CN110154537B - 多层构造的元件基板、打印头和打印装置 - Google Patents

Abstract

本公开内容涉及多层构造的元件基板、打印头和打印装置。根据一个实施例，缩小元件基板的大小，并且使用该元件基板的打印头可以打印高质量图像。所述多层构造的元件基板包括多个打印元件以及被配置为输入用于驱动所述多个打印元件的数据信号和时钟信号的电路。并且，通过将所述多个打印元件布置成行而形成的打印元件阵列相对于构成元件基板的外形的边成对角线布置。打印元件阵列的一端的打印元件是对打印没有贡献的虚设元件。所述电路不仅被设在与虚设元件的位置相同的位置处，而且还被设在与虚设元件的层不同的层中。

Description

多层构造的元件基板、打印头和打印装置

技术领域

本发明涉及一种多层构造的元件基板、打印头和打印装置，具体地涉及例如一种采用包含多个多层构造的元件基板的打印头的打印装置，所述多个多层构造的元件基板包括根据喷墨法执行打印的多个打印元件。

背景技术

通过以下方式进行打印的热驱动方法是已知的：将电热换能器(加热器)布置在与排放喷墨打印头中的墨滴的每个孔口连通的部分中，并且通过供应电流对每个加热器进行加热来使墨滴通过墨膜沸腾被排放到打印介质上。在该布置中，打印装置将期望的信号发送到包括多个加热器的元件基板，并且通过操作对应的驱动电路将电流供应给每个加热器。

近年来，具有其中多个元件基板被布置在整个打印宽度上的布置的全线打印头已经变得普遍用于商业和工业用途。当全线打印头被使用时，高速打印是可能的，因为只有打印介质需要被传送。日本专利公开No.2010-012795公开了其中每个元件基板被布置为相对于相邻元件基板的连接部分之间的孔口阵列方向垂直偏移的布置。另外，还存在通过使每个元件基板中的孔口阵列垂直偏移而使得元件基板可以布置成行的布置。

另外，提出了不是使用全线打印头、而是使用具有如下布置的打印头的打印装置：在该布置中，两个或更多个元件基板被相邻布置以增大一个扫描打印操作中的打印长度。在这种情况下，即使将通过往复地扫描包括打印头的滑动托架来执行打印，因为打印头的打印宽度长，所以也可以使打印完成之前执行的滑动托架扫描操作的数量减少。

为了降低元件基板的生产成本，需要缩小元件基板的大小。具体地说，在其中多个元件基板如上所述那样连接和布置在单个阵列中的布置中，还由于以下原因，需要缩小元件基板的大小。

图12A和12B是示出其中两个平行四边形形状的基板元件已经被相邻布置的打印头的布置的视图。在图12A中，假定向下的方向是x方向正侧，向上的方向是x方向负侧。此外，向右的方向是y方向正侧，向左的方向是y方向负侧。假定打印介质从x方向负侧传送到x方向正侧。

由多个加热器101形成的多个加热器阵列(在这种情况下，五个加热器阵列)在每个元件基板100中彼此平行地布置。另外，虚设加热器201被布置在每个加热器阵列的相应的端部处。因此，每个加热器阵列的端部处的加热器101a与相邻元件基板的对应加热器阵列的端部处的加热器101b形成连接部分。

图12B示出了图12A中的右侧的元件基板的连接部分的详细的布局布置。如图12B所示，与每个加热器101相对应的MOS晶体管103和选择电路104按与加热器101相同的间距布置在y方向上。每个供应端口105将墨供应给对应的加热器101，墨从对应的孔口(未示出)排放。具有如加热器101那样形状的并且对打印没有贡献的虚设加热器201在y方向上按相同的间距布置在加热器阵列的端部处。控制加热器阵列中的电路操作的电路302被布置在虚设加热器201的x方向正侧(加热器阵列的端部处)。

然而，上述相关技术具有以下问题。

因为每个元件基板100的连接部分具有相对于x方向成一角度的形状，所以如果将被布置在每个加热器阵列的端部处的电路302大，则元件基板的大小将由于元件基板的外形的约束而增大，因此相邻元件基板的连接部分之间的长度将增大。如果连接部分之间的长度长，则它可以在连接部分中在打印介质的传送方向上在上游侧的孔口和下游侧的孔口之间造成由于打印介质的传送而产生的气流强度的差异，并且打印质量将由于墨着陆位置的偏移而降低。

因此，因为当打印介质的传送速度增大到使打印速度增大时，该差异变得更明显，所以布置在形成在元件基板之间的连接部分处的加热器需要被布置为尽可能地靠近彼此。

发明内容

因此，本发明是作为对于常规技术的上述缺点的响应而设想的。

例如，根据本发明的多层构造的元件基板能够缩小其大小。另外，根据本发明的打印头和打印装置即使在多个元件基板被布置在一个阵列中的情况下，也能够执行高质量打印。

根据本发明的一个方面，提供了一种多层构造的元件基板，该基板包括：元件阵列，在所述元件阵列中，布置有多个打印元件，并且包括对打印没有贡献的虚设元件；以及第一电路，所述第一电路与驱动形成元件阵列的所述多个打印元件相关，其中，虚设元件和第一电路被布置在元件基板的平面图中虚设元件和第一电路至少部分彼此重叠的位置处。

根据本发明的另一方面，提供了一种打印头，该打印头包括多个多层构造的元件基板，每个元件基板包括：元件阵列，在所述元件阵列中，布置有多个打印元件，并且包括对打印没有贡献的虚设元件；以及第一电路，所述第一电路与驱动形成元件阵列的所述多个打印元件相关，其中，虚设元件和第一电路被布置在元件基板的平面图中虚设元件和第一电路至少部分彼此重叠的位置处，并且所述多个元件基板沿着元件阵列的方向布置，并且被配置为通过驱动打印元件来排放墨。

根据本发明的又一方面，提供了一种通过将墨从打印头排放到打印介质来打印图像的打印装置，其中，打印头包括多个多层构造的元件基板，每个元件基板包括：元件阵列，在所述元件阵列中，布置有多个打印元件，并且包括对打印没有贡献的虚设元件；以及第一电路，所述第一电路与驱动形成元件阵列的所述多个打印元件相关，其中，虚设元件和第一电路被布置在元件基板的平面图中虚设元件和第一电路至少部分彼此重叠的位置处，并且所述多个元件基板沿着元件阵列的方向布置，并且被配置为通过驱动打印元件来排放墨。

根据本发明的又一方面，提供了一种多层构造的元件基板，该基板包括：元件阵列，在所述元件阵列中，布置有多个打印元件，并且包括对打印没有贡献的虚设元件；以及多个电路，所述多个电路分别被配置为驱动所述多个打印元件和虚设元件，其中，在所述多个电路之中，被配置为驱动虚设元件的电路的面积小于被配置为驱动打印元件的电路的面积。

根据本发明的又一方面，提供了一种打印头，该打印头包括多个多层构造的元件基板，每个元件基板包括：元件阵列，在所述元件阵列中，布置有多个打印元件，并且包括对打印没有贡献的虚设元件；以及多个电路，所述多个电路分别被配置为驱动所述多个打印元件和虚设元件，其中，在所述多个电路之中，被配置为驱动虚设元件的电路的面积小于被配置为驱动打印元件的电路的面积，并且所述多个元件基板沿着元件阵列的方向布置，并且被配置为通过驱动所述多个打印元件来排放墨。

根据本发明的又一方面，提供了一种打印装置，该打印装置用于通过将墨从打印头排放到打印介质来打印图像，其中，打印头包括多个多层构造的元件基板，每个元件基板包括：元件阵列，在所述元件阵列中，布置有多个打印元件，并且包括对打印没有贡献的虚设元件；以及多个电路，所述多个电路分别被配置为驱动所述多个打印元件和虚设元件，其中，在所述多个电路之中，被配置为驱动虚设元件的电路的面积小于被配置为驱动打印元件的电路的面积，并且所述多个元件基板沿着元件阵列的方向布置，并且被配置为通过驱动所述多个打印元件来排放墨。

因为可以使元件基板的大小缩小，所以本发明是特别有利的。另外，本发明具有缩小布置在形成相邻打印元件的连接部分的相应元件基板的端部处的打印元件之间的长度的效果。这可以对改进将由打印头打印的图像的图像质量做出贡献。

从以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得清楚。

附图说明

图1是用于说明根据本发明的示例性实施例的包括全线打印头的打印装置的结构的透视图；

图2是示出图1所示的打印装置的控制布置的框图；

图3是示出加热器及其驱动电路的布置的视图；

图4A、4B和4C是示出根据第一实施例的元件基板的布局布置的视图。

图5是示出根据第一实施例的修改例1的元件基板的布局布置的视图；

图6是根据第一实施例的修改例2的元件基板的布局布置；

图7A、7B和7C是示出具有其他形状的元件基板的例子的视图；

图8A、8B和8C是示出根据第二实施例的元件基板的布局布置的视图；

图9是示出根据第二实施例的修改例1的元件基板的布局布置的视图；

图10是示出根据第二实施例的修改例2的元件基板的布局布置的视图；

图11是示出根据实施例的打印头中的元件基板的布置的例子的视图；以及

图12A和12B是示出根据相关技术的打印头的比较例子的视图。

具体实施方式

现在将根据附图来详细描述本发明的示例性实施例。

在本说明书中，术语“打印”不仅包括重要信息(诸如字符和图表)的形成，而且还广义地包括图像、图形、图案等在打印介质上的形成、或介质的处理，不管它们是重要的、还是不重要的，不管它们是否被如此可视化以致可被人类视觉地感知。

此外，术语“打印介质(或片材)”不仅包括常见的打印机装置中使用的纸张，而且还广义地包括能够接受墨的材料，诸如布料、塑料膜、金属片、玻璃、陶瓷、木材和皮革。

此外，术语“墨”(以下也被称为“液体”)应被广义地解释以类似于上述“打印”的定义。也就是说，“墨”包括当被涂覆到打印介质上时可以形成图像、图形、图案等的液体，可以对打印介质进行处理的液体，以及可以对墨进行处理的液体。墨的处理包括例如使涂覆到打印介质的墨中包含的着色剂固化或不溶解。

此外，“打印元件(或喷嘴)”一般意指墨孔口或与它连通的液体通道、以及用于产生用于排放墨的能量的元件，除非另有规定。

下面使用的用于打印头的元件基板(头部基板)不仅意指由硅半导体制成的基底，而且还意指其中布置元件、配线等的布置。

此外，“在基板上”不仅意指“在元件基板上”，而且甚至还意指“元件基板的表面”和“元件基板的内部、表面附近”。在本发明中，“内置”不仅意指将相应的元件在基底表面上布置为分离的构件，而且还意指通过半导体电路制造工艺等在元件基板上整体地形成和制造相应的元件。

<包括全线打印头的打印装置(图1)>

图1是用于说明打印装置1的结构的透视图，打印装置1包括全线喷墨打印头(以下将被称为打印头)11K、11C、11M和11Y以及用于确保持续稳定的墨排放的回收单元。

在打印装置1中，打印片材15从进给器单元17供应到这些打印头的相应的打印位置，并且被打印装置的壳体18中包括的传送单元16传送。

为了将图像打印到打印片材15上，打印片材15被传送，当打印片材15的参考位置已经到达排放黑色(K)墨的打印头11K下面的位置时，黑色墨被从打印头11K排放。以相同的方式，当打印片材15分别到达排放青色(C)墨的打印头11C、排放品红(M)墨的打印头11M和排放黄色(Y)墨的打印头11Y的参考位置时，对应颜色的墨被排放，从而形成彩色图像。其上已经以这种方式打印图像的打印片材15被排放到堆叠托盘20并且被堆叠。

打印装置1进一步包括传送单元16和用于每种墨的可更换墨盒(未示出)，可更换墨盒将墨供应给打印头11K、11C、11M和11Y中的每个。另外，打印装置进一步包括泵单元(未示出)和控制基板(未示出)等，泵单元用于将墨供应给打印头11K、11C、11M和11Y中的每个，并且对打印头11K、11C、11M和11Y中的每个执行回收操作，控制基板用于控制整个打印装置1。前门19是可以被打开和关闭以更换每个墨盒的门。

根据本实施例的打印头11采用通过使用热能排放墨的喷墨法。因此，打印头包括电热换能器(加热器)。电热换能器与每个孔口相对应地布置，当脉冲电压响应于打印信号被施加于对应的电热换能器时，墨从孔口被排放。注意，打印装置不限于使用如上所述的具有与打印介质的宽度相对应的打印宽度的全线打印头的打印装置。本发明适用于例如所谓的串联式打印装置，串联式打印装置在盒上包括具有布置在打印介质的传送方向上的孔口的打印头，并且通过在往复地扫描该盒的同时将墨排放到打印介质上来执行打印。

<控制布置的描述(图2)>

接着将描述用于在参照图1描述的打印装置上执行打印控制的控制布置。

图2是示出打印装置的控制电路的布置的框图。在图2中，标号1700表示用于输入打印数据的接口，标号1701表示MPU，标号1702表示存储将被MPU 1701执行的控制程序的ROM，标号1703表示用于存储诸如打印数据、将被供应给打印头的打印信号的数据等的数据的DRAM。门阵列(G.A.)1704控制对于打印头的打印信号的供应，并且还控制接口1700、MPU1701和DRAM 1703之间的数据传送。控制器600包括MPU 1701、ROM 1702、DRAM 1703和门阵列1704。标号1710表示用于传送打印头11(11K、11C、11M和11Y)的盒马达，标号1709表示用于传送打印片材的传送马达。标号1705表示用于驱动每个打印头的头部驱动器，标号1706表示用于驱动传送马达1709的马达驱动器。

将描述前述控制布置的操作。当打印数据被输入到接口1700时，打印数据在门阵列1704和MPU 1701之间被转换为用于打印的打印信号。打印是通过与马达驱动器1706的驱动一起、根据发送到头部驱动器1705的打印数据驱动每个打印头来执行的。此外，从每个打印头获得的传送误差(稍后将描述)信息经由头部驱动器1705被反馈给MPU1701，所述信息被反映在打印控制上。

图3是示出形成打印元件的加热器及其驱动电路的电路布置的视图。

如图3所示，加热器101经由配线102连接到MOS晶体管103，MOS晶体管103切换加热器101的驱动。选择电路104连接到MOS晶体管103，选择电路104输出控制MOS晶体管103的开/关的选择信号。结果，电流流到期望的加热器101上，墨通过该能量被排放到打印介质。选择电路104包括用于输出选择信号的电路(例如，移位寄存器电路和锁存电路)、用于传送信号的配线、用于供应电力的配线等。用于供应将输入到MOS晶体管103的电压的电压互感器也可以包括在内。MOS晶体管和选择电路的这个组合将被称为驱动电路。

打印头11K、11C、11M和11Y中的每个包括元件基板，元件基板包括多个加热器和它们的驱动电路，每个驱动电路以图3所示的方式布置。多个这些元件基板被布置为增大打印宽度，从而形成其打印宽度对应于打印介质的宽度的全线打印头。

图11是示出根据本发明的示例性例子的打印头的布置的例子的视图。根据该实施例的全线打印头采用其中多个平行四边形形状的元件基板100在加热器阵列方向上布置成单个行的布置。

在打印头11中，信号被传送，电力从打印装置1被供应给连接器35，信号和电力经由对应的头部配线34连接到元件基板100的每个焊盘33。包括四个元件基板100的打印头11在这里将作为例证。在每个元件基板100上，加热器101跨多个阵列(在这种情况下，四个阵列)布置。在每个元件基板100中，在形成元件基板100的外形的边之中，位于相邻元件基板100附近的每个边在与加热器阵列方向相交的方向上延伸。在图11中，假定向下的方向是x方向正侧，向上的方向是x方向负侧。此外，向右的方向是y方向正侧，向左的方向是y方向负侧。假定打印介质从x方向正侧传送到x方向负侧。

图11所示的布置使得相邻元件基板110的连接部分中的加热器之间的长度可以比其中以交错的方式布置多个元件基板的布置缩得更短。另外，图11的布置可以使整个打印头大小缩小，因为该布置在x方向上的大小可以通过将元件基板布置成单个行而缩小。此外，在图11的布置中，墨着陆位置偏移可以减小，因为即使打印介质被相对于打印头11歪斜地传送，相邻元件基板100的连接部分中的加热器之间的长度也可以缩小。

通过使元件基板的连接部分具有成角的形状并且以上述方式将元件基板布置成直线，相邻元件基板的连接部分的加热器之间的长度可以短于元件基板以交错的方式布置的情况的那些加热器之间的长度。

接着将描述与安装在具有上述布置的打印装置中包括的打印头上的元件基板相关的几个实施例。

[第一实施例]

图4A至4C是示出根据第一实施例的元件基板的布局布置的视图。注意，在图4A至4C中，相同的标号表示与图3以及图12A和12B中已经描述的那些组件相同的组件，它们的描述将被省略。

如图4A所示，具有与每个加热器101相同的形状、但是对打印没有贡献的虚设加热器201在y方向上按相同的间距布置在每个加热器阵列(打印元件阵列)的端部处。每个虚设加热器201不连接到驱动电路，并且没有作为电路的功能。虚设加热器被布置为减小形状变化，因为它可以防止布置在端部处的加热器的形状由于通过使用半导体制造工艺形成元件基板时的密度分布而变化。

与每个加热器相对应地布置的喷嘴可以被布置在虚设加热器上以改进它的形状的稳定性。因为对于虚设加热器201无需布置供应端口105和MOS晶体管103，所以调整从x方向正侧传送的时钟信号CLK和数据信号DATA(数据)的定时的定时调整电路301被布置在虚设加热器201的正下方。注意，“虚设加热器201的正下方”指示电路被布置在虚设加热器201和定时调整电路301在元件基板100的平面图中彼此部分重叠的位置处的状态。注意，为了减小元件基板的面积，优选的是，在如图4A所示的元件基板的平面图中将虚设加热器201布置在定时调整电路301的区域内。

其相位已经通过定时调整电路301调整的时钟信号CLK和数据信号DATA被输出到x方向负侧，并且被发送到每个相邻加热器阵列的定时调整电路。时钟信号CLK和数据信号DATA也被输入到每个选择电路104。每个选择电路104由传送数据信号DATA的移位寄存器电路和锁存电路形成，并且将驱动数据传送到对应加热器的MOS晶体管。从元件基板100的每个焊盘输入的时钟信号CLK和数据信号DATA在元件基板100中被内部处理，并且被传送到每个加热器阵列。然而，因为如果传送长度长，则在时钟信号CLK和数据信号DATA之间将产生相位差，所以在该实施例中，定时调整电路301被布置在中间。

因为定时调整电路301调整时钟信号CLK和数据信号DATA的定时，并且将调整的时钟信号CLK和调整的数据信号DATA传送到每个加热器阵列的选择电路104，所以定时调整电路301被布置在每个加热器阵列的端部处。在该实施例中，具体地说，通过将定时调整电路301布置在虚设加热器的正下方，将被发送到对应加热器阵列的时钟信号CLK和数据信号DATA的定时调整在阵列的端部处执行。另外，通过将定时调整电路301布置在每个加热器阵列的端部处的虚设加热器的正下方，每个定时调整电路301连接到布置在元件基板100的端部处的时钟信号线和数据信号线。这些定时调整电路301经由这些信号线连接到控制电路(未示出)。

注意，将被布置在虚设加热器201的正下方的电路不限于定时调整电路301，并且可以布置解码器等。

包括解码器的布置将被描述为将被布置在每个虚设加热器201下面的电路的另一个例子。因为如果对每个加热器布置选择电路104的移位寄存器电路和锁存电路，则电路面积将增大，所以采用其中加热器阵列的多个加热器被划分为时分驱动组的布置。在该种类的布置中，期望的加热器是通过获得用于每组的驱动数据和用于每个时分驱动操作的驱动数据的与(AND)而选择的。在这种情况下，解码器扩展用于时分驱动操作的数据信号DATA，并且发送用于仅选择选定组的加热器的数据信号DATA。因为该解码器布置在移位寄存器电路的第一级或最后一级处，所以它将被布置在加热器阵列的端部处。

以这种方式，因为用于整体地处理一个加热器阵列的操作的电路需要被布置在该加热器阵列的端部处，所以可以通过将该电路布置在加热器阵列的端部处布置的虚设加热器的正下方来缩小布置面积。注意，该电路无需是对一个加热器阵列中包括的所有加热器的操作进行处理的电路，并且作为用于对一个加热器阵列中包括的多个加热器的操作进行处理的电路就足够了。

如从以上描述显而易见的，元件基板100具有多层结构。这里将描述其中两个配线层和用于布置形成在这两个配线层上的加热器的层的布置。

图4B是示出加热器101的x方向截面的视图。

如图4B所示，元件基板100具有多层结构，在该多层结构中，绝缘层108布置在基底109上，两个配线层106和107布置在绝缘层108的上方，加热器101布置在配线层的上方。

加热器101的x方向负侧经由通孔110a和配线层107连接到驱动电源，加热器101的x方向正侧经由通孔110b、配线层107、通孔11c和配线102连接到MOS晶体管103。配线层106、配线层107和连接这些层的通孔110d布置在加热器101的正下方以改进驱动操作时的散热性。布置在加热器101正下方的用于散热的配线层106和107均具有比较大的表面积，并且不连接到加热器101。

图4C是示出虚设加热器201的x方向截面的视图。因为虚设加热器201不用于驱动操作，所以无需布置用于散热的配线层和通孔，并且可以布置任何期望的电路和配线。

在图4C所示的虚设加热器的正下方，MOS晶体管形成在绝缘层108上，定时调整电路301通过使用配线层106和配线层107被布置。

通过采用这样的元件基板结构，即使虚设加热器201被布置，元件基板的大小也可以缩小，同时通过将集成电路布置在虚设加热器的正下方，避免了该电路干扰元件基板100的外形的状态。另外，相邻元件基板的连接部分之间的长度可以缩小，因为可以使加热器阵列的端部处的对打印做出贡献的加热器101更靠近元件基板100的外围。结果，即使当打印介质被相对于加热器阵列歪斜地传送时，也可以减小由于由打印时打印介质的传送引起的气流而导致的墨滴着陆位置偏移量并抑制墨着陆位置偏移。

<修改例1>

图5是示出根据第一实施例的修改例1的元件基板的布局布置的视图。

如通过比较图5和图4A显而易见的，在该例子中，MOS晶体管103布置在每个加热器101的正下方。因为MOS晶体管无需以与图4A的布置相同的方式布置在虚设加热器201的正下方，所以可以通过将定时调整电路301布置在虚设加热器的下方来缩小基板元件的大小。

<修改例2>

图6是示出根据第一实施例的修改例2的元件基板的布局布置的视图。

如通过比较图6和图4A显而易见的，在该例子中，两个供应端口105被布置在x方向上、每个加热器101的两侧以便夹住加热器101。配线102通过绕开布置在x方向正侧的供应端口105来将加热器101连接到对应的MOS晶体管103。在定时调整电路的电路规模大的情况下，定时调整电路301的沿着元件基板的外形的一边的一部分被形成为具有如图6所示的根据相对于该边和加热器阵列方向的角度(倾斜)的阶梯式形状。结果，元件基板的大小可以以与图4A至5所示的布置相同的方式缩小。注意，它可以被布置为使得用于墨流动的两个开口中的一个被设置为供应端口105，另一个被设置为用于收集墨的收集端口。也就是说，它可以被布置为使得墨将通过使从供应端口供应的墨通过其中布置加热器101的压缩室并且通过收集端口收集墨而循环。

这里将描述元件基板的形状的其他例子。

尽管对于图4A所示的元件基板采取了如图12A所示的平行四边形形状，但是元件基板的形状可以是梯形或矩形。

图7A至7C是示出元件基板的其他形状的例子的视图。

图7A示出了如下例子：在该例子中，每个元件基板的形状是梯形，并且连接部分是通过在反转元件基板的x方向方位的同时将元件基板布置在y方向上而形成的。注意，x方向和y方向相互垂直。加热器阵列的端部的布置与图4A至6所示的相同，并且可以获得相同的效果。

在图7B中，元件基板的形状是矩形，由多个加热器101形成的每个加热器阵列相对于元件基板100的长边(y方向)倾斜布置。加热器101的间距的密度可以根据通过将每个加热器阵列相对于y方向倾斜布置而形成的角度增大。

图7C是元件基板100的端部的布局布置的放大图。如图7B所示，元件基板100的短边平行于x方向，加热器阵列和电路倾斜布置。在这种情况下，通过将电路布置在元件基板的端部处的每个虚设加热器201的下方的层中，也可以获得与图4A至4C所示的效果相同的效果。

如上所述，元件基板的形状和加热器阵列的方向可以按各种方式组合以形成布置。

因此，根据上述实施例，可以通过将逻辑电路(诸如定时调整电路)布置在每个加热器阵列的端部处的虚设加热器的正下方来使元件基板的大小缩小。另外，可以缩小相邻元件基板之间的连接部分的长度，减小由于由打印操作期间打印介质的传送引起的气流而导致的墨着陆位置偏移量，并且即使当打印介质被相对于加热器阵列歪斜地传送时，也可以抑制墨着陆位置偏移。结果，可以实现高质量图像打印。

注意，尽管上述实施例已经描述了一个虚设加热器布置在每个加热器阵列的端部的例子，但是本发明不限于此。可以布置多个虚设加热器。

另外，布置在虚设加热器正下方的电路无需只是定时调整电路或解码器。例如，存在如下布置：在该布置中，使用用于检测与加热器阵列的每个加热器相对应的温度信息的检测元件，并且对每个加热器阵列布置通过布置检测元件而形成的检测元件阵列。可以基于检测元件的检测结果来识别孔口的排放故障，并且将该信息反映给互补图像打印操作或头部回收作业。检测元件因此是与加热器的驱动控制间接相关的电路。在该检测元件电路中，将被布置在虚设加热器的正下方的电路可以是参考电压源、参考电流源等。也就是说，将被布置在虚设加热器的正下方的电路不限于与驱动加热器阵列的加热器直接相关的电路，并且作为与加热器阵列的加热器的驱动控制相关的电路就足够了。另外，无需总是对所有的加热器阵列布置相同的电路，可以布置不同的电路。

此外，虚设加热器可以被布置在每个加热器阵列的两个端部处，用于驱动加热器阵列中包括的多个加热器的电路可以被布置在两个端部处的虚设加热器中的每个的正下方。在这种情况下，具有彼此不同功能的电路可以被布置在相应端部处的虚设加热器的正下方。例如，定时调整电路可以被布置在加热器阵列的一个端部处的虚设加热器的正下方，解码器可以被布置在加热器阵列的另一个端部处的虚设加热器的正下方。通过将不同的电路布置在端部处，可以确保相应电路所需的面积，并且可以进一步缩小元件基板的大小。

注意，可能存在可以在不对每一个加热器阵列布置定时调整电路的情况下执行处理的情况。在这样的情况下，定时调整电路可以被布置在一些加热器阵列中包括的虚设加热器中的每个的正下方，并且定时调整电路无需被布置在其余的加热器阵列中包括的虚设加热器中的每个的正下方。

另外，尽管已经描述了虚设加热器被布置在加热器阵列的端部处的布置，但是虚设加热器的位置不限于加热器阵列的端部，并且虚设加热器可以被布置在加热器阵列的中间。在该布置中，同样地，可以通过将用于驱动加热器阵列中包括的多个打印元件的电路布置在虚设加热器的正下方来缩小元件基板的面积。

[第二实施例]

图8A至8C是均示出根据第二实施例的元件基板的布局布置的视图。注意，在图8A至8C中，相同的标号表示与图3、图4A至4C以及图12A和12B中已经描述的那些组件相同的组件，它们的描述将被省略。

在该实施例中，为了在初步排放操作中使用每个虚设加热器201，以与加热器101相同的方式与虚设加热器201相对应地包括供应端口205、MOS晶体管203和选择电路204。每个虚设加热器201通过配线202连接到对应的MOS晶体管203。选择电路204发送控制MOS晶体管203的开/关的虚设加热器选择信号。结果，电流流到虚设加热器201，墨通过该能量被排放。

因为虚设加热器201不用于对打印介质执行打印，所以与加热器101相比，无需严格地控制其排放特性。因此，与虚设加热器201相对应的MOS晶体管203可以具有比与加热器101相对应的MOS晶体管103低的驱动能力。也就是说，变得可以通过缩小MOS晶体管203的栅极宽度来缩小x方向负侧的电路大小。选择电路204的位置可以与该缩小相对应地偏移到x方向负侧。将用于选择电路204的时钟信号CLK和数据信号DATA如图8A所示那样从选择电路104发送。

可以通过使用上述布置缩小与虚设加热器201相对应的MOS晶体管203的大小来缩小元件基板的大小。另外，可以缩小相邻元件基板的连接部分之间的长度，因为可以使每个加热器阵列的端部处的对打印做出贡献的加热器101更靠近元件基板100的外围。结果，可以减小由于由打印操作期间打印介质的传送引起的气流而导致的墨着陆位置偏移量，并且即使在打印介质被相对于加热器阵列歪斜地传送的情况下，也可以抑制墨着陆位置偏移。

此外，如图8B所示，通过减少MOS晶体管203的栅极的数量来使MOS晶体管的栅极长度缩小，y方向上的缩小也是可能的。选择电路204可以与MOS晶体管203一起缩小，或者其对元件基板的大小的影响可以通过使选择电路具有如图8B所示的根据元件基板的外角的阶梯式形状来消除。

另外，如图8C所示，来自y方向上的缩小的效果和来自减小x方向上的缩小的效果将根据由元件基板的外形的边211和在加热器阵列方向上从加热器的中心延伸的线210的交点形成的锐角侧的角度(元件基板角度)θ而不同。

首先，在晶体管在x方向上缩小长度a的情况下，MOS晶体管203a的电路形状从外形的相对于y方向倾斜的边211到电路端部增大长度b。相对照地，在晶体管在y方向上缩小长度a的情况下，MOS晶体管203b的电路形状从外形的相对于y方向倾斜的边211到电路端部增大长度c。如从图8C显而易见的，b＝sinθ/a，c＝cosθ/a。

因此，在元件基板角度θ等于或大于45°(θ≥45)的情况下，可以通过与y方向上相比更多地执行x方向上的缩小来获得更大的大小缩小的效果，因为元件基板大小可以被缩小得更多。另一方面，在元件基板角度小于45°(θ<45)的情况下，可以通过与x方向上相比更多地执行y方向上的缩小来获得更大的大小缩小的效果，因为元件基板大小可以被缩小得更多。

<修改例1>

图9是示出根据第二实施例的修改例1的元件基板的布局的视图。

如通过比较图9与图8A和8B显而易见的，MOS晶体管103被布置在每个加热器101的正下方。如图9所示，与虚设加热器201相对应的MOS晶体管203被布置在虚设加热器201的正下方，MOS晶体管203的电路大小在x方向负侧缩小。结果，获得与图8A和8B中的大小缩小效果相同的大小缩小效果。

<修改例2>

图10是示出根据第二实施例的修改例2的元件基板的布局布置的视图。

如通过比较图10与图8A和8B显而易见的，在该例子中，供应端口105被布置在x方向上每个加热器的两侧。以相同的方式，在该例子中，供应端口205分别被布置在x方向上虚设加热器201的两侧。如图10所示，可以通过以与图8A和8B所示的例子相同的方式缩小与虚设加热器201相对应的MOS晶体管203在x方向负侧的电路大小来缩小元件基板的大小。

因此，根据上述实施例，可以通过在x方向或y方向上缩小与虚设加热器相对应的MOS晶体管来缩小元件基板的大小。另外，可以缩小相邻元件基板的连接部分之间的长度，缩小由于由打印操作期间打印介质的传送引起的气流而导致的墨着陆位置偏移量，并且即使当打印介质被相对于加热器阵列歪斜地传送时，也抑制墨着陆位置偏移。结果，可以以与第一实施例相同的方式实现高质量图像打印。

虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是要理解本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围要被给予最宽泛的解释以便包含所有的这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (19)

1.一种多层构造的元件基板，其特征在于，包括：

基底；

设置在基底上的绝缘层；

元件阵列，在所述元件阵列中，多个打印元件和虚设元件被布置在所述绝缘层上，所述虚设元件对打印没有贡献；以及

第一电路，所述第一电路设置在基底上并与驱动形成所述元件阵列的所述多个打印元件相关，

其中，所述虚设元件和第一电路被布置在所述元件基板的平面图中所述虚设元件和第一电路至少部分彼此重叠的位置处。

2.根据权利要求1所述的元件基板，其中，所述虚设元件被布置在所述元件阵列的端部处。

3.根据权利要求1所述的元件基板，进一步包括多个第二电路，所述多个第二电路分别被配置为驱动所述多个打印元件，

其中，所述第一电路供应将被所述多个第二电路用来驱动所述多个打印元件的数据信号和时钟信号。

4.根据权利要求3所述的元件基板，其中，所述多个第二电路中的每个包括MOS晶体管和被配置为选择所述MOS晶体管的选择电路。

5.根据权利要求4所述的元件基板，其中，所述MOS晶体管和打印元件被布置在所述元件基板的平面图中所述MOS晶体管和打印元件至少部分彼此重叠的位置处。

6.根据权利要求4所述的元件基板，进一步包括：

多个第一开口，所述多个第一开口被配置为使与所述多个打印元件相对应的墨流过；以及

配线，所述配线分别被配置为将MOS晶体管连接到所述多个打印元件。

7.根据权利要求6所述的元件基板，其中，所述配线被布置在与其中布置所述多个打印元件的层不同的层中。

8.根据权利要求6所述的元件基板，进一步包括多个第二开口，所述多个第二开口与所述多个第一开口将所述多个打印元件夹在之间，所述多个第二开口被布置在MOS晶体管和所述多个打印元件之间，并且使与所述多个打印元件相对应的墨流过，

其中，所述配线分别被布置为绕开所述多个第二开口。

9.根据权利要求4所述的元件基板，其中，所述第一电路是被配置为调整将所述数据信号和时钟信号传送到选择电路的定时的电路。

10.根据权利要求1所述的元件基板，其中，在平面图中与所述虚设元件重叠的所述第一电路是被配置为展开用于驱动所述多个打印元件的数据信号的解码器。

11.根据权利要求1所述的元件基板，其中，所述元件阵列在所述元件阵列的两端包括所述虚设元件，以及

与一端的虚设元件重叠的第一电路的功能不同于与另一端的虚设元件重叠的第一电路的功能。

12.根据权利要求1所述的元件基板，其中，所述元件基板包括形成所述元件基板的外形的边，所述边在所述元件基板的平面图中在与元件阵列方向相交的方向上延伸。

13.根据权利要求12所述的元件基板，其中，所述第一电路的沿着所述边的部分具有阶梯式形状。

14.根据权利要求1所述的元件基板，其中，所述元件基板的外形是平行四边形、梯形和矩形中的一个。

15.根据权利要求1所述的元件基板，进一步包括：

沿着其相应阵列布置的多个元件阵列；

与所述多个元件阵列相对应的多个第一电路；以及

被配置为连接所述多个第一电路的配线。

16.根据权利要求1所述的元件基板，其中，

在所述多个打印元件和所述虚设元件之中，第一电路连接到所述多个打印元件。

17.一种包括多个多层构造的元件基板的打印头，其特征在于，每个元件基板包括：

基底；

设置在基底上的绝缘层；

元件阵列，在所述元件阵列中，多个打印元件和虚设元件被布置在所述绝缘层上，所述虚设元件对打印没有贡献；以及

第一电路，所述第一电路设置在基底上并与驱动形成所述元件阵列的所述多个打印元件相关，

其中，所述虚设元件和第一电路被布置在所述元件基板的平面图中所述虚设元件和第一电路至少部分彼此重叠的位置处，以及

多个元件基板沿着所述元件阵列的方向布置，并且被配置为通过驱动所述打印元件来排放墨。

18.根据权利要求17所述的打印头，其中，所述打印头是具有与打印介质的宽度相对应的打印宽度的全线打印头。

19.一种用于通过将墨从打印头排放到打印介质来打印图像的打印装置，其中，所述打印头包括多个多层构造的元件基板，每个元件基板包括：

基底；

设置在基底上的绝缘层；

元件阵列，在所述元件阵列中，多个打印元件和虚设元件被布置在所述绝缘层上，所述虚设元件对打印没有贡献；以及

第一电路，所述第一电路设置在基底上并与驱动形成所述元件阵列的所述多个打印元件相关，

其中，所述虚设元件和第一电路被布置在所述元件基板的平面图中所述虚设元件和第一电路至少部分彼此重叠的位置处，以及

多个元件基板沿着所述元件阵列的方向布置，并且被配置为通过驱动所述打印元件来排放墨。

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