CN1278858C - 喷液头用半导体装置、喷液头及喷液装置 - Google Patents

喷液头用半导体装置、喷液头及喷液装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1278858C
CN1278858C CNB2004100768188A CN200410076818A CN1278858C CN 1278858 C CN1278858 C CN 1278858C CN B2004100768188 A CNB2004100768188 A CN B2004100768188A CN 200410076818 A CN200410076818 A CN 200410076818A CN 1278858 C CN1278858 C CN 1278858C
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
wiring
jet head
section
semiconductor device
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2004100768188A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1593919A (zh
Inventor
大村昌伸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN1593919A publication Critical patent/CN1593919A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1278858C publication Critical patent/CN1278858C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04531—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling a head having a heater in the manifold
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04541—Specific driving circuit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04543—Block driving
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/0455—Details of switching sections of circuit, e.g. transistors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/0458—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on heating elements forming bubbles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14072—Electrical connections, e.g. details on electrodes, connecting the chip to the outside...

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

提供一种喷液头用半导体装置、喷液头及喷液装置。在构成喷射墨等液体的喷液头的半导体装置中，备有具有多个记录元件和驱动元件的对的段，在半导体基板上的第一布线层中形成将配置在同一段内的各驱动元件的第一端子互相连接用的第一布线，驱动元件的第二端子和记录元件的第一端子一一相对地连接，在记录元件的第二端子上用与第一布线层不同的布线层形成电源布线，同时用第一布线层形成将配置在同一段内的记录元件的第二端子互相连接起来的辅助布线。因此，能不发生段内的布线电阻值的离散，进行良好的调整。

Description

喷液头用半导体装置、 喷液头及喷液装置
技术领域
本发明涉及构成例如喷出墨等液体的喷液头用的喷液头用半导体装置、使用这样的喷液头用半导体装置的喷液头及喷液装置。
背景技术
从喷射口喷出液体的喷液头能作为喷墨方式的记录头用，例如使用墨作为液体，根据记录信号控制墨的喷出，使墨附着在记录媒体上。另外，备有这样的喷液头的喷液装置例如能作为喷墨记录装置用。
这里，说明喷墨方式的记录方法，喷墨记录法(液体喷射记录法)工作时发生的噪声极其微小，小到了能忽略的程度，能高速记录，而且不需要进行固定方面的特别处理，能在普通纸上进行记录等，极其优良，最近正成为打印方式的主流。特别是在利用热能的喷墨记录头中，通过将由电热变换体(加热器)发生的热能赋予液体，在液体中有选择地发生发泡现象，利用该发泡的能量，从喷射口喷出墨滴。
图13表示以现有的喷液头为代表，安装在喷墨方式的记录装置中的记录头的电路结构。例如特开平05-185594号公报所述，用半导体工艺技术，能在同一硅半导体基板上形成这种记录头的电热变换元件(加热器)及其驱动电路。
如图13所示，在半导体基板上设置多个发生喷出墨用的热的加热器(电热变换元件)101，对各加热器101连接将所希望的电流供给该加热器101用的n型功率晶体管102。各加热器101的一端共同连接在加热器用的电源线VH上，对应的n型功率晶体管102的漏连接在各加热器101的另一端上。各n型功率晶体管102的源都连接在地线GNDH上。另外，对应于这些加热器101共同设置移位寄存器116，用来暂时存储决定是否将电流供给各个加热器101，从记录头的喷嘴(喷射口)喷出墨的图像数据。在移位寄存器116上设有输入传输时钟信号CLK的输入端子；以及使加热器101 ON(接通)/OFF(断开)的串行输入图像数据DATA的图像数据输入端子。移位寄存器116的各级分别对应于一个加热器101，将对各加热器的图像数据记录保持在每个加热器中用的锁存电路115连接在移位寄存器116的各级的输出端上。各锁存电路115备有与输入移位寄存器116的输出信号的同时，输入控制锁存时序用的锁存信号LT的输出信号输入端子。锁存信号LT共同输入各个锁存电路115中。在各锁存电路115的输出侧分别设有AND(“与”门)电路114。AND电路114输入决定锁存电路115的输出和使电流流过加热器101的时序的加热信号HE。加热信号HE共同输入各个AND电路114中。AND电路114的输出信号通过电平变换电路103，被输入连接在对应的加热器101上的功率晶体管102的栅中。电平变换电路103是将所谓的逻辑电平信号变换成功率晶体管102的栅可控的电压振幅信号的电路。
这里，n型功率晶体管是场效应晶体管，例如是nMOS晶体管或n型DMOS(双扩散的MOS)。
说明电平变换电路103的电路结构，设有使来自AND电路114的图像数据反相的第一反相电路208；以及使从第一反相电路208输出的信号再反相的第二反相电路207。从内部电源线VHTM将从电压发生电路117输出的电力供给电平变换电路103。再在电平变换电路103中，将第二反相电路207的输出信号输入由pMOS晶体管202及nMOS晶体管203构成的第一CMOS反相电路中。在pMOS晶体管202的源上连接着对从内部电源线VHTM供给的电压进行分压用的第一缓冲用pMOS晶体管201，以便能用作为AND电路114的输出电压的5V以下(逻辑部的电源电压一般为5V以下)的信号驱动第一CMOS反相电路。同样，设有由pMOS晶体管205及nMOS晶体管构成、输入第一反相电路208的输出信号的第二CMOS反相电路，第二缓冲用pMOS晶体管204连接在pMOS晶体管205的源上。这里，第一缓冲用pMOS晶体管201的栅连接在成对的作为第二CMOS反相电路的输出部的晶体管205、206的连接部上。同样，第二缓冲用pMOS晶体管204的栅也连接在成对的作为第一CMOS反相电路的输出部的晶体管202、203的连接部上。晶体管205、206的连接部作为电平变换电路103的输出端连接在对应的功率晶体管102的栅上。
电压发生电路117的输出电压VHTM最好尽可能地设定得高一些，但不要超过CMOS反相器的破坏耐压及MOS晶体管的栅耐压。有可能的话，也可以与各加热器101的电源线VH共用。可是，在通常的情况下，各加热器101的驱动电压多半设定为20V以上的高值，另一方面，CMOS反相器多半采用其破坏耐压为15V左右的半导体工艺制作。另外，MOS晶体管的栅耐压与栅氧化膜的厚度等有关，所以加在MOS晶体管的栅上的电压有必要是比栅氧化膜的绝缘耐压充分低的电压。因此，难以使电平变换电路103的最佳电源电压(即电压VHTM)和各加热器101的驱动电压(电压VH)一致。另外设置电平变换电路103的电源线，理所当然与系统总体的成本提高相联系。
因此，在现有的技术中，例如用图14所示的电路结构实现电压发生电路117。在图14所示的电路中，将电阻R3、R1串联连接在电源线VH和接地点之间，利用电阻R3、R1的分压比，从加热器的电源线VH作出任意的电压，将作为缓冲器的nMOS晶体管T1和由电阻R2构成的源跟踪电路连接在该电压上，将nMOS晶体管T1的源作为电压发生电路117的输出端构成。
特开平11-129479号公报中公开了以上说明的电路结构等。如上所述，加热器101、或驱动加热器101用的驱动电路等呈一体地设置在例如硅半导体基板上。这里，说明构成记录头的硅半导体基板上的各电路部分的配置和布局。图15是表示硅半导体基板上的各电路部分的布局之一例的图。这是在特开平08-108536号公报中公开的。
在大致呈矩形的硅半导体基板150上，沿基板的一条长边排列着多个加热器101，各加热器101上分别连接着功率晶体管102。图中，用矩形区域122示出了这样设置的多个功率晶体管102的形成区域的总体。如图所示，与加热器101的形成区域(加热部)相邻地配置着功率晶体管的形成区域122。另外，设置着图13所示的包括电平变换电路103和移位寄存器116等的一组逻辑电路的驱动逻辑电路部123，相对于功率晶体管的形成区域122相邻地设置在与加热器101的形成区域相反的一侧。图中虽然未示出，但供给图像数据DATA、锁存信号LT、加热信号HE用的布线连接在驱动逻辑电路部123上。
将规定的电压加在加热器101上用的电源线(电源布线)105连接在功率晶体管的形成区域122上，另外，流入来自功率晶体管的电流的GND(接地)线(GND布线)110连接在驱动逻辑电路部123上。因此，电源线105对应于图13中的VH电源线，GND线110对应于GNDH线。图中虽然未示出，但供给传输时钟信号CLK、图像数据DATA、锁存信号LT、加热信号HE用的布线也连接在驱动逻辑电路组123上。这里，在利用多层布线技术形成的半导体基板150上，用第二层的铝布线配置在各功率晶体管102的元件上形成电源线105。另一方面，利用半导体基板150上的第一层铝布线形成连接在功率晶体管102上的信号线等，与电源线105电气绝缘。另外，在本说明书中，铝布线这个术语中，按照半导体装置的制造工艺领域中的习惯，除了由纯铝构成的布线层以外，还包括由包含铝的合金构成的布线层。第一层、第二层等术语这样使用：靠近硅半导体基板本体者为第一层，表面一侧为第二层。
布线106是连接电源线105和加热器101的布线，用半导体基板150上的第二层铝布线直接连接。另外，布线107是连接加热器101和功率晶体管102的布线，用半导体基板150的第一层铝布线形成。这样，通过设置布线106、107，使布线107通过作为第二层铝布线的电源线105的下侧，能直接连接功率晶体管102和加热器101。另一方面，用半导体基板150上的第二层铝布线形成GND线110，配置在构成驱动逻辑电路部123的各元件上。另一方面，由第一层铝布线形成驱动逻辑电路部123内的信号线等，与GND线110电气绝缘。另外，在电源线105的端部设有电源用键合焊盘111，GND线110的端部设有GND用键合焊盘112。在这里所示的例中，电源线105及GND线110都在半导体基板150的左右两端侧引出，在这些左右两端部上形成键合焊盘111、112。
可是在上述的记录头中，全部加热器101及功率晶体管102一旦被连接在VH布线(电源线105)及GNDH布线(GND线110)上，则配置在加热部的端部上的加热器和配置在加热部的中央的加热器中，至这些加热器的布线电阻不同。就是说，随着加热部的位置不同，至该加热器的布线电阻不同，使加热器的驱动电压一定，往往不能将同一电力供给全部加热器。VH布线和GND布线之间的电阻、布线电阻和加热器电阻和功率晶体管的导通电阻的和有时随着加热器的场所的不同而不同，不能将同一电流值供给全部加热器。在供给的电流最小的加热器中也需要获得规定的发热量，但如果这样设定驱动条件，则在其他加热器中就会流过过大的驱动电流，这会使该加热器的寿命显著地缩短。
另外，在半导体基板上配置的加热器的个数增加、加长了记录头的情况下，或者在为了缩短记录头的短边部的长度而减小了电源线或GND线的横幅的情况下，由布线电阻不均匀引起的这样的问题，显著地呈现出来。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种构成以喷墨记录头为代表的喷液头用的半导体装置，使设置在该半导体装置内的多个记录元件(例如加热器等)各自的布线电阻的离散小，能防止记录元件中发生过大的驱动电流的喷液头用半导体装置。
本发明的另一个目的，在于提供一种使用这样的喷液头用半导体装置的喷液头及喷液装置。
本发明的喷液头用半导体装置是一种有多个记录元件和设置在每个上述记录元件中驱动对应的记录元件的驱动元件的喷液头用半导体装置，其特征在于至少：有在半导体基板上形成的至少第一布线层及第二布线层，由多个上述记录元件和上述驱动元件的对形成段，在上述第一布线层中形成将配置在同一段内的上述各驱动元件的第一端子互相连接并接地用的第一布线，上述驱动元件的第二端子和上述记录元件的第一端子一一相对地连接，为了根据输入到上述驱动元件的第三端子中的控制信号，使电流流过上述记录元件，在上述记录元件的第二端子上用上述第二布线层形成电源布线，同时用上述第一布线层形成将配置在同一段内的上述记录元件的第二端子互相连接起来的辅助布线。
在本发明中，根据后面的说明可知，在用半导体制造工艺中的多层布线技术制造的喷液头用半导体装置中，通过设置辅助布线，能减少段内的各记录元件的布线电阻的离散。
本发明的喷液头用半导体装置能出色地用于通过将热能赋予墨，从喷射口喷出墨液滴，进行记录的喷膜记录头。
本发明中，典型的地方在于记录元件是加热器，驱动元件是功率晶体管，每一对记录元件和驱动元件中，记录元件的第二端子和驱动元件的第二端子互相连接。另外，最好电源布线也设置在每一段中，在第二布线层中，对每一段形成通过通孔连接在该段的第一布线上的GND布线。
另外，在本发明的喷液头用半导体装置中，最好在半导体基板上设置连接在各电源布线上的第一键合焊盘、以及连接在GND布线上的第二键合焊盘，为了使从第一键合焊盘经过电源布线、记录元件—驱动元件对及GND布线，到达第二键合焊盘的布线电阻，对每一段来说都均匀，选择每一段的电源布线及GND布线的宽度。
在本发明的喷液头用半导体装置中，最好用任意个数的记录元件—驱动元件对构成块，对每一块分时驱动记录元件。在此情况下，也可以各段分别构成块。
本发明的喷液头的特征在于备有：上述的喷液头用半导体装置；以及组合在喷液头用半导体装置中，形成与记录元件关联的液路及构成液路的一端的喷射口用的构件。
本发明的喷液装置的特征在于备有：本发明的喷液头；以及对喷液头相对地输送打印媒体用的单元。
附图说明
图1是表示采用分时驱动方式的基于本发明的一种实施方式的记录头的驱动电路的电路图。
图2是表示图1所示的记录头在基板上的电路配置的总体布局图。
图3是表示记录头的驱动电路的另一例的电路图。
图4是表示采用分时驱动方式时的控制信号的时序图。
图5是表示各段的加热器、功率晶体管及各布线的布局的放大图。
图6是说明图5所示的布线布局的等效电路和布线电阻的离散的图。
图7是表示基于本发明的一种实施方式的各段的加热器、功率晶体管及各布线的布局的放大图。
图8是说明图7所示的布线布局的等效电路和布线电阻的离散的图。
图9是表示喷膜记录头的详细结构的斜视图。
图10是表示作为喷墨记录盒构成的喷墨记录头的斜视图。
图11是表示本发明的喷墨记录装置的外观斜视图。
图12是表示喷墨记录装置的控制电路的结构的框图。
图13是表示现有的记录头驱动电路的结构之一例的电路图。
图14是表示电压发生电路的结构之一例的电路图。
图15是表示图13所示的现有的记录头中的电源布线的布局图。
图16是表示第二实施方式的VH布线及GND布线图。
图17是将图16中用虚线包围的部分放大了的图。
图18是图17所示的段内的GNDH布线及VH布线的布局图和布线电阻的等效电路图。
图19是表示图17所示的布局的变更例图。
图20是图19所示的段内的GNDH布线及VH布线的布局图和布线电阻的等效电路图。
附图构成说明书的一部分，用来与以下的详述一起解释本发明的原理。
具体实施方式
(第一实施方式)
其次，参照附图说明本发明的优选实施方式。以下，说明喷液头是喷墨记录中使用的喷墨记录头，使用利用电流发热的加热器作为记录元件的情况。在本发明中，将多个加热器配置在半导体基板上，另外，在根据从外部输入的信号，驱动这些加热器的驱动逻辑电路和功率晶体管也配置在半导体基板上的情况下，为了减少半导体基板上的布线电阻的差产生的影响，将多个加热器分成若干段。各段中包括多个加热器、以及与这些加热器一一对应的功率晶体管。
为了详细地理解本发明，首先，说明由段的配置的不同引起的布线电阻的不同。
图1是表示安装在喷墨方式的记录装置中的基于本发明的一种实施方式的记录头的电路结构图。这里所示的电路结构表示适合于记录头的小型化及高速工作的分时驱动方式(块驱动方式)的驱动电路，驱动逻辑电路部都在同一半导体基板上采用多层布线技术做成的。
设有多个发生喷出墨用的热的加热器101，在每个加热器101上连接供给所希望的电流用的n型功率晶体管102。这里，成对的加热器101和功率晶体管102中，相邻的4对作为一段。在半导体基板上，对每一段来说，加热器101的电源布线(VH布线)及GND布线(GNDH布线)分别个别地连接在键合焊盘附近，在键合焊盘附近全部段的电源布线及GND布线汇合起来连接在键合焊盘上。
例如，配置6段时(即设置24个加热器时)，在此，VH布线及GNDH布线都被分成左侧的3段和右侧的3段，左侧的3段连接在半导体基板的左端部上设置的键合焊盘VH1、GNDH1上，右侧的3段连接在半导体基板的右端部上设置的键合焊盘VH2、GNDH2上，因此，能降低布线电阻。另外，为了使各段布线的寄生电阻相等，对距离焊接部近的段来说，使布线宽度细一些，对远的段来说，使布线宽度粗一些。另外，为了减少各段内的各加热器的布线电阻值的差，在各段内如果从该段图示的右端连接VH布线，则从该段图示的左端连接GNDH布线，反之如果从段的图示的左端连接VH布线，则从段的图示的左端连接GNDH布线，这样下工夫。另外，VH布线及GNDH布线都采用制造有多层布线结构的半导体装置用的标准的制造方法、例如制造大规模集成电路(LSI)用的标准工艺形成，所以其布线层的厚度是均匀的。
关于这里说明的VH布线及GNDH布线的迂回，是图2所示的迂回。在图2中，示出了将记录头驱动电路安装在墨供给口两侧的结构。与现有的技术相同，用半导体装置制造技术，特别是用多层布线技术，在硅半导体基板上形成该记录头。而且，VH布线用第二层的铝布线，设置得在功率晶体管部(功率晶体管102的形成区域)的上方通过。另外，GNDH布线也用第二层的铝布线，设置得在电平变换部(电平变换电路的形成区域)的上方通过。
继续进行图1的说明，电平变换电路103设置在各功率晶体管102上，电平变换电路103的输出被供给对应的功率晶体管102的栅。设置电压发生电路117，以便通过内部电源线，将电源电压VHTM供给各电平变换电路103。在每个电平变换电路103中设置AND电路(第一AND电路)114a，第一AND电路114a的输出被输入对应的电平变换电路103中。电平变换电路103的结构、以及电压发生电路117的结构与图13及图14所示的现有的电路结构相同，这里，不说明具体的电路结构。
为了实现分时驱动，设有锁存电路部115a，在这里所示的例中，在锁存电路部115a内存在11个锁存电路。在锁存电路部115a中，设有输入锁存信号LT用的输入端子。另外，设有11段移位寄存电路116，该移位寄存电路116的11个输出端与相继的锁存电路部115a内的11个锁存电路一一相对地连接在下一段的电路上。另外，在移位寄存电路116上设有传输时钟信号CLK输入端子；以及串行输入使加热器101通/断的图像数据DATA用的图像数据信号输入端子。这里，由相邻的8个加热器101构成分时驱动用的一个块，图示的部分有24个加热器101，所以设置成3个块。在各块内，分时驱动加热器101。
从锁存电路部115a输出的先行的3位是选择块的位。该3位中的1位被供给图示左侧的块的各加热器101的第一AND电路114a的第一输入端子(图示左侧的端子)。该3位中剩余的两位中的1位，同样被供给第二块的第一AND电路114a的第一输入端子，最后1位被供给第三块(图示右端的块)的第一AND电路114a的第一输入端子。
接在先行的3位后面的剩余的8位是表示选择块中的8个加热器中的哪一个加热器的位。锁存电路部115a的输出中，该8位部分中，分别设有第二AND电路118，输入来自锁存电路部115a的信号。第二AND电路118也在一个输入端子上输入决定加热器的接通时间的加热器信号HE。第一个第二AND电路118的输出端连接在对应于各块的第一个加热器的第一AND电路114a的第二输入端子上，同样，第n(2＜n＜8)的第二AND电路118的输出端连接在对应于各块的第n个加热器的第一AND电路114a的第二输入端子上。这里，8个第二AND电路118的输出不会两个以上同时为“1”。
通过采用该结构，能同时呈接通状态的加热器的个数为块的个数，可是在每个块中，由于在该块内分时驱动加热器，所以即使增加了加热器个数，也能高速工作。这里，关于VH布线及GNDH布线，用4个加热器构成段，同时用8个加热器构成成为分时驱动的单元的块，但构成段的加热器的个数和构成块的加热器的个数不限于这些。例如，也可以用相同个数的加热器构成段和块。例如图3表示用4个加热器构成1段，同时该1段直接构成分时驱动的1块的电路结构。在此情况下，块的选择需要6位，块内的加热器的选择需要4位，所以变成使用10段的移位寄存器，另外，设置4个第二AND电路118。或者，即使在用多个段构成1个块的情况下，除了用2段构成1块的情况以外，也可以用3段以上构成1块。
图4是表示驱动图1所示的记录头的驱动电路用的各种信号的关系的时序图。
本实施方式的记录头与现有的记录头的电路结构不同，如前面所述，由于用8个加热器构成1块，所以在驱动时序中，图像数据信号DATA的前半3个时钟部分(BSEL)和后半8个时钟部分(SSEL)，该数据所表示的意思不同。赋予前半3个时钟(BSEL)的数据是选择驱动加热部的某个块的数据，后半8个时钟部分(SSEL)是选择驱动块中的某个加热器的数据。如果根据传输时钟信号CLK，全部数据被写入移位寄存器116内，则根据锁存信号LT，确定其值，输出给下一段的各个电路。
如果用图4所示的时序，使图1所示的驱动电路进行驱动，则锁存电路115a的输出BSEL被输入块内的全部第一AND电路114a，锁存电路115a的输出BSEL通过第二AND电路118，被输入对应于构成块的各加热器的第一AND电路114a中。即，在第二AND电路118中，对锁存电路115a的输出SSEL和加热信号HE进行逻辑处理，在第一AND电路114a中对其输出和锁存电路115a的输出BSEL进行逻辑处理，能驱动所希望的加热器。
如前面所述，具有图1所示的电路结构的记录头在基板上的布局，例如如图2所示。在记录头基板的短边侧设有供给电力的键合焊盘，从这儿连接至加热部的各段的VH布线、GNDH布线。图1所示的移位寄存电路116和锁存电路部115a等的逻辑电路部，例如，如图2所示，被设置在功率晶体管部和键合焊盘部之间。电平变换电路103被设置在每个加热器101中，所以沿功率晶体管部设置电平变换电路103的形成区域(电平变换电路部)。
图5是将图2中用虚线包围的部分放大了的图，是更详细地说明加热器101、功率晶体管102、电平变换电路103的配置结构和电源布线布局的图。但是，虽然本发明的特征是有辅助布线，但为了说明本发明的效果，图5示出了没有辅助布线的结构。在图5中，斜线部分表示第二层的铝布线层AL2的布线图形，深灰色部分表示第一层的铝布线层AL1的布线图形。如前面所述，为了使从焊接部到段的电阻值相等，使至各段的布线的粗细不同。即，假设距离焊接部近的段的VH布线和GNDH布线的宽度分别为a1、a2，距离焊接部远的段的VH布线和GNDH布线的宽度分别为b1、b2，b1＞a1、b2＞a2的关系成立。而且，关于段内的各加热器，为了减小VH布线和GNDH布线之间的电阻值的差，VH布线连接在对应于段的左端的加热器的位置上，呈具有往复结构的布局。GNDH布线呈连接在对应于段的右端的加热器的位置上的布局。
在图5中，标记AA是功率晶体管102的输出端(漏端子)，由第一层布线层构成。在该AA的位置上也形成通孔，在该位置上功率晶体管102的输出端也被引出到第二层布线层AL2上，利用构图形成的布线147，将第二层布线层AL2连接在加热器101上。另外利用构图形成的布线146，将第二层布线层AL2与加热器101和作为第二层布线层AL2构成的VH布线连接。
在图5中，标记BB表示至功率晶体管的GND布线的连接部，构成第一层布线层AL1的图形，连接段内的全部功率晶体管102的源。在记录头中，由记录头的分辨率决定加热器101相互之间的间距，加热器和功率晶体管设置一对以上，为了配置功率晶体管，能使用的空间也由分辨率限定。具体地说，例如在有600dpi(每25.4mm有600点)的分辨率的记录头中，加热器的配置间距(宽度)为42.5微米，必须在该宽度中，对每个加热器的功率晶体管和电平变换电路等进行布局。功率晶体管有相对大的底面积，所以为了有效地进行布局，最好使相邻的功率晶体管的源区重合，通过这样处理，能有效地利用比600dpi宽的幅度。因此，用标记BB表示的第一层布线图形设置得能连接同一段内的全部功率晶体管的源。另外，在标记BB的位置上形成通孔，将功率晶体管102的源引出到第二层布线层AL2上。然后，各功率晶体管的源利用在第二层布线层AL2上形成的GNDH布线，连接在键合焊盘上。
通过采用以上说明的结构，能解决VH布线和GNDH布线之间的布线电阻随着加热器的场所的不同而不同的问题，能提供能实现高速工作的记录头。
如果进一步研究上述的结构，则从图5可知，在VH布线侧，虽然用第二层布线层AL2连接段内的加热器，但在GNDH布线侧，不仅用第二层布线层AL2，而且还用第一层布线层AL1进行布局。因此，同一段内的各个加热器的VH布线和GNDH布线之间的电阻值的差增大。当构成一个段的加热器的个数增多时、另外，当第二层布线层AL2的比电阻比第一层布线层AL1的比电阻大时，该电阻值的差变得更大。用图6说明它。
图6是表示用24个加热器构成1段时，段内的GNDH布线及VH布线的布局图像和寄生电阻(布线电阻)的等效电路图。该等效电路是设第一层的铝布线层AL1的表面电阻ρAL1为ρAL1＝0.05Ω/□，第二层的铝布线层AL2的表面电阻ρAL2为ρAL2＝0.15Ω/□，算出来的。另外，关于这里用的电阻值，之所以第二层比第一层大，是因为在用热能喷射墨的记录头中，墨的流路及构成墨室的喷嘴部是在记录头上构成的，所以如果考虑布线工序后记录头表面上的台阶，则有第二层布线层AL2的厚度比第一层的布线层AL1的厚度薄的倾向，这时从第一个加热器#1及从第24个加热器#24开始的布线电阻值如下表1所示。另外电阻RO是从键合焊盘至该段的VH布线、GNDH布线的布线电阻。
[表1]
  GNDH布线电阻(Ω)   VH布线电阻(Ω)   (GNDH+VH)布线电阻(Ω)
  加热器#24   RO+1.6   RO+10.2   2RO+11.8
  加热器#1   RO   RO+10.2+5.1   2RO+15.3
由表1可知，加热器#24和加热器#1的(GNDH+VH)布线电阻的差ΔR为3.5Ω。
作为使该布线电阻差ΔR再降低的方法，可以考虑增加第二层布线层AL2的电源布线宽度，来适合电阻值的方法，但这样的方法由于受记录头的基板尺寸的制约，所以不能实现。
另外，作为另一种降低方法，虽然可以考虑减小GNDH布线侧的第二层布线层AL2的布线宽度，使之适合VH布线侧的电阻值，但由于这样会提高GNDH布线的电阻，所以使功率晶体管的源电位上升，增大功率晶体管导通时的电阻值。这意味着消费喷射墨的能量以外的电力，从节省能量的观点考虑，不能简单地实施。
除了上述的方法以外，作为降低布线电阻差ΔR的方法，可以考虑在第二层布线层AL2以外的地方，使VH布线侧的布线电阻值与GNDH布线侧的电阻值相匹配的方法。图7中示出了该布局。
图7所示的布局与图5所示的结构中还设置了辅助布线100这一点不同。在每一段中，在被夹在加热器101的配置区域和功率晶体管102的输出端的位置(标记AA的位置)之间的位置上，设置辅助布线100。在多层布线的第二层布线层AL2以外的布线层上形成辅助布线100，通过通孔，导电性地将段内。的各加热器的VH布线侧的端部互相连接起来。该辅助布线100是使VH布线侧的布线电阻值与GNDH布线侧的电阻值相匹配的布线。这里，构成辅助布线100的布线层最好是作为形成GNDH布线侧布线的一部分的布线层的第一层布线层AL1，另外，辅助布线100的宽度最好与第一层布线层AL1中连接功率晶体管的源的部分的宽度相等。
图8表示如图7所示设置了辅助布线100时段内的GNDH布线及VH布线的布局图像和寄生电阻(布线电阻)的等效电路。在图8中，与图6所示的相同，用24个加热器构成1段，计算等效电路时，设第一层的布线层AL1的表面电阻ρAL1为ρAL1＝0.05Ω/□，第二层的铝布线层AL2的表面电阻ρAL2为ρAL2＝0.15Ω/□。这时从第一个加热器#1及从第24个加热器#24开始的布线电阻值如下表2所示。
[表2]
  GNDH布线电阻(Ω)   VH布线电阻(Ω)   (GNDH+VH)布线电阻(Ω)
  加热器#24   RO+1.6   RO+10.2   2RO+11.8
  加热器#1   RO   RO+10.2+2.0   2RO+12.2
从表2可知，通过设置辅助布线100，能将加热器#24和加热器#1的布线电阻的差ΔR降低到0.4Ω。当然，如果可能布局的空间有余裕，则即使将电阻匹配辅助布线100的宽度加宽，使加热器#24和加热器#1的布线电阻的差ΔR更接近于0也没关系。
如上所述，在本实施方式中，如图7所示，通过设置电阻匹配辅助布线100，不显著地增大记录头的基板尺寸，就能有效地使段内的布线电阻值相匹配。另外，还有这样的特征：在布线层AL1或布线层AL2中，即使在布线侧的厚度变更了的情况下，段内的布线电阻值的离散也不容易受该厚度变更的影响。
(第二实施方式)
本实施方式的特征在于有3层布线层。关于与第一实施方式同样的结构，省略其说明。本实施方式的VH布线及GNDH布线的配置方法如图16所示。在图16中，示出了将记录头驱动电路安装在墨供给口两侧的结构。VH布线采用第二层的铝布线或第三层的铝布线，且使其通过功率晶体管部(功率晶体管102的形成区域)的上方设置。另外，GNDH布线也采用第二层的铝布线或第三层的铝布线，且使其通过电平变换部(电平变换电路的形成区域)的上方设置。在本实施方式中，用第二层的铝布线形成与配置在焊接部附近的加热器连接的布线，用第三层的铝布线形成与配置在距离焊接部远的位置的加热器连接的布线。通过这样构成，第三布线层(最上部的布线层)通过将厚度设定得比较厚，能形成低电阻，所以与段的配置无关，能使布线的电阻一致，更适宜。
电平变换电路103是对每个加热器101设置的电路，所以沿功率晶体管部设置电平变换电路103的形成区域(电平变换电路部)。
图17是将图16中用虚线包围的部分放大了的图，是更详细地说明加热器101、功率晶体管102、电平变换电路103的配置结构和布线布局的图。在图17中，细的斜线部分表示第二层的铝布线层AL2的布线图形，粗的斜线部分表示第三层的铝布线层AL2的布线图形，深灰色部分表示第一层的铝布线层AL1的布线图形。如前面所述，为了使从焊接部到段的电阻值相等，使至各段的布线的粗细不同。即，确定布线宽度，以便即使布线层不同，也有大致同等的电阻值。另外如上所述，利用布线的厚度也能使电阻值一致。而且，关于段内的各加热器，为了减小VH布线和GNDH布线之间的电阻值的差，GNDH布线连接在对应于段的左端的加热器的位置上，呈具有往复结构的布局。VH布线呈连接在对应于段的右端的加热器的位置上的布局。
在图17中，标记BB表示至功率晶体管的GNDH布线的连接部，第一层布线层AL1被构图，连接段内的全部功率晶体管102的源。另外，在标记BB的位置上形成通孔，将功率晶体管102的源引出到第二层布线层AL2上或第三层布线层AL3上。然后，各功率晶体管的源利用由第二层布线层AL2或第三层布线层AL3形成的GNDH布线，连接在键合焊盘上。
通过采用以上说明的结构，能解决VH布线和GNDH布线之间的布线电阻随着加热器的场所的不同而不同的问题，能提供能实现高速工作的记录头。
进一步研究上述的结构，与第一实施方式相同，即使在布线层增加到了3层的情况下，也能通过设置辅助布线，提供优异的液体喷射用半导体装置。
图18是表示用24个加热器构成1段时，段内的GNDH布线及VH布线的布局图像和寄生电阻(布线电阻)的等效电路图。该等效电路是设第一层的铝布线层AL1的表面电阻ρAL1为ρAL1＝0.05Ω/□，第二层的铝布线层AL2的表面电阻或第三层的铝布线层AL3ρAL23为ρAL23＝0.15Ω/□，算出来的。另外，关于这里用的表面电阻值，之所以第二层比第一层大，是因为在用热能喷射墨的记录头中，墨的流路及构成墨室的喷嘴部是在记录头上构成的，所以如果考虑布线工序后记录头表面上的台阶，则有第二层布线层AL2的厚度或第三层的铝布线层AL3的厚度比第一层的布线层AL1的厚度薄的倾向，这时从第一个加热器#1及从第24个加热器#24开始的布线电阻值如下表3所示。另外，电阻RO是从键合焊盘至该段的VH布线、GNDH布线的布线电阻。
[表3]
  GNDH布线电阻(Ω)   VH布线电阻(Ω)   (GNDH+VH)布线电阻(Ω)
  加热器#24   RO+1.6   RO+10.2   2RO+11.8
  加热器#1   RO   RO+10.2+5.1   2RO+15.3
由表3可知，加热器#24和加热器#1的(GNDH+VH)布线电阻的差ΔR为3.5Ω。
作为使该布线电阻差ΔR再降低的方法，可以考虑增加VH布线侧的第二层布线层AL2或第三层布线层AL3的电源布线宽度，来适合电阻值的方法，但这样的方法由于受记录头的基板尺寸的制约，所以不能实现。
另外，作为另一种降低方法，虽然可以考虑减小GNDH布线侧的第二层布线层AL2或第三层布线层AL3的布线宽度，使之适合VH布线侧的电阻值，但由于这样会提高GNDH布线的电阻，所以使功率晶体管的源电位上升，增大功率晶体管导通时的电阻值。这意味着消费喷射墨的能量以外的电力，从节省能量的观点考虑，不能简单地实施。
除了上述的方法以外，作为降低布线电阻差ΔR的方法，可以考虑在第二层布线层AL2或第三层布线层AL3以外的地方，使VH布线侧的布线电阻值与GNDH布线侧的电阻值相匹配的方法。图19中示出了该布局。
图19所示的布局与图17所示的结构中还设置了辅助布线100这一点不同。在每一段中，在被夹在加热器101的配置区域和功率晶体管102的输出端的位置(标记AA的位置)之间的位置上，设置辅助布线100。在多层布线的第二层布线层AL2或第三层布线层AL3以外的布线层上形成辅助布线100，通过通孔，导电性地将段内的各加热器的VH布线侧的端部互相连接起来。该辅助布线100是使VH布线侧的布线电阻值与GNDH布线侧的电阻值相匹配的布线。这里，构成辅助布线100的布线层最好是作为形成GNDH布线侧布线的一部分的布线层的第二层布线层AL2或第三层布线层AL3，另外，辅助布线100的宽度最好是与第一层布线层AL1中连接功率晶体管的源的部分的电阻值相等的宽度。
图20表示如图19所示设置了辅助布线100时段内的GNDH布线及VH布线的布局图像和寄生电阻(布线电阻)的等效电路。在图22中，与图20所示的相同，用24个加热器构成1段，计算等效电路时，设第一层的布线层AL1的表面电阻ρAL1为ρAL1＝0.05Ω/□，第二层的铝布线层AL2或第三层布线层AL3的表面电阻ρAL23为ρAL23＝0.15Ω/□。这时从第一个加热器#1及从第24个加热器#24开始的布线电阻值如下表4所示。
[表4]
  GNDH布线电阻(Ω)   VH布线电阻(Ω)   (GNDH+VH)布线电阻(Ω)
  加热器#24   RO+1.6   RO+10.2   2RO+11.8
  加热器#1   RO   RO+10.2+2.0   2RO+12.2
从表4可知，通过设置辅助布线100，能将加热器#24和加热器#1的布线电阻的差ΔR降低到0.4Ω。当然，如果可能布局的空间有余裕，则即使将电阻匹配辅助布线100的宽度加宽，使加热器#24和加热器#1的布线电阻的差ΔR更接近于0也没关系。
如上所述，在本实施方式中，通过设置电阻匹配辅助布线100，不显著地增大记录头的基板尺寸，就能有效地使段内的布线电阻值相匹配。另外，还有这样的特征：在布线层AL1或布线层AL2或布线层AL3中，即使在布线侧的厚度变更了的情况下，段内的布线电阻值的离散也不容易受该厚度变更的影响。
另外，在上述实施方式中，虽然说明了布线层为2层、3层的情况，但在本发明中，也能适合设置了更多层布线的情况。本发明特别适合于在每段中用布线共同连接开关元件的一端的结构，适合于设置对应于该共同连接的布线的布线作为辅助布线的结构。
(记录头、使用该记录头的喷墨记录装置)
其次，用上述这样的电路结构，在半导体基板上做成加热器、功率晶体管、驱动逻辑电路部、VH布线、GNDH布线等，构成喷墨记录头用基体，说明使用这样的头用基体的记录头、以及使用这样的记录头的喷墨记录装置。
图9表示有上述这样的喷墨记录头用基体808的记录头810的主要部分。这里，上述的加热器101作为发热部806来描绘。如图9所示，基体808通过安装形成连通多个喷射口800的液路805用的流路壁构件801、以及有墨供给口803的顶板802，能构成记录头810。在此情况下，从墨供给口803注入的墨被蓄积在内部的公用液室804中，供给各液路805，在该状态下，驱动基体808、发热部806，从喷射口800喷射墨。
图10是表示这样的喷墨记录头810的总体结构图。喷墨记录头810备有：有上述的多个喷射口800的记录头部811、以及保持供给该记录头部811用的墨的墨容器812。墨容器812以边界线K为界限能装卸地设置在记录头部811上。在喷墨记录头810上设有被安装在图11所示的记录装置上时接收来自托架侧的电信号用的电气接点(图中未示出)，根据该电信号驱动加热器。在墨容器812内部，设有保持墨用的纤维状或多孔状的墨吸收体，利用这些墨吸收体来保持墨。
将图10所示的记录头810安装在喷墨记录装置本体上，通过控制从装置本体赋予记录头810的信号，能提供能实现高速记录、高质量记录的喷墨记录装置。以下，说明使用这样的记录头810的喷墨记录装置。
图11是表示本发明的实施方式的喷墨记录装置900的外观斜视图。
在图11中，记录头810安装在托架920上，该托架920配合在与驱动电动机901的正反转连动，通过驱动力传递齿轮902、903进行旋转的螺旋导杆904的螺旋槽921中，利用驱动电动机901的驱动力，能与托架920一同沿导杆919、且沿箭头a或b的方向往复移动。由图中未示出的记录媒体送给装置输送到压纸滚筒906上的记录用纸P用的压纸板905，沿托架移动方向将记录用纸P压在压纸滚筒906上。
光电耦合器907、908是确认设置了设置在托架920上的杠杆909的光电耦合器907、908的区域的存在，进行驱动电动机901的旋转方向的切换等用的原始位置检测单元。支撑构件910支撑将记录头810的全部表面遮盖起来的盖构件911，吸引单元912吸引盖构件911内，通过盖内开口513，进行记录头810的往复吸引。移动构件915能使清洗板914沿前后方向移动。清洗板914及移动构件915被支撑在本体支撑板916上。清洗板914在非图示的状态下，众所周知的清洗板不用说也能适用于本实施方式。另外，杠杆917是为了开始进行往复吸引而设置的，伴随与托架920配合的凸轮918的移动而移动，用来自驱动电动机901的驱动力离合切换等众所周知的传递单元，进行移动控制。将信号赋予设置在记录头810上的发热部806，进行驱动电动机901等的各机构的驱动控制的记录控制部(图中未示出)设置在装置本体侧。
上述这样构成的喷墨记录装置900一边使记录头810沿记录用纸P的全部宽度往复移动，一边在由记录媒体送给装置输送到压纸滚筒906上的记录用纸P上进行记录，记录头810由于是用具有上述的各实施方式的电路结构的喷墨记录头用基板制造的，所以能以高精度进行高速记录。
其次，说明进行上述装置的记录控制用的控制电路的结构。图12是表示喷墨记录装置900的控制电路的结构的框图。控制电路备有：输入记录信号的接口1700；MPU(微处理机)1701；存储MPU1701执行的控制程序的程序ROM1702；保存各种数据(上述记录信号和供给头的记录数据等)的时序型的RAM(随机存取存储器)1703；以及对记录头1708的记录数据进行供给控制的门阵列1704。门阵列1704进行接口1700、MPU1701、RAM1703之间的数据传输控制。另外该控制电路备有：输送记录头1708用的运载电动机1710；输送记录纸用的输送电动机1709；驱动头1708的头驱动器1705；以及分别驱动输送电动机1709及运载电动机1710用的电动机驱动器1706、1707。
说明上述控制结构的工作情况，记录信号一旦被输入接口1700，记录信号在门阵列1704和MPU1701之间被变换成打印用的记录数据。然后，电动机驱动器1706、1707进行驱动，同时根据送给头驱动器1705的记录数据，驱动记录头，进行打印。
本发明，特别是在喷墨记录方式中，本申请人提倡的利用热能喷射墨的方式的记录头，在记录装置中具有优异的效果。
关于其代表性的结构和原理，最好采用例如美国专利第4,723,129号说明书、美国专利第4,740,796号说明书中公开的原理。该方法能适用于所谓的即时回答型、连续型中的任意一种，特别是在即时回答型的情况下，通过施加对应于记录信息赋予越过该沸腾的急速升温的至少一个驱动信号，使电热变换体中发生热能，在记录头的热作用面上进行膜沸腾，结果一一对应于该驱动信号，能在液体(墨)内形成气泡，所以很有效。利用该气泡的生长、收缩，通过喷射用开口，喷射液体(墨)，至少形成一滴。如果使该驱动信号呈脉冲形状，则由于即时适当地进行气泡的生长收缩，所以能达到影响性特别好的液体(墨)的喷射，非常好。作为该脉冲形状的驱动信号，适合采用美国专利第4,463,359号说明书、美国专利第4,345,262号说明书中记载的驱动信号。另外，如果采用关于上述热作用面的温度上升率的发明的美国专利第4,313,124号说明书中记载的条件，则能进行更优异的记录。
作为记录头的结构，除了上述的各说明书中公开的喷射口、液路、电热变换体的组合结构(直线状液流路或直角液流路)以外，本发明中还包括公开了在弯曲的区域配置热作用部的结构的美国专利第4,558,333号说明书、美国专利第4,459,600号说明书中使用的结构。此外，对多个电热变换体来说，作为基于公开了将公用的狭缝作为电热变换体的喷射部的结构的日本特开昭59年第123670号公报、或公开了使吸收热能的压力波的开口对应于喷射部的结构的特开昭59年第138461号公报的结构，本发明也有效。
另外，作为具有对应于记录装置能记录的最大记录媒体宽度的长度的满行型的记录头，虽然也可以利用上述的说明书中公开的多个记录头的组合，做成布满了该长度的结构或呈一体形成的一个记录头的结构的任意的记录头，但本发明更能有效地发挥上述的效果。
另外，本发明在不脱离其旨意的范围内，能适用于对上述实施方式进行了修正或变更了的实施方式。
本发明既适用于由多个装置(例如主机、接口装置、阅读器、打印机等)构成的系统，也适用于由一个装置构成的装置(例如复印机、传真装置等)。

Claims (15)

1、一种喷液头用半导体装置，具有多个记录元件、和针对每个上述记录元件设置的驱动对应的记录元件的驱动元件，其特征至少在于：
具有在半导体基板上形成的至少第一布线层及第二布线层，
由多个上述记录元件和上述驱动元件的对形成段，在上述第一布线层中形成用来将配置在同一段内的上述各驱动元件的第一端子互相连接并接地的第一布线，
上述驱动元件的第二端子和上述记录元件的第一端子一对一地连接，
在上述记录元件的第二端子上用上述第二布线层形成电源布线，使得根据输入到上述驱动元件的第三端子中的控制信号，使电流流过上述记录元件，同时
用上述第一布线层形成将配置在同一段内的上述记录元件的第二端子互相连接起来的辅助布线。
2、根据权利要求1所述的喷液头用半导体装置，其特征在于：上述记录元件是加热器，上述驱动元件是功率晶体管，针对上述的每一个对把上述记录元件的第二端子和上述驱动元件的第二端子互相连接。
3、根据权利要求1所述的喷液头用半导体装置，其特征在于：上述电源布线设置在每一段中，在上述第二布线层中，针对上述的每一个上述段形成通过通孔连接在该段的上述第一布线上的GND布线。
4、根据权利要求3所述的喷液头用半导体装置，其特征在于：在上述半导体基板上设置连接在上述各电源布线上的第一键合焊盘、以及连接在上述各GND布线上的第二键合焊盘，选择每一段的上述电源布线及上述GND布线的布线宽度，使得从上述第一键合焊盘经过上述电源布线、上述对及上述GND布线到达上述第二键合焊盘的布线电阻与段无关地均匀化。
5、根据权利要求1所述的喷液头用半导体装置，其特征在于：用任意个数的上述对构成块，针对每一个上述块分时驱动上述记录元件。
6、根据权利要求5所述的喷液头用半导体装置，其特征在于：上述备段分别构成上述块。
7、根据权利要求1所述的喷液头用半导体装置，其特征在于：在上述半导体基板上设有将串行输入的图像数据并行输出用的移位寄存器；以及暂时存储从该移位寄存器输出的数据的锁存电路。
8、一种喷液头用半导体装置，具有多个记录元件和针对每个上述记录元件设置的驱动对应的记录元件的驱动元件，其特征至少在于：
具有在半导体基板上形成的多个布线层，由多个上述记录元件和上述驱动元件的对形成段，在第一布线层中形成将配置在同一段内的上述各驱动元件的第一端子互相连接用的第一布线，
上述驱动元件的第二端子和上述记录元件的第一端子一对一地连接，
在上述记录元件的第二端子上连接有用与上述第一布线层不同的布线层形成的电源布线，同时
用上述第一布线层形成将配置在同一段内的上述记录元件的第二端子互相连接起来的辅助布线。
9、根据权利要求8所述的喷液头用半导体装置，其特征在于：相应于段，至少由两个布线层形成上述电源布线。
10、一种喷液头，其特征在于备有：权利要求1所述的喷液头用半导体装置；以及组合在该喷液头用半导体装置中，形成与上述记录元件关联的液路及构成该液路的一端的喷射口用的构件。
11、一种喷液装置，其特征在于备有：权利要求10所述的喷液头；以及对该喷液头相对地输送打印媒体用的单元。
12、根据权利要求11所述的喷液装置，其特征在于：备有装卸自如地支撑上述喷液头，对上述打印媒体进行扫描用的托架。
13、一种喷液头，其特征在于备有：权利要求8所述的喷液头用半导体装置；以及组合在该喷液头用半导体装置中，形成与上述记录元件关联的液路及构成该液路的一端的喷射口用的构件。
14、一种喷液装置，其特征在于备有：权利要求13所述的喷液头；以及对该喷液头相对地输送打印媒体用的单元。
15、根据权利要求14所述的喷液装置，其特征在于：备有装卸自如地支撑上述喷液头，对上述打印媒体进行扫描用的托架。
CNB2004100768188A 2003-09-08 2004-09-07 喷液头用半导体装置、喷液头及喷液装置 Expired - Fee Related CN1278858C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP315532/2003 2003-09-08
JP2003315532 2003-09-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1593919A CN1593919A (zh) 2005-03-16
CN1278858C true CN1278858C (zh) 2006-10-11

Family

ID=34225205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100768188A Expired - Fee Related CN1278858C (zh) 2003-09-08 2004-09-07 喷液头用半导体装置、喷液头及喷液装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7125105B2 (zh)
CN (1) CN1278858C (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005305966A (ja) 2004-04-26 2005-11-04 Canon Inc 液体吐出ヘッド
TWI296573B (en) * 2005-06-16 2008-05-11 Canon Kk Element body for recording head and recording head having element body
EP2065197B1 (en) * 2006-09-20 2017-03-01 Konica Minolta Holdings, Inc. Ink jet head driving apparatus
EP1908592B8 (en) * 2006-10-04 2010-12-15 Canon Kabushiki Kaisha Element substrate, printhead and head cartridge, using the element substrate
JP5534740B2 (ja) * 2008-08-29 2014-07-02 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド用基板及びこれを用いた液体吐出ヘッド
JP5539030B2 (ja) * 2010-05-28 2014-07-02 キヤノン株式会社 半導体装置、液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドカートリッジ及び液体吐出装置
JP5909049B2 (ja) 2011-03-31 2016-04-26 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置
JP5922918B2 (ja) * 2011-12-05 2016-05-24 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド用半導体装置、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
JP6390207B2 (ja) * 2013-08-30 2018-09-19 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置、印刷ヘッドユニット、および駆動基板
US9597893B2 (en) 2015-01-06 2017-03-21 Canon Kabushiki Kaisha Element substrate and liquid discharge head
JP6470570B2 (ja) * 2015-01-06 2019-02-13 キヤノン株式会社 素子基板、液体吐出ヘッド及び記録装置
JP2017013412A (ja) * 2015-07-02 2017-01-19 キヤノン株式会社 吐出素子基板、記録ヘッド及び記録装置
JP6806464B2 (ja) * 2016-05-30 2021-01-06 キヤノン株式会社 記録素子基板、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置
JP6882861B2 (ja) 2016-07-14 2021-06-02 キヤノン株式会社 半導体装置、液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドカートリッジおよび記録装置
CN115179654B (zh) * 2022-08-15 2024-03-01 极海微电子股份有限公司 半导体器件、液体排出头、墨盒和打印装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1127227A (en) 1977-10-03 1982-07-06 Ichiro Endo Liquid jet recording process and apparatus therefor
US4330787A (en) 1978-10-31 1982-05-18 Canon Kabushiki Kaisha Liquid jet recording device
US4345262A (en) 1979-02-19 1982-08-17 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording method
US4463359A (en) 1979-04-02 1984-07-31 Canon Kabushiki Kaisha Droplet generating method and apparatus thereof
US4313124A (en) 1979-05-18 1982-01-26 Canon Kabushiki Kaisha Liquid jet recording process and liquid jet recording head
US4558333A (en) 1981-07-09 1985-12-10 Canon Kabushiki Kaisha Liquid jet recording head
JPS59123670A (ja) 1982-12-28 1984-07-17 Canon Inc インクジエツトヘツド
JPS59138461A (ja) 1983-01-28 1984-08-08 Canon Inc 液体噴射記録装置
US5172134A (en) * 1989-03-31 1992-12-15 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording head, driving method for same and ink jet recording apparatus
JP3176134B2 (ja) 1991-08-02 2001-06-11 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド用半導体チップ、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
CA2075097C (en) 1991-08-02 2000-03-28 Hiroyuki Ishinaga Recording apparatus, recording head and substrate therefor
JPH05185606A (ja) * 1992-01-09 1993-07-27 Canon Inc インクジェット記録装置
JPH08108536A (ja) 1994-10-13 1996-04-30 Canon Inc 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置
JP3437423B2 (ja) 1997-10-31 2003-08-18 キヤノン株式会社 記録ヘッド及び該記録ヘッドを用いた記録装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7125105B2 (en) 2006-10-24
US20050052499A1 (en) 2005-03-10
CN1593919A (zh) 2005-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1278858C (zh) 喷液头用半导体装置、喷液头及喷液装置
US7824014B2 (en) Head substrate, printhead, head cartridge, and printing apparatus
CN2908153Y (zh) 喷墨头
KR100933720B1 (ko) 잉크젯 기록 헤드용 기판 및 구동 제어 방법, 잉크젯 기록헤드, 잉크젯 기록 헤드 카트리지 및 잉크젯 기록 장치
US8147039B2 (en) Head substrate, printhead, head cartridge, and printing apparatus
US9604453B2 (en) Element substrate, liquid discharge head, and printing apparatus
CN101157298B (zh) 元件基板以及使用它的打印头、打印头盒和打印设备
JP5184869B2 (ja) ヘッド基板、記録ヘッド、ヘッドカートリッジ、及び記録装置
TWI252169B (en) Printhead and image printing apparatus
CN1880076A (zh) 用于记录头的元件基体和具有该元件基体的记录头
CN1727186A (zh) 可用于喷墨打印机的打印头驱动装置及其半导体电路板
CN1922019A (zh) 宽阵列流体喷射装置
CN1392049A (zh) 打印头基片、打印头、打印头盒、及其打印机
CN1213865C (zh) 喷墨打印头
CN1251872C (zh) 喷墨记录头衬底、喷墨记录头及喷墨记录装置
JP2007137026A (ja) 液体吐出装置および液体攪拌方法
US8807708B2 (en) Semiconductor device, liquid discharge head, liquid discharge cartridge, and liquid discharge apparatus
US7354139B2 (en) Printhead substrate, printhead, head cartridge, and printing apparatus
US7896475B2 (en) Element substrate, printhead, and head cartridge
US20080129790A1 (en) Head substrate, printhead, head cartridge, and printing apparatus
CN103832074B (zh) 半导体装置、液体排出头、液体排出盒和液体排出设备
CN1805854A (zh) 喷墨打印头基板、驱动控制方法、喷墨打印头和喷墨打印装置
US20110292154A1 (en) Element substrate, printhead, and head cartridge
US20120069091A1 (en) Liquid-discharging recording head
CN100434276C (zh) 具有高效逻辑和驱动电路的微流体喷出装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20061011

Termination date: 20200907

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee