ワイヤボンデ
ィングやギャングボンディング、バンプや圧接、圧着等
の方法で接続され外部の電気エネルギーの供給を受け
る。

【００１６】この一対となった天板１００１と基板１０
０３はインクタンクカバー１００６にマウントされる。
インクカバー１００６はインクタンクケース１０００７
と一対に組み合わされインクタンクを形成し内部にイン
クを蓄える。このインクは図には示さないがインク吸収
体等のインク保持部材を備えることも可能である。さら
にインクはインクタンクカバー１００６のインク供給路
を通って基板１００３の電気熱変換素子アレー１００５
の下部に通じノズルに至るような構成になる。このヘッ
ド構成を断面図（図７）を用いて詳しく説明する。イン
クは前述したようにインクタンクカバー１００６の供給
路より基板１００３の電気熱変換素子アレー１００５の
配置される付近の裏側に供給され、天板１００１の流路
を構成する溝を通り個々の電気熱変換素子の表面に至
る。ここでインクは電気熱変換素子に加熱され発泡しそ
の発泡圧力により吐出口１００２より外部に吐出され図
には示さないが印字紙にドットを形成する。さらにこれ
を図８の横断面図に示すが、インク１０１０は図で示さ
れるように電気熱変換素子１００５の表面に供給され電
気熱変換素子の発熱によるインクの発泡１００９の圧力
によりドロップレット１００８のように吐出される。

【００１７】この様に基板の裏面（記録素子が配され
た）からインクが回り込んで供給されるような構成にす
ることによって、基板上での熱の不均一な分布が緩和さ
れ、安定した記録を行わせることができる。

【００１８】又、記録素子が配された位置とインク供給
室４３との距離を非常に近くすることが可能であるた
め、リフィル速度も上げることができ、インク吐出の高
速応答性を達成することができる。

【００１９】さらに、発泡位置（記録素子）から共通液
室４３までの距離が短いことと、流路から共通液室４３
につながる部位での広がりを大きくすることができるた
めに発泡時に生じたバック波を分散することができるた
め、各ノズル間のバック波のクロストークによる影響を
緩和することができる。その様な効果を生ずるために好
ましい記録素子の配置は基板端部から１０００μｍ以内
であり、さらに好ましくは３００μｍ以内である（ただ
しここでの記録素子の配置位置（距離）は流路の共通液
室側端部から記録素子の流路に添った方向の中心までの
距離をいう。）。

【００２０】以上図６〜図８に本発明の基板を用いたイ
ンクジェット記録ヘッドの例として、記録素子が配され
た面に垂直な方向にインクを吐出するタイプを示した
が、その他の記録ヘッドの形態として記録素子が配され
た面に添う方向にインクを吐出する記録ヘッドの例を図
９に示す。

【００２１】図９は、その部分断面図である。

【００２２】図において、基板１に液流路４７を形成す
るための溝を有した天板４が接合されている。共通液室
４３からインクが液流路４７内に供給され、毛管力によ
ってオリフィス５までインクが満される。液流路４７に
対応した記録素子に電気信号が印加され発熱することに
よってインクが加熱発泡４１し、この発泡によるエネル
ギーによって、吐出口５からインクが吐出される。

【００２３】尚、レフトレジスタが配された本発明の素
子基板には、ワイヤボンディング４５を介してプリント
基板４６から記録に用する電気信号が供給される。

【００２４】図１０に本実施例の基板１００３の構成
を、また図１１でその等価回路図を示す。基板１００３
にはおもにシリコン基板を用いるがその他半導体を構成
できる様な材料であれば良い。基板１００３には半導体
層１０２９があり半導体がイオン注入などの方法で形成
されている。ここでは１０１５、１０１６、１０２３、
１０２４、１０２５、１０２６が半導体にあたる。この
半導体層１０２９の上層には第１電気絶縁層１０２８が
あり、さらにその上層には電導体がパターニングされて
図には示さないが図１１で示される回路図を構成する必
要に応じてスルーホールによって下層の半導体層１０２
９とコンタクトしている。１０２８の上層の第１電導体
は発泡に必要な電気エネルギーを供給するＶ_H 配線１０
１４、それに対するグランドであるＧＮＤ配線１０１
７、電気熱変換素子１００５を任意のタイミングで加熱
する為のイネーブル配線１０１９、印字データをラッチ
する為のラッチ部を構成するラッチ配線１０２０、シリ
アルデータを供給するシリアルデータ配線１０２１、シ
リアルデータを決ったタイミングでシフトするクロック
配線１０２２である。さらにこの第１電導体の上層に第
２電気絶縁層１０２７があり、第２電導体層と隔てられ
ており図１１の回路図を構成するように決まったスルー
ホールでコンタクトされる。まず電気熱変換素子１００
５にはＶ_H 〜ヒータ配線１０１１を介してＶ_H 配線１０
１４にスルーホールでコンタクトされ電気エネルギーが
供給される。さらに電気熱変換素子１００５の他端はヒ
ータ〜トランジスタ配線１０１２を介し第１絶縁層１０
２８のスルーホールを通りトランジスタ１０１５または
１０１６のコレクターに接続される。第１トランジスタ
１０１５と第２トランジスタ１０１６は２列をなしてい
るが、各素子レイアウト上１列〜複列をとり面積効率を
良くしている。たとえば各ヒータのピッチが細かい場合
トランジスタは正方形に近い方が面積効果が良いため複
数配列をとる。さらにこのトランジスタ１０１５、１０
１６の他端（ベース）は、トランジスタベース配線１０
１８を介して論理ゲート部を構成する論理ゲートロジッ
ク１０２３に接続される。このトランジスタベース配線
１０１８はポリシリコンなどである。また第１、第２導
電層は、アルミ等の抵抗率の小さい材料が用いられる。
また１０１５、１０１６のもう一端（エミッタ）はトラ
ンジスタ〜ＧＮＤ配線によりスルーホールを介してＧＮ
Ｄ配線１０１７に接続される。論理ゲートロジック１０
２３はイネーブル配線１０１９により選択的にトランジ
スタにＯＮ信号を送るが１０１９は駆動によりさらに多
数の配線をとり電気熱変換素子１００５を自在に加熱可
能となっている。配線１０１９は微弱の電気が流れる様
な配線で良く複雑に配線されてもパワーのロスが少なく
自在に１００５を選択加熱できる構成である。ここで
は、基本的な回路構成を２個並べたものを説明したが、
これを多数配列した列を図１２に示す。これは基本的構
成をｎ個同様に配列したもので、この場合にも必要な電
気接点数は、Ｖ_H 接点１０３４、ＧＮＤ接点１０３５、
イネーブル接点１０３６、時分割接点１０３７、ラッチ
接点１０３８、シリアルデータ接点１０３９、クロック
接点１０４０、リセット接点１０４１で基本的に８本あ
れば多数の電気熱変換素子１０１５を駆動できる。ここ
で１０４２、１０４３、１０４４、１０４５はカスケー
ド接続用の出力接点で、それぞれ１０４０、１０３９、
１０３８、１０３７の入力接点に対応している。

【００２５】次に図１０で示した各素子が作り込まれた
基板１の製造工程の一実施例を図を用いて説明する。

【００２６】図１３は、イオン折込みや拡散等の方法で
ラッチ１２、シフトレジスタ１１、トランジスタ１０等
を作り込んだ後の工程を示すであり（ａ）がその上面
図、（ｂ）はその部分断面図である。

【００２７】本発明の基板構成においては、シフトレジ
スタ１１からトランジスタ１０へロジック信号を与えト
ランジスタをＯＮ／ＯＦＦする信号線３を半導体層を用
いて形成している。これはシフトレジスタ１１とトラン
ジスタ１０間の電流が微弱であるために行うことがで
き、新たに配線を形成する必要がない。

【００２８】又、本発明の基板構成では、トランジスタ
１０を図１３（ａ）のように交互にレフトレジスタから
の距離を変えて配置し集積効率を上げている。特にイン
クジェットに用いる基板においては、トランジスタを通
じて記録素子に流れる電流が大きいため効率上トランジ
スタの面積を大きくせざるをえず、しかも、インクジェ
ット記録の高精細記録を達成するためには記録素子の配
置間隔を狭くしなければならないが、この様な配置にす
ることによって、これらの目的を達成することができ
る。尚ここでは、シフトレジスタからトランジスタまで
の距離を２段階に変えているが、これはさらに多い段数
でもよい。

【００２９】図１４（ａ）、（ｂ）、図１５、図１６、
図１４（ｃ）、（ｄ）は、本発明の基板の製造工程を示
す図で、この順で製造工程を示している。

【００３０】図１４（ａ）は、図１３で形成した基体上
にＳｉＯ₂ 、ＳｉＮ等の層間絶縁膜２９を形成し、上層
部とのコンタクトのためのスルーホールを開けた所であ
る。次に図１４（ｂ）において、Ａｌ等でＶ_H コモン電
極２１、接地配線２４、ロジック配線３１、コンタクト
３０等の第１の配線を形成する。その後図１５（ａ）上
面図、（ｂ）断面図で示されるごとく、第１の配線上に
ＳｉＯ₂ やＳｉＮ（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）等の第２の層間絶縁膜
を形成し、スルーホールを設ける。

【００３１】次にこの上に第２のＡｌを成膜し、パター
ニングすることで、電気熱変換体２とＶ_H 電極及びトラ
ンジスタとの電気的接続、パット等の形成が成される
（図１６）。

【００３２】続いて、インクによる各電極間でのショー
トを防止するために図１４（ｃ）において保護膜３６を
形成する。又さらにこの保護膜上に図７（ｄ）で示され
るようにＴａ等によって耐キャビテーション層３７を形
成してもよい。この耐キャビテーション層は、インクを
吐出させるための発泡及び消泡現象から、電極やその他
の層を保護するためのものである。またこれらの信号の
タイミングチャートを図１７に示す。ここで、ＣＬＫは
クロック信号で、このパルスに対応してＳＩのイニシャ
ルがシフトレジスタに入力され、ＬＡＴでデータがラッ
チに保持され、イネーブルＥＩにより出力される。さら
に、時分割回路により流体クロストークの影響を少なく
した駆動をすることができる。最後にこの記録ヘッドが
搭載される記録装置の一例を次に示す。

【００３３】図１８は本発明のインクカートリッジが適
用されるインクジェット記録装置ＩＪＲＡの概観図であ
る。ここでキャリッジＨＣは駆動モーター５０１３の正
転逆転に連動して駆動力伝達ギア５０１１、５００９を
介して回転するリードスクリュー５００４の螺旋溝５０
０５に対して係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）
を有し、矢印ａ、ｂ方向に往復移動される。キャリッジ
ＨＣには記録ヘッド部５０２５、インクタンク部５０２
６が装着される。５００２は紙押え板であり、キャリッ
ジの移動方向にわたって紙をプラテン５０００に対して
押圧する。５００７、５００８はフォトカプラーであ
り、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在を確
認してモーター５０１３の回転方向切り替え等をおこな
うためのホームポジション検知手段である。５０１６は
記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材５０２２
を支持する部材、５０１５はこのキャップ内を吸引する
吸引手段であり、キャップ内開口５０２３を介して記録
ヘッドの吸引回復をおこなう。５０１７はクリーニング
ブレード、５０１９はこのブレードを前後方向に移動可
能にする部材であり、本体支持板５０１８にこれらは支
持されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリ
ーニングブレードが本例に適用できることはいうまでも
ない。また、５０１２は、吸引回復の吸引を開始するた
めのレバーであり、キャリッジと係合するカム５０２０
の移動に伴って移動し、駆動モーターからの駆動力がク
ラッチ切り替え等の公知の伝達手段で移動制御される。

【００３４】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジＨＣがホームポジション側領域に
位置づけられたときにリードスクリュー５００５の作用
によってそれらの対応位置で所望の処理が行なえるよう
に構成されているが、周知のタイミングで所望の動作を
行うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。

【００３５】又、本発明においては、キャリッジＨＣ上
に記録ヘッドカートリッジが搭載されているが、ここで
は記録ヘツド部５０３０とインクタンク部５０３１とが
分離可能なタイプの記録ヘッドカートリッジを搭載して
いる。本発明の記録ヘッドは前述した理由から小型に構
成することができるためキャリッジ等の搭載がさらに容
易に行える。又、従来装置側に有していた記録信号をシ
リアル信号からパラレル信号へ変換する機能を記録ヘッ
ドの基板に持たせているため、記録装置を簡略な構成と
することができ、さらに記録ヘッド側へ信号を供給する
接続端子数が少ないため、配線の配図等が簡略化され、
製造工程が簡略でき、さらにコンパクトで低コストな記
録装置等を得ることができる。

【００３６】この様なインクジェット記録装置に搭載さ
れるヘッドにおいてはヘッドはユーザーが交換可能のも
のと交換不可のものとがあるが、本実施例の構成では電
気的接点が少ないのでユーザーが交換可能なヘッドにお
いて接点のスペースが小さいのでヘッドがコンパクトに
なるとともに脱着時の信頼性も向上するので特に有効で
ある。

【００３７】図１４に、基板１の他の実施例を示す。

【００３８】（ａ）はＶ_H 配線２０とＧＮＤ配線が電気
熱変換素子アレー２のすぐ後に配置され、それぞれの間
の電気配線を最短距離で結ぶ為、電気的なロスの少ない
回路構成である。

【００３９】（ｂ）本発明の素子基板は主にインクジェ
ット記録ヘッドに利用されるため、基板上に前述のよう
に流路を形成するための溝を有する天板が接着される
が、この密着性を上げるために、素子基板表面はできる
だけ平滑である方がよい。図２６（ｂ）においては、第
１、第２の配線の交差が特に平滑性が必要とされる記録
素子の位置から離れた所で行われる構成となっている。
このため、天板をドラムフィルム等の接着剤や密ぺい材
料を用いなくても、基板１に密着させることができる。

【００４０】（ｃ）Ｖ_H 配線２１を記録素子アレーより
基板端部側に配したため、電気配線を多層化する必要な
く回路配線を行うことができ、安価に作成することがで
きる。

【００４１】又、折り返し配線を行なわないため記録素
子近傍の配置にゆとりができ、ヒータの幅を大きくする
ことができる。

【００４２】（ｄ）は、さらにＧＮＤ配線５を電気熱変
換素子アレー２のそばに配置し、電気的ロスを少なくし
たものである。

【００４３】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、インク吐出を行なわせるために利用されるエネ
ルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気
熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによ
りインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記
録装置に於いて、優れた効果をもたらすものである。

【００４４】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型、
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応している核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生
せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的
にこの駆動信号に一対一対応し液体（インク）内の気泡
を形成出来るので有効である。この気泡の成長、収縮に
より吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、
少なくとも一つの適を形成する。この駆動信号をパルス
形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるの
で、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成で
き、より好ましい。このパルス形状の駆動信号として
は、米国特許４４６３３５９号明細書、同第４３４５２
６２号明細書に記載されているようなものが適してい
る。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国
特許第４３１３１２４号明細書に記載されている各条件
を採用すると、更に優れた記録を行うことができる。

【００４５】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されいるような吐出口、液路、電気熱変換体の
組み合わせ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９年第１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９年第１３８４６１号公報に基づいた構
成としても本発明は有効である。

【００４６】更に、記録装置が記録できる最大記録媒体
の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘ
ッドとしては、上述した明細書に開示されているような
複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満た
す構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての
構成のいずれでも良いが、本発明は、上述した効果を一
層有効に発揮することができる。

【００４７】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【００４８】又、本発明は記録装置の構成として設けら
れる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手
段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるの
で好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記
録ヘッドに対しての、キャビング手段、クリーニング手
段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或は、これとは別
の加熱素子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うこと
も安定した記録を行うために有効である。

【００４９】更に、記録装置の記録モードとしては黒色
等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッド
を一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも
よいが、異なる色の複色カラー又は混色によるフルカラ
ーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は有効であ
る。

【００５０】以上説明したように、同一基板内に電気熱
変換体とシフトレジスタ、ラッチ等のロジック回路を形
成したことにより、配線パターン、接点数の減少で、配
線パターンによる電気的ロスおよびコストダウンが達成
される。さらに、チップ内のレイアウトを回１にするこ
とで、流体的ロスの軽減、チップ面積の有効利用さら
に、チップを複数用いたヘッド構成での電気接点の有効
性が高められた。また、インクジェット特有の流体的ク
ロストークをされるための時分割駆動の制御も容易にな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】基板１各素子のレイアウトを示す図。

【図２】（ａ）ダイオードマトリクス駆動の基板レイア
ウトを示す図。（ｂ）ダイオードマトリクス駆動の基板
レイアウトで（ａ）の小型タイプの図。（ｃ）直接駆動
の基板レイアウトを示す図。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）はともにインク供給穴
ありタイプの基板レイアウトで、全て直接駆動タイプを
示す図。

【図４】直接駆動の等価回路図を示す図。

【図５】４×４のダイオードマトリクス駆動の等価回路
図。

【図６】図１の基板を用いたヘッド構成の分解図。

【図７】ヘッド構成のノズル付近の断面図。

【図８】ヘッド構成のノズル付近の断面図。

【図９】本発明の素子基板を用いた記録ヘッドの模式的
断面図。

【図１０】図１の基板の詳細図。

【図１１】図９の図の等価回路。

【図１２】図１０の発展形。

【図１３】本発明の素子基板の製造工程を示す図。

【図１４】本発明の素子基板の製造工程を示す図。

【図１５】本発明の素子基板の製造工程を示す図。

【図１６】本発明の素子基板の製造工程を示す図。

【図１７】図１１の駆動のタイミングチャート。

【図１８】本発明の基板を用いたヘッドが搭載される本
体の例を示す図。

【図１９】他の実施例を示す図。

【符号の説明】

１基板２電気熱変換体アレー３Ｖ_H 配線４トランジタアレー５ＧＮＤ配線６ロジック部７Ｖ_H 接点８ＧＮＤ接点９ロジック接点１０マトリクス配線１１ダイオードアレー１２接点１３配線１４天板１５インク１６インク供給穴１７ドライフィルム１８オリフィスプレート１９Ｖ_H 共通電極１００１天板１００２オリフィス１００３基板１００４接点１００５電気熱変換素子アレー１００６インクタンクカバー１００７インクタンクケース１００８ドロップレッド１００９発泡１０１０インク１０１１ヒータ〜Ｖ_H 配線１０１２ヒータ〜トランジスタ配線１０１３トランジスタ〜ＧＮＤ配線１０１４Ｖ_H 配線１０１５第１トランジスタ１０１６第２トランジスタ１０１７ＧＮＤ配線１０１８トランジスタゲート配線１０１９イネーブル配線１０２０ラッチ配線１０２１シリアルデータ配線１０２２クロック配線１０２３論理ゲート配線１０２４ラッチロジック１０２５，１０２６シフトレジスタ１０２７第２絶縁層１０２８第１絶縁層１０２９半導体層１０３１時分割回路１０３２ラッチロジック１０３３シフトレジスタ１０３４Ｖ_H 接点１０３５ＧＮＤ接点１０３６イネーブル接点１０３７時分割接点１０３８ラッチ接点１０３９シリアルデータ接点１０４０クロック接点１０４１クリア接点１０４２クロックアウト接点１０４３シリアルデータアウト接点１０４４ラッチアウト接点１０４５時分割アウト接点５００２紙押え板５００３キャリッジシャフト５００４キャリッジスクリューシャフト５００５スクリュー溝５００６フォトスペーサ５００７停止板５００８フォトインタラプタ５００９キャリッジシフトギヤ５０１０ギア１５０１１ギア２５０１２モータ押え５０１３キャリッジモータ５０１４回復ユニット５０１５回復ヘッダ５０１６回復キャップ５０１７ゴムブレード５０１８プラテンフレーム５０１９プリンタユニット５０２０回復ユニット押え５０２１回復カム５０２２キャップスポンジ５０２３キャップ受け

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者尾崎照夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者山中昭弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者松田弘人東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出する吐出口を有する液吐出
部と該液吐出部に供給されたインクを吐出する為に利用
される熱エネルギーを発生する為の電気熱変換素子が設
けられた基体を具備する記録ヘッドにおいて、前記電気熱変換素子と電気的に接続された機能素子が同
一基板上に設けられ、前記機能素子がシフトレジスタ部、ラッチ部、論理ゲー
ト部を有することを特徴とする記録ヘッド。
【請求項２】前記電気熱変換素子が基板の外周端面よ
り１０００μｍ以内に配されていることを特徴とする記
録ヘッド。
【請求項３】前記基板において電気信号入力接点が前
記電気熱変換素子のある対向する側辺にあることを特徴
とする記録ヘッド。
【請求項４】前記機能素子が電気熱変換素子を時間的
に分割して加熱できる様に構成されていることを特徴と
する記録ヘッド。