JPH0976498A - インク噴射記録ヘッド - Google Patents
インク噴射記録ヘッドInfo
- Publication number
- JPH0976498A JPH0976498A JP7238246A JP23824695A JPH0976498A JP H0976498 A JPH0976498 A JP H0976498A JP 7238246 A JP7238246 A JP 7238246A JP 23824695 A JP23824695 A JP 23824695A JP H0976498 A JPH0976498 A JP H0976498A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- common
- silicon substrate
- wiring
- heating resistors
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ラインヘッドの様な極端に長いヘッドにおいて
も全ての発熱抵抗体の発熱温度を均一化できる手段を提
供する。 【構成】シリコン基板の第１面上に形成された薄膜抵抗
体と薄膜導体からなる複数個の発熱抵抗体５２と、該発
熱抵抗体を駆動するべく同一シリコン基板上に形成され
たドライバ回路と、個別インク通路の全てが連通するべ
く前記シリコン基板上に設けられた共通インク通路と、
該共通インク通路の全長にわたって導通されるようシリ
コン基板に設けられた共通インク溝ととからなるインク
噴射記録ヘッドにおいて、共通インク溝が複数の分割イ
ンク溝６１ａ，６１Ｂ…によって構成され、各分割イン
ク溝の外側に低抵抗の迂回共通配線７０を、各分割イン
ク溝の内側に共通配線５４をそれぞれ設け、前記迂回共
通配線と前記共通配線とを、前記共通インク溝の各分割
部において配線７２で接続した。
も全ての発熱抵抗体の発熱温度を均一化できる手段を提
供する。 【構成】シリコン基板の第１面上に形成された薄膜抵抗
体と薄膜導体からなる複数個の発熱抵抗体５２と、該発
熱抵抗体を駆動するべく同一シリコン基板上に形成され
たドライバ回路と、個別インク通路の全てが連通するべ
く前記シリコン基板上に設けられた共通インク通路と、
該共通インク通路の全長にわたって導通されるようシリ
コン基板に設けられた共通インク溝ととからなるインク
噴射記録ヘッドにおいて、共通インク溝が複数の分割イ
ンク溝６１ａ，６１Ｂ…によって構成され、各分割イン
ク溝の外側に低抵抗の迂回共通配線７０を、各分割イン
ク溝の内側に共通配線５４をそれぞれ設け、前記迂回共
通配線と前記共通配線とを、前記共通インク溝の各分割
部において配線７２で接続した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱エネルギを利用して
インク液滴を記録媒体に向けて飛翔させる形式の記録装
置に関するものである。
インク液滴を記録媒体に向けて飛翔させる形式の記録装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】パルス加熱によってインクの一部を急速
に気化させ、その膨張力によってインク液滴をオリフィ
スから吐出させる方式のインクジェット記録装置は特開
昭４８−９６２２号公報、特開昭５４−５１８３７号公
報等によって開示されている。
に気化させ、その膨張力によってインク液滴をオリフィ
スから吐出させる方式のインクジェット記録装置は特開
昭４８−９６２２号公報、特開昭５４−５１８３７号公
報等によって開示されている。
【０００３】このパルス加熱の最も簡便な方法は発熱抵
抗体にパルス通電することであり、これら従来の発熱抵
抗体の共通する基本的構成は、薄膜抵抗体と薄膜導体を
酸化防止層で被覆し、この上に該酸化防止層のキャビテ
ーション破壊を防ぐ目的で、耐キャビテーション層を１
〜２層被覆するというものであった。
抗体にパルス通電することであり、これら従来の発熱抵
抗体の共通する基本的構成は、薄膜抵抗体と薄膜導体を
酸化防止層で被覆し、この上に該酸化防止層のキャビテ
ーション破壊を防ぐ目的で、耐キャビテーション層を１
〜２層被覆するというものであった。
【０００４】この複雑な多層構造を抜本的に簡略化する
ものとして、特開平０６−７１８８８号公報に記載のよ
うに、前記酸化防止層と耐キャビテーション層を不要と
する発熱抵抗体を用いて印字する方法がある。この場合
は、薄膜抵抗体がインクと直接接触しているため、パル
ス加熱によるインクの急激な気化とそれによるインクの
吐出特性が大幅に改善され、熱効率の大幅な改善と吐出
周波数の向上を図ることができた。このような画期的な
性能を実現できた最大の理由は、耐パルス性、耐酸化
性、耐電食性に優れたＴａ−Ｓｉ−ＳｉＯ合金薄膜抵抗
体とＮｉ薄膜導体のみから構成される発熱抵抗体を用い
たことにある（特願平０７−４３９６８号参照）。
ものとして、特開平０６−７１８８８号公報に記載のよ
うに、前記酸化防止層と耐キャビテーション層を不要と
する発熱抵抗体を用いて印字する方法がある。この場合
は、薄膜抵抗体がインクと直接接触しているため、パル
ス加熱によるインクの急激な気化とそれによるインクの
吐出特性が大幅に改善され、熱効率の大幅な改善と吐出
周波数の向上を図ることができた。このような画期的な
性能を実現できた最大の理由は、耐パルス性、耐酸化
性、耐電食性に優れたＴａ−Ｓｉ−ＳｉＯ合金薄膜抵抗
体とＮｉ薄膜導体のみから構成される発熱抵抗体を用い
たことにある（特願平０７−４３９６８号参照）。
【０００５】このように、従来技術に比較して、大幅に
小さな投入エネルギでインク噴射が可能となったので、
この発熱抵抗体を駆動用ＬＳＩチップ上のデバイス領域
に近接して形成しても、もはやＬＳＩデバイスを加熱し
て温度上昇をもたらすこともなく、非常に簡単な構成の
モノリシックＬＳＩヘッドを実現することができるよう
になった。これについては特願平０７−１３５１８５号
公報に記載の通りである。この新しい技術によって、多
くのインク噴射ノズルを持つオンデマンド型インクジェ
ットプリントヘッドが高密度に、しかも２次元的に集積
化して製造することができるようになり、しかもその駆
動を制御する配線本数が大幅に削減できるので実装方法
も非常に簡略化することができた。
小さな投入エネルギでインク噴射が可能となったので、
この発熱抵抗体を駆動用ＬＳＩチップ上のデバイス領域
に近接して形成しても、もはやＬＳＩデバイスを加熱し
て温度上昇をもたらすこともなく、非常に簡単な構成の
モノリシックＬＳＩヘッドを実現することができるよう
になった。これについては特願平０７−１３５１８５号
公報に記載の通りである。この新しい技術によって、多
くのインク噴射ノズルを持つオンデマンド型インクジェ
ットプリントヘッドが高密度に、しかも２次元的に集積
化して製造することができるようになり、しかもその駆
動を制御する配線本数が大幅に削減できるので実装方法
も非常に簡略化することができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような、ドライ
バ回路一体型の薄膜プロセスのみで製造する方式のサー
マルインク噴射記録ヘッドにおいて、一列に並ぶノズル
数が多くなればその分だけ共通薄膜導体の長さが長くな
り、この抵抗値が大きくなって薄膜発熱抵抗体の抵抗値
に対して無視できない大きさとなる。特に共通薄膜導体
として比抵抗の大きなＮｉ薄膜導体を用いる場合は問題
となる。即ち、薄膜発熱抵抗体に流れる電流値がその位
置によって異なることになり、発熱量即ち発熱温度が各
抵抗体によって異なるという不都合が発生することにな
る。
バ回路一体型の薄膜プロセスのみで製造する方式のサー
マルインク噴射記録ヘッドにおいて、一列に並ぶノズル
数が多くなればその分だけ共通薄膜導体の長さが長くな
り、この抵抗値が大きくなって薄膜発熱抵抗体の抵抗値
に対して無視できない大きさとなる。特に共通薄膜導体
として比抵抗の大きなＮｉ薄膜導体を用いる場合は問題
となる。即ち、薄膜発熱抵抗体に流れる電流値がその位
置によって異なることになり、発熱量即ち発熱温度が各
抵抗体によって異なるという不都合が発生することにな
る。
【０００７】例えば、図５に示す回路構成において、４
００ｄｐｉ（ドット／インチ）の薄膜発熱抵抗体５２の
抵抗をＲ1〜Ｒｎ〜Ｒ、共通薄膜配線導体５４の抵抗を
ｒ、各ドライバデバイス５６をつなぐ薄膜導体の抵抗を
ｌとしたとき、Ｒ、ｒ、ｌは次のようになる。 Ｒ〜２００Ω ：Ｔａ−Ｓｉ−ＳｉＯ合金薄膜抵抗体
の場合 ｒ〜０.０８Ω ：厚さ１μｍ ×巾８０μｍ のＮｉ薄
膜導体の場合 ｌ〜０.０１Ω ：厚さ１μｍ ×巾２００μｍ のＡｌ
薄膜導体の場合。
００ｄｐｉ（ドット／インチ）の薄膜発熱抵抗体５２の
抵抗をＲ1〜Ｒｎ〜Ｒ、共通薄膜配線導体５４の抵抗を
ｒ、各ドライバデバイス５６をつなぐ薄膜導体の抵抗を
ｌとしたとき、Ｒ、ｒ、ｌは次のようになる。 Ｒ〜２００Ω ：Ｔａ−Ｓｉ−ＳｉＯ合金薄膜抵抗体
の場合 ｒ〜０.０８Ω ：厚さ１μｍ ×巾８０μｍ のＮｉ薄
膜導体の場合 ｌ〜０.０１Ω ：厚さ１μｍ ×巾２００μｍ のＡｌ
薄膜導体の場合。
【０００８】ここで、ｎ＝１２８とした場合の印加電力
は、配線抵抗の最も小さなＲ1 に対しては Ｗ1＝５×
１０~3Ｖ2、最も大きなＲnに対しては Ｗn＝４.４７×
１０~3Ｖ2 となる。即ち、 Ｒnの発熱温度をインクの
吐出に必要な３００℃とすると、Ｒ1 は約３３３℃とな
り、抵抗体は破断せず実用可能である。
は、配線抵抗の最も小さなＲ1 に対しては Ｗ1＝５×
１０~3Ｖ2、最も大きなＲnに対しては Ｗn＝４.４７×
１０~3Ｖ2 となる。即ち、 Ｒnの発熱温度をインクの
吐出に必要な３００℃とすると、Ｒ1 は約３３３℃とな
り、抵抗体は破断せず実用可能である。
【０００９】しかし、ノズル数を多くして、ｎ＝２５６
とした場合の印加電力は、Ｗ1＝５×１０~3Ｖ2、Ｗn＝
４.０２×１０~3Ｖ2となり、Ｒnの発熱温度を３００℃
とするとＲ1は約３６８ ℃にもなり、Ｒ1のヒータ寿命
が短く実用不可となる。
とした場合の印加電力は、Ｗ1＝５×１０~3Ｖ2、Ｗn＝
４.０２×１０~3Ｖ2となり、Ｒnの発熱温度を３００℃
とするとＲ1は約３６８ ℃にもなり、Ｒ1のヒータ寿命
が短く実用不可となる。
【００１０】本発明は、このような問題を解決し、ライ
ンヘッドの様な極端に長いヘッドにおいても全ての発熱
抵抗体の発熱温度を均一化できる方法を提供することを
目的とする。
ンヘッドの様な極端に長いヘッドにおいても全ての発熱
抵抗体の発熱温度を均一化できる方法を提供することを
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、シリコン基
板の第１面上に形成された薄膜抵抗体と薄膜導体からな
る複数個の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体を駆動するべく
同一シリコン基板上に形成されたドライバ回路と、前記
複数個の発熱抵抗体に順次パルス通電することによって
該発熱抵抗体と垂直又はほぼ垂直方向にインク滴を吐出
する複数個の吐出口と、該複数個の吐出口のそれぞれに
対応して該シリコン基板上に設けられた複数個の個別イ
ンク通路と、該個別インク通路の全てが連通するべく前
記シリコン基板上に設けられた共通インク通路と、該共
通インク通路の全長にわたって導通されるよう前記シリ
コン基板に設けられた共通インク溝とからなり、前記シ
リコン基板の前記第１面上に配設された隔壁層に前記個
別インク通路及び前記共通インク通路が形成され、該隔
壁層上のオリフィスプレートに前記複数個の吐出口が形
成されたインク噴射記録ヘッドにおいて、前記共通イン
ク溝が複数の分割インク溝によって構成され、前記各分
割インク溝の外側に低抵抗の迂回共通配線を、前記各分
割インク溝の内側に共通配線をそれぞれ設け、前記迂回
共通配線と前記共通配線とを、前記共通インク溝の各分
割部において前記共通配線で接続したことによって達成
される。
板の第１面上に形成された薄膜抵抗体と薄膜導体からな
る複数個の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体を駆動するべく
同一シリコン基板上に形成されたドライバ回路と、前記
複数個の発熱抵抗体に順次パルス通電することによって
該発熱抵抗体と垂直又はほぼ垂直方向にインク滴を吐出
する複数個の吐出口と、該複数個の吐出口のそれぞれに
対応して該シリコン基板上に設けられた複数個の個別イ
ンク通路と、該個別インク通路の全てが連通するべく前
記シリコン基板上に設けられた共通インク通路と、該共
通インク通路の全長にわたって導通されるよう前記シリ
コン基板に設けられた共通インク溝とからなり、前記シ
リコン基板の前記第１面上に配設された隔壁層に前記個
別インク通路及び前記共通インク通路が形成され、該隔
壁層上のオリフィスプレートに前記複数個の吐出口が形
成されたインク噴射記録ヘッドにおいて、前記共通イン
ク溝が複数の分割インク溝によって構成され、前記各分
割インク溝の外側に低抵抗の迂回共通配線を、前記各分
割インク溝の内側に共通配線をそれぞれ設け、前記迂回
共通配線と前記共通配線とを、前記共通インク溝の各分
割部において前記共通配線で接続したことによって達成
される。
【００１２】本発明の他の特徴は、前記共通インク溝の
内側に共通配線を設け、前記ドライバ回路の外側もしく
は前記共通インク溝の外側を配線領域として低抵抗の迂
回共通配線を設け、該迂回共通配線の一端を前記共通配
線に接続したことにある。
内側に共通配線を設け、前記ドライバ回路の外側もしく
は前記共通インク溝の外側を配線領域として低抵抗の迂
回共通配線を設け、該迂回共通配線の一端を前記共通配
線に接続したことにある。
【００１３】ここで、インク溝の外側とは、インク溝か
ら見て発熱抵抗体と反対の側を指し、ドライバ回路の外
側とは、ドライバ回路から見て発熱抵抗体と反対の側を
指すものとする。
ら見て発熱抵抗体と反対の側を指し、ドライバ回路の外
側とは、ドライバ回路から見て発熱抵抗体と反対の側を
指すものとする。
【００１４】
【作用】本発明によれば、共通薄膜配線導体の抵抗値を
小さくするために、共通インク溝６１を複数に分割し、
インク溝外側に低抵抗の迂回共通配線を設け、これとＮ
ｉ共通配線とを共通インク溝の各分割部においてＮｉ配
線で接続する。
小さくするために、共通インク溝６１を複数に分割し、
インク溝外側に低抵抗の迂回共通配線を設け、これとＮ
ｉ共通配線とを共通インク溝の各分割部においてＮｉ配
線で接続する。
【００１５】これによって長いＮｉ共通配線５４のライ
ン抵抗を引き下げることができる。あるいはまた、ドラ
イバ回路の外側もしくは共通インク溝の外側に、低抵抗
の迂回共通配線を設けることによっても、長い薄膜配線
導体のライン抵抗を引き下げることができる。
ン抵抗を引き下げることができる。あるいはまた、ドラ
イバ回路の外側もしくは共通インク溝の外側に、低抵抗
の迂回共通配線を設けることによっても、長い薄膜配線
導体のライン抵抗を引き下げることができる。
【００１６】
〔実施例１〕以下、図面を用いて実施例を説明する。図
１は本発明が適用されるインクジェットプリンタの要部
断面図、図２はインク噴射記録ヘッドのノズル列の断面
図であり、このＡ−Ａ断面を図３に示す。さらに、図４
は、発熱抵抗体や配線導体及びドライバデバイスを接続
する回路構成を示している。まず、図１において、ベル
ト式プリヒータ２７によって加熱された記録紙２０は、
吸着搬送器２８によってフルカラーラインヘッド１の直
下を一定速度で搬送される。この時、４列に並べられた
ノズル列から４色のインクを吐出するフルカラーライン
ヘッド１によって印刷される。外部から供給された４色
のインクはそれぞれフレーム２のインク供給口に導か
れ、フレーム内の共通インク溝６３、シリコン基板に間
歇的にあけられている連結穴６２、シリコン基板内共通
インク溝６１を経由して各吐出ノズル５９より吐出され
る。
１は本発明が適用されるインクジェットプリンタの要部
断面図、図２はインク噴射記録ヘッドのノズル列の断面
図であり、このＡ−Ａ断面を図３に示す。さらに、図４
は、発熱抵抗体や配線導体及びドライバデバイスを接続
する回路構成を示している。まず、図１において、ベル
ト式プリヒータ２７によって加熱された記録紙２０は、
吸着搬送器２８によってフルカラーラインヘッド１の直
下を一定速度で搬送される。この時、４列に並べられた
ノズル列から４色のインクを吐出するフルカラーライン
ヘッド１によって印刷される。外部から供給された４色
のインクはそれぞれフレーム２のインク供給口に導か
れ、フレーム内の共通インク溝６３、シリコン基板に間
歇的にあけられている連結穴６２、シリコン基板内共通
インク溝６１を経由して各吐出ノズル５９より吐出され
る。
【００１７】各吐出ノズル５９は、図２の紙面の垂直方
向に例えば６２．５μｍピッチ（４００ドット／イン
チ）で１６８０ノズル並んでおり、１６８０ノズル×４
列＝６７２０個のノズルが１基板で構成されているヘッ
ド１に含まれている。Ａ４フルカラーラインヘッドとし
ては、この６７２０個のノズルから構成されている相互
に対称型のヘッド１を２基板、同一フレーム２上に中央
部で直線的に突き合わせる形でダイボンディングして作
られる。
向に例えば６２．５μｍピッチ（４００ドット／イン
チ）で１６８０ノズル並んでおり、１６８０ノズル×４
列＝６７２０個のノズルが１基板で構成されているヘッ
ド１に含まれている。Ａ４フルカラーラインヘッドとし
ては、この６７２０個のノズルから構成されている相互
に対称型のヘッド１を２基板、同一フレーム２上に中央
部で直線的に突き合わせる形でダイボンディングして作
られる。
【００１８】シリコン基板１にＴａ−Ｓｉ−ＳｉＯ合金
薄膜抵抗体とＮｉ金属薄膜をスパッタ法で形成し、フォ
トエッチングで薄膜発熱抵抗体５２、個別薄膜導体５
３、共通薄膜配線導体５４を形成する。また、この発熱
抵抗体５２を駆動するべく同一シリコン基板上に駆動用
ＬＳＩデバイス部５６が形成されており、スルーホール
を通して個別薄膜導体５３と接続されている。複数個の
発熱抵抗体５２に順次パルス通電することによってこの
発熱抵抗体と垂直又はほぼ垂直方向にインク滴を吐出す
る複数個の吐出ノズル５９がオリフィスプレート５８に
設けられている。これら複数個の吐出口ノズル５９のそ
れぞれに対応してシリコン基板５１上に複数個の個別イ
ンク通路６０が設けられ、個別薄膜配線導体５３、共通
薄膜配線導体５４はいずれも１μｍ厚さのＮｉ薄膜を用
いており、いずれも保護層を被覆していない。ドライバ
ＩＣデバイス部５６はシフトレジスタとドライバ回路か
ら構成されており、ラインヘッド１の両端から入力され
る駆動信号によって駆動される。
薄膜抵抗体とＮｉ金属薄膜をスパッタ法で形成し、フォ
トエッチングで薄膜発熱抵抗体５２、個別薄膜導体５
３、共通薄膜配線導体５４を形成する。また、この発熱
抵抗体５２を駆動するべく同一シリコン基板上に駆動用
ＬＳＩデバイス部５６が形成されており、スルーホール
を通して個別薄膜導体５３と接続されている。複数個の
発熱抵抗体５２に順次パルス通電することによってこの
発熱抵抗体と垂直又はほぼ垂直方向にインク滴を吐出す
る複数個の吐出ノズル５９がオリフィスプレート５８に
設けられている。これら複数個の吐出口ノズル５９のそ
れぞれに対応してシリコン基板５１上に複数個の個別イ
ンク通路６０が設けられ、個別薄膜配線導体５３、共通
薄膜配線導体５４はいずれも１μｍ厚さのＮｉ薄膜を用
いており、いずれも保護層を被覆していない。ドライバ
ＩＣデバイス部５６はシフトレジスタとドライバ回路か
ら構成されており、ラインヘッド１の両端から入力され
る駆動信号によって駆動される。
【００１９】図３、図４の回路構成において、５２は薄
膜発熱抵抗体、５４は共通薄膜配線導体、５６はドライ
バデバイスであり、各共通インク溝６１の両側とドライ
バＩＣデバイス部５６の上部及び外周を配線領域として
利用している。ここでは、共通薄膜配線導体５４の抵抗
値を小さくするために、共通インク溝６１を複数に分割
し（６１Ａ〜６１Ｃ）、インク溝外側に低抵抗の迂回共
通配線（Ａｌ）７０を設け、これとＮｉ共通配線５４と
を共通インク溝の各分割部の接続点７１においてスルー
ホールを通してＮｉ配線７２と接続する。
膜発熱抵抗体、５４は共通薄膜配線導体、５６はドライ
バデバイスであり、各共通インク溝６１の両側とドライ
バＩＣデバイス部５６の上部及び外周を配線領域として
利用している。ここでは、共通薄膜配線導体５４の抵抗
値を小さくするために、共通インク溝６１を複数に分割
し（６１Ａ〜６１Ｃ）、インク溝外側に低抵抗の迂回共
通配線（Ａｌ）７０を設け、これとＮｉ共通配線５４と
を共通インク溝の各分割部の接続点７１においてスルー
ホールを通してＮｉ配線７２と接続する。
【００２０】これによって長いＮｉ共通配線５４のライ
ン抵抗を引き下げることができる。
ン抵抗を引き下げることができる。
【００２１】例えば、図４に示す回路構成において、ｎ
＝５１２とした場合、全体を２分割（２５６ヒータ×
２）すれば全ての薄膜発熱抵抗体５２の抵抗Ｒ（Ｒ1〜
Ｒｎ）を２００Ωと一定としても、ｎ＝４００付近の最
低発熱温度（３００℃）とｎ＝１付近の最高発熱温度
（３３５℃）の差は最大でも３５℃となる。
＝５１２とした場合、全体を２分割（２５６ヒータ×
２）すれば全ての薄膜発熱抵抗体５２の抵抗Ｒ（Ｒ1〜
Ｒｎ）を２００Ωと一定としても、ｎ＝４００付近の最
低発熱温度（３００℃）とｎ＝１付近の最高発熱温度
（３３５℃）の差は最大でも３５℃となる。
【００２２】すなわち、従来法ではｎ＝２５６の場合に
おいてさえ発熱温度差が６８℃にもなって実用不能であ
ったものが、本方式採用によってｎ＝５１２においてさ
えこれが３５℃以下にすることができ、抵抗体は破断せ
ず実用化が可能となる。
おいてさえ発熱温度差が６８℃にもなって実用不能であ
ったものが、本方式採用によってｎ＝５１２においてさ
えこれが３５℃以下にすることができ、抵抗体は破断せ
ず実用化が可能となる。
【００２３】しかし、ｎ＝１０２４以上となるとこのま
まのＡｌ配線では温度差が６７℃以上となって実用不能
であるが、このＡｌ配線巾を２００μｍから８００μｍ
とすることによってこの温度差を大巾に低減できる。例
えば本実施例の最初に触れたＡ４ラインヘッド用のｎ＝
１６８０の場合について説明する。この場合、全体を８
分割（２１０ヒータ×８）し、分割インク溝を８個とす
る。この時の最低発熱温度はｎ＝１５７８付近のヒータ
で、これを３００℃とすると、最高発熱温度はｎ＝１付
近の３３５℃となり、ヒータは破断することなく実用化
可能となる。また、実際にラインヘッドを試作して印字
テストを行ったが、１億ドット以上の信頼性テストに合
格した。
まのＡｌ配線では温度差が６７℃以上となって実用不能
であるが、このＡｌ配線巾を２００μｍから８００μｍ
とすることによってこの温度差を大巾に低減できる。例
えば本実施例の最初に触れたＡ４ラインヘッド用のｎ＝
１６８０の場合について説明する。この場合、全体を８
分割（２１０ヒータ×８）し、分割インク溝を８個とす
る。この時の最低発熱温度はｎ＝１５７８付近のヒータ
で、これを３００℃とすると、最高発熱温度はｎ＝１付
近の３３５℃となり、ヒータは破断することなく実用化
可能となる。また、実際にラインヘッドを試作して印字
テストを行ったが、１億ドット以上の信頼性テストに合
格した。
【００２４】〔実施例２〕上記実施例のｎ＝１６８０の
ケースでは、Ａｌ配線巾を０．８ｍｍとすることによっ
て発熱温度差を３５℃以下にすることができた。しかし
これでは電源と迂回共通配線のＡｌ配線だけで０．８ｍ
ｍ×２以上の巾を占有することになり、ラインヘッドの
小型化にとって若干の問題を生ずることになる。これを
解決する具体的な実施例を以下に説明する。ここではｎ
＝１６８０で８分割とすることは前の実施例と同じであ
るが、Ａｌ配線巾は４００μｍと狭くした。但し、８ヶ
の各分割インク溝６１Ａ〜６１Ｈに属する発熱ヒータの
抵抗値を、Ｒ（６１Ａ）＝２００Ωから４Ωずつ順次低
減させてＲ（６１Ｂ）＝１９６Ω，…，Ｒ（６１Ｈ）＝
１７２Ωとする。抵抗値をこのようにするのは、ヒータ
の巾を順次１％ずつ広くし、長さを順次１％ずつ短くす
ることによって可能である。また、この程度のヒータの
変形ではインクの吐出にも影響を与えないことを確認し
ている。
ケースでは、Ａｌ配線巾を０．８ｍｍとすることによっ
て発熱温度差を３５℃以下にすることができた。しかし
これでは電源と迂回共通配線のＡｌ配線だけで０．８ｍ
ｍ×２以上の巾を占有することになり、ラインヘッドの
小型化にとって若干の問題を生ずることになる。これを
解決する具体的な実施例を以下に説明する。ここではｎ
＝１６８０で８分割とすることは前の実施例と同じであ
るが、Ａｌ配線巾は４００μｍと狭くした。但し、８ヶ
の各分割インク溝６１Ａ〜６１Ｈに属する発熱ヒータの
抵抗値を、Ｒ（６１Ａ）＝２００Ωから４Ωずつ順次低
減させてＲ（６１Ｂ）＝１９６Ω，…，Ｒ（６１Ｈ）＝
１７２Ωとする。抵抗値をこのようにするのは、ヒータ
の巾を順次１％ずつ広くし、長さを順次１％ずつ短くす
ることによって可能である。また、この程度のヒータの
変形ではインクの吐出にも影響を与えないことを確認し
ている。
【００２５】この条件で各ヒータに投入される印加電力
を計算して発熱温度を推定すると、最低発熱温度は各ブ
ロックの中心付近であり、最も低いところは６１Ｈに属
するｎ＝１５８１付近のヒータであること、また最高発
熱温度は各ブロックの先頭ヒータで、特に６１Ａのｎ＝
１が最も高くなることが分かる。ｎ＝１５８１の発熱温
度が３００℃となるように印加電力（×パルス巾）を投
入すると、同一条件の印加電力でｎ＝１のヒータは３２
０℃となる。即ち、１６８０個の全てのヒータは３００
〜３２０℃の範囲内で動作させることが可能である。実
際のヘッドでは製造に伴うバラツキがこの程度の温度差
を発生させることもあり、現実には３２０℃±２０℃程
度の範囲で稼働することになる。このようにして試作し
たラインヘッドで印字させたところ、印字品質に何らの
不都合も認められず、１億ドット以上の印字を完全に達
成し、信頼性の点でも何らの不都合も認められなかっ
た。
を計算して発熱温度を推定すると、最低発熱温度は各ブ
ロックの中心付近であり、最も低いところは６１Ｈに属
するｎ＝１５８１付近のヒータであること、また最高発
熱温度は各ブロックの先頭ヒータで、特に６１Ａのｎ＝
１が最も高くなることが分かる。ｎ＝１５８１の発熱温
度が３００℃となるように印加電力（×パルス巾）を投
入すると、同一条件の印加電力でｎ＝１のヒータは３２
０℃となる。即ち、１６８０個の全てのヒータは３００
〜３２０℃の範囲内で動作させることが可能である。実
際のヘッドでは製造に伴うバラツキがこの程度の温度差
を発生させることもあり、現実には３２０℃±２０℃程
度の範囲で稼働することになる。このようにして試作し
たラインヘッドで印字させたところ、印字品質に何らの
不都合も認められず、１億ドット以上の印字を完全に達
成し、信頼性の点でも何らの不都合も認められなかっ
た。
【００２６】尚、ブロック毎に低減させる抵抗値は、各
ブロックの先頭ヒータが同一発熱温度になるように決定
すれば良く、また、ヒータの形状がインクの吐出とかノ
ズルの配列密度に影響を与えない範囲にとどめられるよ
うに共通配線導体の抵抗値を決定すれば良い。
ブロックの先頭ヒータが同一発熱温度になるように決定
すれば良く、また、ヒータの形状がインクの吐出とかノ
ズルの配列密度に影響を与えない範囲にとどめられるよ
うに共通配線導体の抵抗値を決定すれば良い。
【００２７】上記の実施例ではヒータの最大変形量が各
約７％であり、またこれを達成させるためにＡｌ配線巾
を４００μｍとしたのもこの理由である。もし、Ａｌ配
線巾を２００μｍと更に狭くすると、Ｒ（６１Ｈ）＝１
３３Ωとする必要があり、これを実現するにはＲ（６１
Ａ）＝２００Ωのヒータを２０％短くし、巾を２０％広
くすることが必要である。これは特にノズルの配列密度
を低下させることにもなり、望ましくない。
約７％であり、またこれを達成させるためにＡｌ配線巾
を４００μｍとしたのもこの理由である。もし、Ａｌ配
線巾を２００μｍと更に狭くすると、Ｒ（６１Ｈ）＝１
３３Ωとする必要があり、これを実現するにはＲ（６１
Ａ）＝２００Ωのヒータを２０％短くし、巾を２０％広
くすることが必要である。これは特にノズルの配列密度
を低下させることにもなり、望ましくない。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、ラインヘッドの様な非
常に長いヘッドにおいても、全ての発熱抵抗体の発熱温
度をほぼ均一にしたインク噴射記録ヘッドを提供するこ
とができる。
常に長いヘッドにおいても、全ての発熱抵抗体の発熱温
度をほぼ均一にしたインク噴射記録ヘッドを提供するこ
とができる。
【図１】本発明が適用されるインクジェットプリンタの
要部縦断面図である。
要部縦断面図である。
【図２】図１のインク噴射記録ヘッドのノズル列の断面
図である。
図である。
【図３】本発明の一実施例になるインク噴射記録ヘッド
を示すもので、図２のＡ−Ａ’断面に相当する図であ
る。
を示すもので、図２のＡ−Ａ’断面に相当する図であ
る。
【図４】図３の実施例のインク噴射記録ヘッドにおける
ドライブ回路を示す図である。
ドライブ回路を示す図である。
【図５】従来例におけるドライブ回路の構成を示す図で
ある。
ある。
５１…シリコン基板、５２…薄膜発熱抵抗体、５４…共
通薄膜配線導体、５６…ドライバデバイス、６０…個別
インク通路、６１…共通インク通路、７０…迂回共通配
線（Ａｌ）
通薄膜配線導体、５６…ドライバデバイス、６０…個別
インク通路、６１…共通インク通路、７０…迂回共通配
線（Ａｌ）
Claims (4)
- 【請求項１】シリコン基板の第１面上に形成された薄膜
抵抗体と薄膜導体からなる複数個の発熱抵抗体と、該発
熱抵抗体を駆動するべく同一シリコン基板上に形成され
たドライバ回路と、前記複数個の発熱抵抗体に順次パル
ス通電することによって該発熱抵抗体と垂直又はほぼ垂
直方向にインク滴を吐出する複数個の吐出口と、該複数
個の吐出口のそれぞれに対応して該シリコン基板上に設
けられた複数個の個別インク通路と、該個別インク通路
の全てが連通するべく前記シリコン基板上に設けられた
共通インク通路と、該共通インク通路の全長にわたって
導通されるよう前記シリコン基板に設けられた共通イン
ク溝とからなり、前記シリコン基板の前記第１面上に配
設された隔壁層に前記個別インク通路及び前記共通イン
ク通路が形成され、該隔壁層上のオリフィスプレートに
前記複数個の吐出口が形成されたインク噴射記録ヘッド
において、 前記共通インク溝が複数の分割インク溝によって構成さ
れ、前記各分割インク溝の外側に低抵抗の迂回共通配線
を、前記各分割インク溝の内側に共通配線をそれぞれ設
け、前記迂回共通配線と前記共通配線とを、前記共通イ
ンク溝の各分割部において前記共通配線で接続したこと
を特徴とするインク噴射記録ヘッド。 - 【請求項２】シリコン基板の第１面上に形成された薄膜
抵抗体と薄膜導体からなる複数個の発熱抵抗体と、該発
熱抵抗体を駆動するべく同一シリコン基板上に形成され
たドライバ回路と、前記複数個の発熱抵抗体に順次パル
ス通電することによって該発熱抵抗体と垂直又はほぼ垂
直方向にインク滴を吐出する複数個の吐出口と、該複数
個の吐出口のそれぞれに対応して該シリコン基板上に設
けられた複数個の個別インク通路と、該個別インク通路
の全てが連通するべく前記シリコン基板上に設けられた
共通インク通路と、該共通インク通路の全長にわたって
導通されるよう前記シリコン基板に設けられた共通イン
ク溝とからなり、前記シリコン基板の前記第１面上に配
設された隔壁層に前記個別インク通路及び前記共通イン
ク通路が形成され、該隔壁層上のオリフィスプレートに
前記複数個の吐出口が形成されたインク噴射記録ヘッド
において、 前記共通インク溝の内側に共通配線を設け、前記ドライ
バ回路の外側を配線領域として低抵抗の迂回共通配線を
設け、該迂回共通配線の一端を前記共通配線に接続した
ことを特徴とするインク噴射記録ヘッド。 - 【請求項３】シリコン基板の第１面上に形成された薄膜
抵抗体と薄膜導体からなる複数個の発熱抵抗体と、該発
熱抵抗体を駆動するべく同一シリコン基板上に形成され
たドライバ回路と、前記複数個の発熱抵抗体に順次パル
ス通電することによって該発熱抵抗体と垂直又はほぼ垂
直方向にインク滴を吐出する複数個の吐出口と、該複数
個の吐出口のそれぞれに対応して該シリコン基板上に設
けられた複数個の個別インク通路と、該個別インク通路
の全てが連通するべく前記シリコン基板上に設けられた
共通インク通路と、該共通インク通路の全長にわたって
導通されるよう前記シリコン基板に設けられた共通イン
ク溝とからなり、前記シリコン基板の前記第１面上に配
設された隔壁層に前記個別インク通路及び前記共通イン
ク通路が形成され、該隔壁層上のオリフィスプレートに
前記複数個の吐出口が形成されたインク噴射記録ヘッド
において、 前記共通インク溝の内側に共通配線を設け、前記共通イ
ンク溝の外側を配線領域として低抵抗の迂回共通配線を
設け、該迂回共通配線の一端を前記共通配線に接続した
ことを特徴とするインク噴射記録ヘッド。 - 【請求項４】請求項１記載のインク噴射記録ヘッドにお
いて、前記各分割インク溝に属する複数個の発熱抵抗体
の抵抗値が、該各分割インク溝単位で調整され、全ての
発熱抵抗体がほぼ同一発熱温度となるように選定された
値であることを特徴とするインク噴射記録ヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23824695A JP3573539B2 (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | インク噴射記録ヘッド |
| US08/715,609 US5821960A (en) | 1995-09-18 | 1996-09-18 | Ink jet recording head having first and second connection lines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23824695A JP3573539B2 (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | インク噴射記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0976498A true JPH0976498A (ja) | 1997-03-25 |
| JP3573539B2 JP3573539B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=17027325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23824695A Expired - Fee Related JP3573539B2 (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | インク噴射記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3573539B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010179608A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Canon Inc | 液体吐出ヘッドおよびインクジェット記録装置 |
| JP2016034747A (ja) * | 2014-08-01 | 2016-03-17 | 株式会社リコー | 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 |
| JP2017121725A (ja) * | 2016-01-06 | 2017-07-13 | キヤノン株式会社 | 記録素子基板、液体吐出ヘッドおよび記録装置 |
| JP2021017016A (ja) * | 2019-07-22 | 2021-02-15 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07178910A (ja) * | 1993-12-22 | 1995-07-18 | Canon Inc | 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 |
-
1995
- 1995-09-18 JP JP23824695A patent/JP3573539B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07178910A (ja) * | 1993-12-22 | 1995-07-18 | Canon Inc | 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 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010179608A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Canon Inc | 液体吐出ヘッドおよびインクジェット記録装置 |
| US8523325B2 (en) | 2009-02-06 | 2013-09-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head and ink jet printing apparatus |
| US8721047B2 (en) | 2009-02-06 | 2014-05-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head and ink jet printing apparatus |
| JP2016034747A (ja) * | 2014-08-01 | 2016-03-17 | 株式会社リコー | 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 |
| JP2017121725A (ja) * | 2016-01-06 | 2017-07-13 | キヤノン株式会社 | 記録素子基板、液体吐出ヘッドおよび記録装置 |
| JP2021017016A (ja) * | 2019-07-22 | 2021-02-15 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3573539B2 (ja) | 2004-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6585352B1 (en) | Compact high-performance, high-density ink jet printhead | |
| JP3738041B2 (ja) | サーマル・インキ・ジェット・プリンタ・システム | |
| US6932453B2 (en) | Inkjet printhead assembly having very high drop rate generation | |
| JP3235849B2 (ja) | インク・ジェット・プリンタ | |
| AU2001288307A1 (en) | Compact high-performance, high-density ink jet printhead | |
| US5821960A (en) | Ink jet recording head having first and second connection lines | |
| US6234598B1 (en) | Shared multiple terminal ground returns for an inkjet printhead | |
| JP3176136B2 (ja) | 記録ヘッド用半導体チップを備えたインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 | |
| US6938993B2 (en) | Fluid injection head structure | |
| JP3387749B2 (ja) | 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置 | |
| JP3200098B2 (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 | |
| 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。 | |
| JP3573539B2 (ja) | インク噴射記録ヘッド | |
| JPH035151A (ja) | 液体噴射記録ヘッド | |
| US6231165B1 (en) | Inkjet recording head and inkjet apparatus provided with the same | |
| JP3335724B2 (ja) | 液体噴射記録方法 | |
| JPH06238901A (ja) | インク噴射記録装置 | |
| JPH06320735A (ja) | インクジェット記録装置および記録方法 | |
| JPH1076646A (ja) | インクジェット記録ヘッド及び該ヘッドを搭載するインクジェット装置 | |
| JPH0924612A (ja) | インクジェットヘッド | |
| JP2004009744A (ja) | インクジェットプリントヘッドおよび記録方法 | |
| JPH09207346A (ja) | 熱インクジェット記録ヘッドの製造方法 | |
| JPH1058716A (ja) | 記録液体噴出による記録装置および記録方法 | |
| JPS63247052A (ja) | インクジエツト記録ヘツド | |
| JP2025078165A (ja) | 記録素子基板および記録ヘッド |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20031224 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040223 |
|
| 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: 20040615 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040629 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080709 Year of fee payment: 4 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080709 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080709 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090709 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090709 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100709 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110709 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110709 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120709 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120709 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |