JP2001080074A - インクジェットプリンタ用プリントヘッド - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】信頼性を犠牲にすることなく高解像度のプリン
トヘッドが用いる導体の数が低減されたプリントヘッド
を提供する。 【解決手段】本発明の一実施例によれば、基板上のヒー
タ抵抗器は、第１のグループと第２のグループに電気的
に分けられる。第１の電気導体が基板上に配置され、第
１のグループの各ヒータ抵抗器と結合され、基板上に配
置された第１の端子で終端し、これにより、第１のグル
ープの各ヒータ抵抗器に電流を供給することができる。
第２の電気導体が基板上に配置され、第２のグループの
各ヒータ抵抗器と結合され、基板上に配置された第２の
端子で終端し、これにより、第２のグループの各ヒータ
抵抗器に電流を供給することができる。第３の電気導体
が基板上に配置され、第１のグループと第２のグループ
の両方の各ヒータ抵抗器に結合され、基板上に互いに間
隔を置いて配置された第３および第４の端子で終端し、
電流を帰還して電気回路を完成させる。
トヘッドが用いる導体の数が低減されたプリントヘッド
を提供する。 【解決手段】本発明の一実施例によれば、基板上のヒー
タ抵抗器は、第１のグループと第２のグループに電気的
に分けられる。第１の電気導体が基板上に配置され、第
１のグループの各ヒータ抵抗器と結合され、基板上に配
置された第１の端子で終端し、これにより、第１のグル
ープの各ヒータ抵抗器に電流を供給することができる。
第２の電気導体が基板上に配置され、第２のグループの
各ヒータ抵抗器と結合され、基板上に配置された第２の
端子で終端し、これにより、第２のグループの各ヒータ
抵抗器に電流を供給することができる。第３の電気導体
が基板上に配置され、第１のグループと第２のグループ
の両方の各ヒータ抵抗器に結合され、基板上に互いに間
隔を置いて配置された第３および第４の端子で終端し、
電流を帰還して電気回路を完成させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般にインクジェ
ット印刷装置に関し、より詳細には、信頼性を犠牲にす
ることなく、液滴噴出器のヒータ抵抗器に電気接続を行
う相互接続の数が低減された、熱インクジェット印刷装
置用のインクジェットプリントヘッドに関する。
ット印刷装置に関し、より詳細には、信頼性を犠牲にす
ることなく、液滴噴出器のヒータ抵抗器に電気接続を行
う相互接続の数が低減された、熱インクジェット印刷装
置用のインクジェットプリントヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット印刷技術は、比較的よく
開発されている。コンピュータのプリンタ、グラフィッ
クスプロッタ、複写機、ファクシミリ等の市販製品は、
インクジェット技術をうまく用いてハードコピーの印刷
出力を作成している。この技術の基本原理は、例えば、
Hewlett-Packard Journal, Vol.36, No.5 (1985年５
月), Vol.39, No.4 (1988年８月), Vol.39, No.5 (1988
年１０月), Vol.43, No.4 (1992年８月), Vol.43, No.6
(1992年１２月), Vol.45, No.1 (1994年２月)の各版に
おける様々な論文において、開示されている。インクジ
ェット装置についてはまた、Ｗ．Ｊ． Ｌｌｏｙｄと
Ｈ．Ｔ．ＴａｕｂがＯｕｔｐｕｔ Ｈａｒｄｃｏｐｙ
Ｄｅｖｉｃｅｓ（R. C. Durbeck and S. Sherr, ed., A
cademic Press,San Diego, 1988, chapter 13）におい
て説明している。
開発されている。コンピュータのプリンタ、グラフィッ
クスプロッタ、複写機、ファクシミリ等の市販製品は、
インクジェット技術をうまく用いてハードコピーの印刷
出力を作成している。この技術の基本原理は、例えば、
Hewlett-Packard Journal, Vol.36, No.5 (1985年５
月), Vol.39, No.4 (1988年８月), Vol.39, No.5 (1988
年１０月), Vol.43, No.4 (1992年８月), Vol.43, No.6
(1992年１２月), Vol.45, No.1 (1994年２月)の各版に
おける様々な論文において、開示されている。インクジ
ェット装置についてはまた、Ｗ．Ｊ． Ｌｌｏｙｄと
Ｈ．Ｔ．ＴａｕｂがＯｕｔｐｕｔ Ｈａｒｄｃｏｐｙ
Ｄｅｖｉｃｅｓ（R. C. Durbeck and S. Sherr, ed., A
cademic Press,San Diego, 1988, chapter 13）におい
て説明している。
【０００３】インクジェット印刷用の熱インクジェット
プリンタは、通常１つ以上の平行移動して往復運動する
プリントカートリッジを含む。プリントカートリッジに
おいては、液滴発生器によって、小さなインク滴が、英
数字文字、グラフィックス、または画像を配置すること
が所望される媒体に向かって、噴出される。このような
カートリッジは通常、インク滴が噴出される複数の小さ
なノズルを有する、オリフィス部材すなわちオリフィス
板を有する、プリントヘッドを含む。ノズルの下にはイ
ンク噴射チャンバがある。インク噴射チャンバは、イン
クがインク噴出器によってノズルを通って噴出される前
にその中に存在している封入容器である。インクは、イ
ンク容器と流体連通するインクチャネルを通ってインク
噴射チャンバに供給される。インク容器は、プリントカ
ートリッジの容器部に含まれていてもよく、プリントヘ
ッドから間隔を置いて配置された別個のインク容器内に
含まれていてもよい。
プリンタは、通常１つ以上の平行移動して往復運動する
プリントカートリッジを含む。プリントカートリッジに
おいては、液滴発生器によって、小さなインク滴が、英
数字文字、グラフィックス、または画像を配置すること
が所望される媒体に向かって、噴出される。このような
カートリッジは通常、インク滴が噴出される複数の小さ
なノズルを有する、オリフィス部材すなわちオリフィス
板を有する、プリントヘッドを含む。ノズルの下にはイ
ンク噴射チャンバがある。インク噴射チャンバは、イン
クがインク噴出器によってノズルを通って噴出される前
にその中に存在している封入容器である。インクは、イ
ンク容器と流体連通するインクチャネルを通ってインク
噴射チャンバに供給される。インク容器は、プリントカ
ートリッジの容器部に含まれていてもよく、プリントヘ
ッドから間隔を置いて配置された別個のインク容器内に
含まれていてもよい。
【０００４】熱インクジェットプリンタにおいて用いる
ノズルを通るインク滴の噴出は、インク噴射チャンバ内
に存在するインクを、インク噴射チャンバ内に配置した
ヒータ抵抗インク噴出器に選択的に電気パルスを付勢し
て素早く加熱することによって、行われる。ヒータ抵抗
器からの熱エネルギー出力の開始時には、気化インクの
気泡が、ヒータ抵抗器表面またはその保護層上の各場所
で核形成を行う。気化インクの気泡が急速に膨張するこ
とによって、液体インクがノズルを通って押し出され
る。いったん電気パルスが終了してインク滴が噴出され
ると、インク噴射チャンバには、インクチャネルおよび
インク容器からインクが再充填される。
ノズルを通るインク滴の噴出は、インク噴射チャンバ内
に存在するインクを、インク噴射チャンバ内に配置した
ヒータ抵抗インク噴出器に選択的に電気パルスを付勢し
て素早く加熱することによって、行われる。ヒータ抵抗
器からの熱エネルギー出力の開始時には、気化インクの
気泡が、ヒータ抵抗器表面またはその保護層上の各場所
で核形成を行う。気化インクの気泡が急速に膨張するこ
とによって、液体インクがノズルを通って押し出され
る。いったん電気パルスが終了してインク滴が噴出され
ると、インク噴射チャンバには、インクチャネルおよび
インク容器からインクが再充填される。
【０００５】ヒータ抵抗器から電力が除去された後、気
化の気泡は、噴射チャンバ内で、小さいが激しい方法で
崩壊する。プリントヘッド内の、気化の気泡が崩壊する
周辺にある構成要素は、気化の気泡が崩壊するときに流
体の機械的応力（キャビテーション）を受けやすく、そ
れによって、インクがインク噴射チャンバの各構成要素
に衝突する。ヒータ抵抗器は、キャビテーションからの
損傷を特に受けやすい。通常、１つ以上の保護層が抵抗
器および隣接する構造の上に配置されて、抵抗器をキャ
ビテーションやインクによる化学的な攻撃から保護して
いる。インクに接触する保護層のひとつは、崩壊するイ
ンクのキャビテーションによる摩耗からの保護を行う、
機械的に硬質のキャビテーション層である。別の層とし
てパッシベーション層があるが、これは通常、キャビテ
ーション層とヒータ抵抗器およびその関連する構造との
間に配置されて、化学的な攻撃からの保護を行う。熱イ
ンクジェットのインクは、化学的反応性が高く、ヒータ
抵抗器およびその電気的相互接続をインクに長くさらし
ておくと、ヒータ抵抗器および電気導体が劣化したり故
障させたりしてしまう。
化の気泡は、噴射チャンバ内で、小さいが激しい方法で
崩壊する。プリントヘッド内の、気化の気泡が崩壊する
周辺にある構成要素は、気化の気泡が崩壊するときに流
体の機械的応力（キャビテーション）を受けやすく、そ
れによって、インクがインク噴射チャンバの各構成要素
に衝突する。ヒータ抵抗器は、キャビテーションからの
損傷を特に受けやすい。通常、１つ以上の保護層が抵抗
器および隣接する構造の上に配置されて、抵抗器をキャ
ビテーションやインクによる化学的な攻撃から保護して
いる。インクに接触する保護層のひとつは、崩壊するイ
ンクのキャビテーションによる摩耗からの保護を行う、
機械的に硬質のキャビテーション層である。別の層とし
てパッシベーション層があるが、これは通常、キャビテ
ーション層とヒータ抵抗器およびその関連する構造との
間に配置されて、化学的な攻撃からの保護を行う。熱イ
ンクジェットのインクは、化学的反応性が高く、ヒータ
抵抗器およびその電気的相互接続をインクに長くさらし
ておくと、ヒータ抵抗器および電気導体が劣化したり故
障させたりしてしまう。
【０００６】従来技術のインクインクジェットプリント
ヘッドのヒータ抵抗器は、半導体基板の酸化物層上に配
置された薄膜抵抗材料を含む。この酸化物層の上に電気
導体がパターニングされ、それぞれの薄膜ヒータ抵抗器
へのおよびそこからの電気的経路を提供する。高密度
（ＤＰＩ−１インチ当たりのドット数−が高い）プリン
トヘッドにおいて多数のヒータ抵抗器が用いられると、
電気導体の数は多くなってしまう可能性があるので、ヒ
ータ抵抗器をプリンタ内に配置される回路に接続するの
に必要な導体の数を減らすための、様々な多重化技術が
導入されている。例えば、米国特許第5,541,629号「Pri
nthead with Reduced Interconnections to a Printe
r」および米国特許第5,134,425号「Ohmic Heating Matr
ix」を参照されたい。それぞれの電気導体は、導電率は
よいが、ヒータ抵抗器の経路内に不所望な量の抵抗を与
えてしまう。この不所望な寄生抵抗によって、それがな
ければヒータ抵抗器が利用できる電気エネルギーの一部
が消費され、それがなければより効率的にインク滴を噴
出するのに用いることができるエネルギーが浪費されて
しまう。ヒータの抵抗が小さい場合には、気化インクの
気泡が核形成するために引き出す電流が比較的多くな
り、その結果、ヒータ抵抗器に供給されるエネルギー量
と比べて、電気導体の寄生抵抗において浪費されるエネ
ルギー量がかなり大きくなってしまう。すなわち、ヒー
タ抵抗器の抵抗と電気導体（およびその他の構成要素）
の寄生抵抗との比が小さすぎる場合には、プリントヘッ
ドの効率（および温度）が、浪費したエネルギーによっ
て悪影響を受ける。
ヘッドのヒータ抵抗器は、半導体基板の酸化物層上に配
置された薄膜抵抗材料を含む。この酸化物層の上に電気
導体がパターニングされ、それぞれの薄膜ヒータ抵抗器
へのおよびそこからの電気的経路を提供する。高密度
（ＤＰＩ−１インチ当たりのドット数−が高い）プリン
トヘッドにおいて多数のヒータ抵抗器が用いられると、
電気導体の数は多くなってしまう可能性があるので、ヒ
ータ抵抗器をプリンタ内に配置される回路に接続するの
に必要な導体の数を減らすための、様々な多重化技術が
導入されている。例えば、米国特許第5,541,629号「Pri
nthead with Reduced Interconnections to a Printe
r」および米国特許第5,134,425号「Ohmic Heating Matr
ix」を参照されたい。それぞれの電気導体は、導電率は
よいが、ヒータ抵抗器の経路内に不所望な量の抵抗を与
えてしまう。この不所望な寄生抵抗によって、それがな
ければヒータ抵抗器が利用できる電気エネルギーの一部
が消費され、それがなければより効率的にインク滴を噴
出するのに用いることができるエネルギーが浪費されて
しまう。ヒータの抵抗が小さい場合には、気化インクの
気泡が核形成するために引き出す電流が比較的多くな
り、その結果、ヒータ抵抗器に供給されるエネルギー量
と比べて、電気導体の寄生抵抗において浪費されるエネ
ルギー量がかなり大きくなってしまう。すなわち、ヒー
タ抵抗器の抵抗と電気導体（およびその他の構成要素）
の寄生抵抗との比が小さすぎる場合には、プリントヘッ
ドの効率（および温度）が、浪費したエネルギーによっ
て悪影響を受ける。
【０００７】今日利用できる熱インクジェットプリンタ
の大部分は、抵抗が３５Ωから４０Ωの正方形のヒータ
抵抗器を用いている。これよりも抵抗値が大きい抵抗器
を用いることがもし可能であれば、気化インクの気泡が
核形成するのに必要なエネルギーが、より高電圧および
低電流で薄膜ヒータ抵抗器に伝達されるだろう。寄生抵
抗において浪費されるエネルギーは低減し、ヒータ抵抗
器に電力を供給する電源をより小型で安価なものにする
ことができるだろう。
の大部分は、抵抗が３５Ωから４０Ωの正方形のヒータ
抵抗器を用いている。これよりも抵抗値が大きい抵抗器
を用いることがもし可能であれば、気化インクの気泡が
核形成するのに必要なエネルギーが、より高電圧および
低電流で薄膜ヒータ抵抗器に伝達されるだろう。寄生抵
抗において浪費されるエネルギーは低減し、ヒータ抵抗
器に電力を供給する電源をより小型で安価なものにする
ことができるだろう。
【０００８】インクジェットプリンタのユーザが、プリ
ンタからの印刷出力に細部をより精密にすることが求め
られ始めるにつれて、媒体上に配置するインク滴の解像
度を高くする技術が推進されてきた。解像度を測る方法
として一般的なもののひとつは、印刷媒体の選択した寸
法内に付着されるインクドットの最大数を測定するとい
うものであり、これは一般的に１インチ当たりのドット
数（ＤＰＩ）として表される。ＤＰＩを上げるために
は、液滴を小さくしなければならない。インク滴が小さ
くなるということは、それぞれの液滴の液滴重量が小さ
くなり液滴体積が小さくなるということを意味する。液
滴重量の小さいインク滴を作成するには、プリントヘッ
ドの構造を小さくしなければならない。従って、インク
ジェットプリントヘッドの設計者は、より高い周波数で
動作しているプリントヘッドのより小さな面積にわたっ
て、より多くの液滴発生器（関連するヒータ抵抗器と共
に）を配置する、という問題に直面することになる。よ
り多数の、より小さな液滴発生器に通電するためには、
プリントヘッド基板のより小面積の「土地」上により多
数の電気導体が必要である。前述の多重化技術は、ヒー
タ抵抗器に通電するのに必要な導体の総数を低減するの
に役立っている。しかし、高い信頼性で、現代の印刷動
作に必要な高密度の液滴発生器にするためには、更なる
改良が必要である。
ンタからの印刷出力に細部をより精密にすることが求め
られ始めるにつれて、媒体上に配置するインク滴の解像
度を高くする技術が推進されてきた。解像度を測る方法
として一般的なもののひとつは、印刷媒体の選択した寸
法内に付着されるインクドットの最大数を測定するとい
うものであり、これは一般的に１インチ当たりのドット
数（ＤＰＩ）として表される。ＤＰＩを上げるために
は、液滴を小さくしなければならない。インク滴が小さ
くなるということは、それぞれの液滴の液滴重量が小さ
くなり液滴体積が小さくなるということを意味する。液
滴重量の小さいインク滴を作成するには、プリントヘッ
ドの構造を小さくしなければならない。従って、インク
ジェットプリントヘッドの設計者は、より高い周波数で
動作しているプリントヘッドのより小さな面積にわたっ
て、より多くの液滴発生器（関連するヒータ抵抗器と共
に）を配置する、という問題に直面することになる。よ
り多数の、より小さな液滴発生器に通電するためには、
プリントヘッド基板のより小面積の「土地」上により多
数の電気導体が必要である。前述の多重化技術は、ヒー
タ抵抗器に通電するのに必要な導体の総数を低減するの
に役立っている。しかし、高い信頼性で、現代の印刷動
作に必要な高密度の液滴発生器にするためには、更なる
改良が必要である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、信頼
性を犠牲にすることなく高解像度のプリントヘッドが必
要とする導体の数が低減されたプリントヘッドを提供す
ることにある。
性を犠牲にすることなく高解像度のプリントヘッドが必
要とする導体の数が低減されたプリントヘッドを提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】インクジェットプリンタ
用プリントヘッドは、その上に複数のヒータ抵抗器が配
置される基板を含む。ヒータ抵抗器は、第１のグループ
と第２のグループに分けて電気的に配置される。第１の
電気導体が基板上に配置され、第１のグループのそれぞ
れのヒータ抵抗器と結合され、基板上に配置された第１
の端子で終わる。これによって、第１のグループのそれ
ぞれのヒータ抵抗器に電流を供給することができる。第
２の電気導体が基板上に配置され、第２のグループのそ
れぞれのヒータ抵抗器と結合され、基板上に配置された
第２の端子で終わる。これによって、第２のグループの
それぞれのヒータ抵抗器に電流を供給することができ
る。第３の電気導体が基板上に配置され、第１のグルー
プと第２のグループの両方のそれぞれのヒータ抵抗器と
結合され、基板上に互いに間隔を置いて配置された第３
および第４の端子で終わり、電流を帰還して電気回路を
完成させる。
用プリントヘッドは、その上に複数のヒータ抵抗器が配
置される基板を含む。ヒータ抵抗器は、第１のグループ
と第２のグループに分けて電気的に配置される。第１の
電気導体が基板上に配置され、第１のグループのそれぞ
れのヒータ抵抗器と結合され、基板上に配置された第１
の端子で終わる。これによって、第１のグループのそれ
ぞれのヒータ抵抗器に電流を供給することができる。第
２の電気導体が基板上に配置され、第２のグループのそ
れぞれのヒータ抵抗器と結合され、基板上に配置された
第２の端子で終わる。これによって、第２のグループの
それぞれのヒータ抵抗器に電流を供給することができ
る。第３の電気導体が基板上に配置され、第１のグルー
プと第２のグループの両方のそれぞれのヒータ抵抗器と
結合され、基板上に互いに間隔を置いて配置された第３
および第４の端子で終わり、電流を帰還して電気回路を
完成させる。
【００１１】
【発明の実施の形態】信頼性を維持しながら導電トレー
スの数を減らすために、それぞれの基本要素に供給され
るヒータ抵抗器の供給電流が、半導体プリントヘッド基
板上のいくつかの相互接続端子を利用する共通の接地帰
還導体を経由して帰還する。
スの数を減らすために、それぞれの基本要素に供給され
るヒータ抵抗器の供給電流が、半導体プリントヘッド基
板上のいくつかの相互接続端子を利用する共通の接地帰
還導体を経由して帰還する。
【００１２】本発明を用いることができる、例示的イン
クジェット印刷装置であるプリンタ１０１を、図１Ａの
斜視図に概略的に示す。グラフィックスプロッタ、複写
機、およびファクシミリ等の印刷装置もまた、本発明を
有益に用いることができる。プリンタのハウジング１０
３は、印刷プラテンを含む。印刷プラテンのところに
は、当業者に公知の機構によって、紙等の入力印刷媒体
１０５が運搬されてくる。プリンタ１０１内のキャリッ
ジは、ブラックまたはカラーのインクのインク滴を噴出
することができる個々のプリントカートリッジを、１つ
または１組保持している。他の実施例では、１つ以上の
流体連通した軸外のインク容器から時折補充される半永
久的プリントヘッド機構、または、プリントカートリッ
ジ内で利用できる２つ以上のカラーインクとそれぞれの
色について指定されたインク噴出ノズルとを有する単一
のプリントカートリッジ、または単一のカラーのプリン
トカートリッジまたは印刷機構、を含んでもよい。本発
明は、少なくともこういった選択肢が用いるプリントヘ
ッドに適用することができる。本発明において用いるこ
とができ２つのプリントカートリッジ１１０、１１１を
搭載するキャリッジ１０９を、図１Ｂに示す。キャリッ
ジ１０９は通常、プリンタ内の摺動バーまたは同様の機
構によって支持され、この摺動バーに沿って物理的に進
み、キャリッジ１０９が印刷媒体１０５を横切って平行
移動して往復運動する、すなわち左右に走査することが
できる。走査軸Ｘを、図１Ａにおいて矢印で示す。キャ
リッジ１０９が走査するにつれて、１組のプリントカー
トリッジ１１０、１１１のプリントヘッドから所定の印
刷幅(print swath)パターンで媒体１０５上にインク滴
が選択的に噴出され、ドットマトリクス操作を用いて画
像または英数字文字を形成する。従来技術で、ドットマ
トリクス操作はユーザのコンピュータ（図示せず）によ
って決定され、命令がプリンタ１０１内のマイクロプロ
セッサをベースにした電子制御装置に送られる。ドット
マトリクス操作の他の技術は、コンピュータがデータを
ラスター化し、そのラスター化したデータと印刷命令と
をプリンタに送ることによって行われる。プリンタは、
命令とラスター化した情報とを解釈して、どの液滴発生
器を噴射するか決定する。インク滴の飛翔経路の軸Ｚを
矢印で示す。１回分の印刷が完了すると、矢印で示す印
刷媒体軸Ｙに沿って適当な距離だけ媒体１０５を動かし
て、次の印刷に備える。本発明はまた、プリントヘッド
が固定され（ページ幅のアレイ等）、媒体が１つまたは
それよりも多い方向に動くもの、媒体が固定されプリン
トヘッドが１つ以上の方向に動くもの（フラットベット
プロッタ等）のように、プリントヘッドと媒体との間の
相対運動を持ち込むのに他の手段を用いるインクジェッ
ト印刷装置にも、適用することができる。更に、本発明
は、フォーマットの大きな装置、複写機、ファクシミ
リ、フォトプリンタ、等を含む様々な印刷システムに適
用することができる。
クジェット印刷装置であるプリンタ１０１を、図１Ａの
斜視図に概略的に示す。グラフィックスプロッタ、複写
機、およびファクシミリ等の印刷装置もまた、本発明を
有益に用いることができる。プリンタのハウジング１０
３は、印刷プラテンを含む。印刷プラテンのところに
は、当業者に公知の機構によって、紙等の入力印刷媒体
１０５が運搬されてくる。プリンタ１０１内のキャリッ
ジは、ブラックまたはカラーのインクのインク滴を噴出
することができる個々のプリントカートリッジを、１つ
または１組保持している。他の実施例では、１つ以上の
流体連通した軸外のインク容器から時折補充される半永
久的プリントヘッド機構、または、プリントカートリッ
ジ内で利用できる２つ以上のカラーインクとそれぞれの
色について指定されたインク噴出ノズルとを有する単一
のプリントカートリッジ、または単一のカラーのプリン
トカートリッジまたは印刷機構、を含んでもよい。本発
明は、少なくともこういった選択肢が用いるプリントヘ
ッドに適用することができる。本発明において用いるこ
とができ２つのプリントカートリッジ１１０、１１１を
搭載するキャリッジ１０９を、図１Ｂに示す。キャリッ
ジ１０９は通常、プリンタ内の摺動バーまたは同様の機
構によって支持され、この摺動バーに沿って物理的に進
み、キャリッジ１０９が印刷媒体１０５を横切って平行
移動して往復運動する、すなわち左右に走査することが
できる。走査軸Ｘを、図１Ａにおいて矢印で示す。キャ
リッジ１０９が走査するにつれて、１組のプリントカー
トリッジ１１０、１１１のプリントヘッドから所定の印
刷幅(print swath)パターンで媒体１０５上にインク滴
が選択的に噴出され、ドットマトリクス操作を用いて画
像または英数字文字を形成する。従来技術で、ドットマ
トリクス操作はユーザのコンピュータ（図示せず）によ
って決定され、命令がプリンタ１０１内のマイクロプロ
セッサをベースにした電子制御装置に送られる。ドット
マトリクス操作の他の技術は、コンピュータがデータを
ラスター化し、そのラスター化したデータと印刷命令と
をプリンタに送ることによって行われる。プリンタは、
命令とラスター化した情報とを解釈して、どの液滴発生
器を噴射するか決定する。インク滴の飛翔経路の軸Ｚを
矢印で示す。１回分の印刷が完了すると、矢印で示す印
刷媒体軸Ｙに沿って適当な距離だけ媒体１０５を動かし
て、次の印刷に備える。本発明はまた、プリントヘッド
が固定され（ページ幅のアレイ等）、媒体が１つまたは
それよりも多い方向に動くもの、媒体が固定されプリン
トヘッドが１つ以上の方向に動くもの（フラットベット
プロッタ等）のように、プリントヘッドと媒体との間の
相対運動を持ち込むのに他の手段を用いるインクジェッ
ト印刷装置にも、適用することができる。更に、本発明
は、フォーマットの大きな装置、複写機、ファクシミ
リ、フォトプリンタ、等を含む様々な印刷システムに適
用することができる。
【００１３】プリンタ１０１内でＺ方向から見たインク
ジェットキャリッジ１０９およびプリントカートリッジ
１１０、１１１を、図１Ｂに示す。キャリッジおよびプ
リントカートリッジをこの方向から見ると、それぞれの
カートリッジのプリントヘッド１１３、１１５を見るこ
とができる。好適な実施例において、インクはそれぞれ
のプリントヘッド１１３、１１５の本体部内に収容さ
れ、内部通路を通ってそれぞれのプリントヘッドへと送
られる。マルチカラー印刷に適合した本発明の実施例に
おいて、それぞれのカラー（シアン、マゼンタ、および
イエロー）について１つずつ、計３グループのオリフィ
スが、プリントヘッド１１５の穴が開いたオリフィス板
表面上に配置される。柔軟性を有するポリマーテープ１
１７上の電気接続および関連する導電トレース（図示せ
ず）を通じてプリントヘッド１１５に伝達される、プリ
ンタからの命令の制御の下で、それぞれのカラーについ
てインクが選択的に吐出される。好適な実施例におい
て、テープ１１７は通常、図示のようにプリントカート
リッジの縁の回りを囲むように曲げて固定される。同様
の方法で、単一のカラーのインクであるブラックが、カ
ートリッジ１１０のインク収容部内に収容され、プリン
トヘッド１１３における単一のグループのオリフィスに
送られる。制御信号は、ポリマーテープ１１９上に配置
された導電トレース上でプリンタからプリントヘッドに
結合する。
ジェットキャリッジ１０９およびプリントカートリッジ
１１０、１１１を、図１Ｂに示す。キャリッジおよびプ
リントカートリッジをこの方向から見ると、それぞれの
カートリッジのプリントヘッド１１３、１１５を見るこ
とができる。好適な実施例において、インクはそれぞれ
のプリントヘッド１１３、１１５の本体部内に収容さ
れ、内部通路を通ってそれぞれのプリントヘッドへと送
られる。マルチカラー印刷に適合した本発明の実施例に
おいて、それぞれのカラー（シアン、マゼンタ、および
イエロー）について１つずつ、計３グループのオリフィ
スが、プリントヘッド１１５の穴が開いたオリフィス板
表面上に配置される。柔軟性を有するポリマーテープ１
１７上の電気接続および関連する導電トレース（図示せ
ず）を通じてプリントヘッド１１５に伝達される、プリ
ンタからの命令の制御の下で、それぞれのカラーについ
てインクが選択的に吐出される。好適な実施例におい
て、テープ１１７は通常、図示のようにプリントカート
リッジの縁の回りを囲むように曲げて固定される。同様
の方法で、単一のカラーのインクであるブラックが、カ
ートリッジ１１０のインク収容部内に収容され、プリン
トヘッド１１３における単一のグループのオリフィスに
送られる。制御信号は、ポリマーテープ１１９上に配置
された導電トレース上でプリンタからプリントヘッドに
結合する。
【００１４】図２からわかるように、ローラ２０７、プ
ラテンモータ２０９、および牽引装置（図示せず）を含
む媒体前進機構によって、単一の媒体シートが、入力ト
レイからプリントヘッドの下にあるプリンタの印刷領域
内に前進する。好適な実施例において、インクジェット
のプリントカートリッジ１１０、１１１は、キャリッジ
モータ２１１によって、媒体の入ってくる方向Ｙに垂直
な±Ｘ方向に、プラテン上の媒体１０５を横切って、イ
ンクリメントに引っ張られる。プラテンモータ２０９と
キャリッジモータ２１１とは通常、媒体およびカートリ
ッジ位置制御装置２１３の制御下にある。このような位
置決めおよび制御装置の一例は、米国特許第5,070,410
号「Apparatus and Method Using a Combined Read/Wri
te Head for Processing and Storing Read Signals an
d for Providing Firing Signalsto Thermally Actuate
d Ink Ejection Elements」において説明されているの
を見いだすことができる。従って、媒体１０５は、プリ
ントカートリッジ１１０、１１１がインク滴を噴出し
て、プリンタの液滴噴射制御装置２１５および電源２１
７に入力されたデータが要求するとおりにドットを媒体
上に配置することができるようにする。こういったイン
クのドットは、プリントカートリッジ１１０、１１１が
キャリッジモータ２１１によって媒体を横切って平行移
動するにつれて、プリントヘッドにおける選択したオリ
フィスから、走査方向と平行な帯状に吐出したインク滴
から形成される。プリントカートリッジ１１０、１１１
が媒体１０５上の１回分の印刷の端まで移動し行程の終
わりに達すると、媒体は、従来技術で、位置制御装置２
１３およびプラテンモータ２０９によってインクリメン
トに前進する。いったんプリントカートリッジが摺動バ
ー上でＸ方向の横断の終わりに達すると、これらのプリ
ントカートリッジは、支持機構に沿って戻り、印刷を継
続するか、印刷せずに戻るかのどちらかである。媒体
は、プリントヘッドのインク噴出部の幅またはその何分
の一かであってノズル同士の間の間隔に関係する大きさ
と同等のインクリメントな量だけ前進してもよい。媒体
の制御、プリントカートリッジの位置決め、およびイン
クの画像または文字を作り出すための正しいインク噴出
器の選択は、位置制御装置２１３によって決定される。
制御装置を、従来技術の電子ハードウェア構造によって
実施して、従来技術のメモリ２１６から動作命令を与え
てもよい。いったん媒体の印刷が完了すると、媒体はプ
リンタの出力トレイ内に吐き出されて、ユーザが取る。
ラテンモータ２０９、および牽引装置（図示せず）を含
む媒体前進機構によって、単一の媒体シートが、入力ト
レイからプリントヘッドの下にあるプリンタの印刷領域
内に前進する。好適な実施例において、インクジェット
のプリントカートリッジ１１０、１１１は、キャリッジ
モータ２１１によって、媒体の入ってくる方向Ｙに垂直
な±Ｘ方向に、プラテン上の媒体１０５を横切って、イ
ンクリメントに引っ張られる。プラテンモータ２０９と
キャリッジモータ２１１とは通常、媒体およびカートリ
ッジ位置制御装置２１３の制御下にある。このような位
置決めおよび制御装置の一例は、米国特許第5,070,410
号「Apparatus and Method Using a Combined Read/Wri
te Head for Processing and Storing Read Signals an
d for Providing Firing Signalsto Thermally Actuate
d Ink Ejection Elements」において説明されているの
を見いだすことができる。従って、媒体１０５は、プリ
ントカートリッジ１１０、１１１がインク滴を噴出し
て、プリンタの液滴噴射制御装置２１５および電源２１
７に入力されたデータが要求するとおりにドットを媒体
上に配置することができるようにする。こういったイン
クのドットは、プリントカートリッジ１１０、１１１が
キャリッジモータ２１１によって媒体を横切って平行移
動するにつれて、プリントヘッドにおける選択したオリ
フィスから、走査方向と平行な帯状に吐出したインク滴
から形成される。プリントカートリッジ１１０、１１１
が媒体１０５上の１回分の印刷の端まで移動し行程の終
わりに達すると、媒体は、従来技術で、位置制御装置２
１３およびプラテンモータ２０９によってインクリメン
トに前進する。いったんプリントカートリッジが摺動バ
ー上でＸ方向の横断の終わりに達すると、これらのプリ
ントカートリッジは、支持機構に沿って戻り、印刷を継
続するか、印刷せずに戻るかのどちらかである。媒体
は、プリントヘッドのインク噴出部の幅またはその何分
の一かであってノズル同士の間の間隔に関係する大きさ
と同等のインクリメントな量だけ前進してもよい。媒体
の制御、プリントカートリッジの位置決め、およびイン
クの画像または文字を作り出すための正しいインク噴出
器の選択は、位置制御装置２１３によって決定される。
制御装置を、従来技術の電子ハードウェア構造によって
実施して、従来技術のメモリ２１６から動作命令を与え
てもよい。いったん媒体の印刷が完了すると、媒体はプ
リンタの出力トレイ内に吐き出されて、ユーザが取る。
【００１５】プリントヘッド内で見いだされるインク滴
発生器の一例を、図３の拡大斜視断面図に示す。図示の
ように、液滴発生器は、ノズル、噴射チャンバ、および
インク噴出器を含む。液滴発生器の他の実施例は、ノズ
ル、噴射チャンバ、および／またはインク噴出器を複数
連係させたものを用いる。液滴発生器は、インク源に流
体連通している。図３に示す液滴発生器は、ヒータ抵抗
器３０９を含む。好適な実施例において、ヒータ抵抗器
３０９は、少なくとも７０オームの抵抗を有し、抵抗器
に電力を供給するリードを通じての寄生による電力損失
を低減する。好適な実施例において、ヒータ抵抗器３０
９は、ヒータ抵抗器３０９を利用するプリントカートリ
ッジ１１０または１１１上のパッド間で測定して、約１
４０オームの抵抗を有する。大部分の従来技術のプリン
トカートリッジにおいて、３０オームから４０オームが
用いられるのと対照的に、この従来技術と異なる高い抵
抗は、抵抗器３０９を製造するのに用いる薄膜層の厚さ
を薄くしたり抵抗率を増大することによって、達成する
ことができる。または、図３および図５に示し以下で説
明するように、分割した設計を用いることができる。
発生器の一例を、図３の拡大斜視断面図に示す。図示の
ように、液滴発生器は、ノズル、噴射チャンバ、および
インク噴出器を含む。液滴発生器の他の実施例は、ノズ
ル、噴射チャンバ、および／またはインク噴出器を複数
連係させたものを用いる。液滴発生器は、インク源に流
体連通している。図３に示す液滴発生器は、ヒータ抵抗
器３０９を含む。好適な実施例において、ヒータ抵抗器
３０９は、少なくとも７０オームの抵抗を有し、抵抗器
に電力を供給するリードを通じての寄生による電力損失
を低減する。好適な実施例において、ヒータ抵抗器３０
９は、ヒータ抵抗器３０９を利用するプリントカートリ
ッジ１１０または１１１上のパッド間で測定して、約１
４０オームの抵抗を有する。大部分の従来技術のプリン
トカートリッジにおいて、３０オームから４０オームが
用いられるのと対照的に、この従来技術と異なる高い抵
抗は、抵抗器３０９を製造するのに用いる薄膜層の厚さ
を薄くしたり抵抗率を増大することによって、達成する
ことができる。または、図３および図５に示し以下で説
明するように、分割した設計を用いることができる。
【００１６】図３において、インク噴射チャンバ３０１
の好適な実施例を、ノズル３０３および分割したヒータ
抵抗器３０９と対応させて示す。通常、多くの個別のノ
ズルがオリフィス板３０５上に所定のパターンで配置さ
れ、インク滴が制御されたパターンで吐出されるように
なっている。一般的に、媒体は、オリフィス板の外面を
含む平面と平行な位置に維持される。ヒータ抵抗器は、
外部コンピュータからのデータ入力、液滴噴射制御装置
２１５および電源２１７に関連するプリンタに結合した
その他のデータ源を含むプロセスで、選択されて起動す
る。インクは開口部３０７を経由して噴射チャンバ３０
１に供給され、分割したヒータ抵抗器３０９からの開放
された熱エネルギーによって気化インクの気泡が作り出
された後にオリフィス３０３から吐出されたインクを補
充する。インク噴射チャンバ３０１は、オリフィス板３
０５、層になった半導体基板３１３、およびバリアー層
３１５によって作り出される各壁と境界を接している。
好適な実施例において、カートリッジのハウジングの容
器内に収容された流体のインクは、毛管現象による力で
流れて噴射チャンバ３０１を充填する。
の好適な実施例を、ノズル３０３および分割したヒータ
抵抗器３０９と対応させて示す。通常、多くの個別のノ
ズルがオリフィス板３０５上に所定のパターンで配置さ
れ、インク滴が制御されたパターンで吐出されるように
なっている。一般的に、媒体は、オリフィス板の外面を
含む平面と平行な位置に維持される。ヒータ抵抗器は、
外部コンピュータからのデータ入力、液滴噴射制御装置
２１５および電源２１７に関連するプリンタに結合した
その他のデータ源を含むプロセスで、選択されて起動す
る。インクは開口部３０７を経由して噴射チャンバ３０
１に供給され、分割したヒータ抵抗器３０９からの開放
された熱エネルギーによって気化インクの気泡が作り出
された後にオリフィス３０３から吐出されたインクを補
充する。インク噴射チャンバ３０１は、オリフィス板３
０５、層になった半導体基板３１３、およびバリアー層
３１５によって作り出される各壁と境界を接している。
好適な実施例において、カートリッジのハウジングの容
器内に収容された流体のインクは、毛管現象による力で
流れて噴射チャンバ３０１を充填する。
【００１７】図４において、噴射チャンバ３０１および
関連する構造の断面図を示す。この好適な実施例におい
て、基板３１３は、シリコンでできた半導体ベース４０
１を含む。このベース４０１は、熱酸化と蒸着技術のど
ちらかを用いて処理されて、その上に二酸化ケイ素でで
きた薄い層４０３およびリン酸ケイ酸塩ガラス（ＰＳ
Ｇ）でできた薄い層４０５が形成される。この二酸化ケ
イ素とＰＳＧとは、厚さが約１７０００Åの電気絶縁層
を形成し、次にその上に、タンタルアルミニウム（Ｔａ
Ａｌ）の抵抗材料でできた層４０７が堆積される。この
タンタルアルミニウム層は、厚さ約９００Åまで堆積さ
れて、抵抗率が平方当たり約３０Ωになっている。好適
な実施例において、この抵抗層は、マグネトロンスパッ
タリング技術を用いて従来技術で堆積され、次にマスキ
ングをしてエッチングを行い、領域４０９、４１１等の
抵抗材料でできた不連続で電気的に独立した領域を作り
出す。次に、アルミニウムケイ素銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ）合金の導体でできた層４１３が、タンタルアルミニ
ウム層領域４０９、４１１の上に厚さ約５０００Åま
で、従来技術によりマグネトロンスパッタリングで堆積
され、エッチングされて、不連続で独立した電気導体
（導体４１５、４１７等）および相互接続領域を設け
る。ヒータ抵抗器および接続導体を保護するために、導
体層と抵抗層の上面に複合材料層が堆積される。パッシ
ベーション材料でできた二重の層は、厚さが２３５０Å
から２８００Åの範囲の窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）ででき
た第１の層４１９と、これを覆う厚さが１０００Åから
１５５０Åの範囲の不活性の炭化ケイ素（ＳｉＣ）でで
きた第２の層４２１とを含む。このパッシベーション層
（４１９、４２１）は、その下にある材料に良好に接着
すると共に、インクによる腐蝕から良好に保護する。こ
の層はまた、電気的絶縁も行う。ヒータ抵抗器３０９お
よび関連する電気接続にわたる領域が次にマスキングさ
れ、厚さが２５００Åから３５００Åの範囲のタンタル
でできたキャビテーション層４２３が、従来技術により
スパッタリングで堆積される。柔軟性を有する導電テー
プ１１９（または１１７）との電気的相互接続が所望さ
れる領域においては、キャビテーション層に金の層４２
５を選択的に付け加えてもよい。熱インクジェットの用
途の半導体処理の例を、米国特許第4,862,197号、「Pro
cess for Manufacturing Thermal Inkjet Printhead an
d Integrated Circuit(IC) Structures Produced There
by」において見いだすことができる。他の熱インクジェ
ットの半導体プロセスは、米国特許第5,883,650号「Thi
n-Film Printhead Device For an Ink-Jet Printer」に
おいて見いだすことができる。
関連する構造の断面図を示す。この好適な実施例におい
て、基板３１３は、シリコンでできた半導体ベース４０
１を含む。このベース４０１は、熱酸化と蒸着技術のど
ちらかを用いて処理されて、その上に二酸化ケイ素でで
きた薄い層４０３およびリン酸ケイ酸塩ガラス（ＰＳ
Ｇ）でできた薄い層４０５が形成される。この二酸化ケ
イ素とＰＳＧとは、厚さが約１７０００Åの電気絶縁層
を形成し、次にその上に、タンタルアルミニウム（Ｔａ
Ａｌ）の抵抗材料でできた層４０７が堆積される。この
タンタルアルミニウム層は、厚さ約９００Åまで堆積さ
れて、抵抗率が平方当たり約３０Ωになっている。好適
な実施例において、この抵抗層は、マグネトロンスパッ
タリング技術を用いて従来技術で堆積され、次にマスキ
ングをしてエッチングを行い、領域４０９、４１１等の
抵抗材料でできた不連続で電気的に独立した領域を作り
出す。次に、アルミニウムケイ素銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ）合金の導体でできた層４１３が、タンタルアルミニ
ウム層領域４０９、４１１の上に厚さ約５０００Åま
で、従来技術によりマグネトロンスパッタリングで堆積
され、エッチングされて、不連続で独立した電気導体
（導体４１５、４１７等）および相互接続領域を設け
る。ヒータ抵抗器および接続導体を保護するために、導
体層と抵抗層の上面に複合材料層が堆積される。パッシ
ベーション材料でできた二重の層は、厚さが２３５０Å
から２８００Åの範囲の窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）ででき
た第１の層４１９と、これを覆う厚さが１０００Åから
１５５０Åの範囲の不活性の炭化ケイ素（ＳｉＣ）でで
きた第２の層４２１とを含む。このパッシベーション層
（４１９、４２１）は、その下にある材料に良好に接着
すると共に、インクによる腐蝕から良好に保護する。こ
の層はまた、電気的絶縁も行う。ヒータ抵抗器３０９お
よび関連する電気接続にわたる領域が次にマスキングさ
れ、厚さが２５００Åから３５００Åの範囲のタンタル
でできたキャビテーション層４２３が、従来技術により
スパッタリングで堆積される。柔軟性を有する導電テー
プ１１９（または１１７）との電気的相互接続が所望さ
れる領域においては、キャビテーション層に金の層４２
５を選択的に付け加えてもよい。熱インクジェットの用
途の半導体処理の例を、米国特許第4,862,197号、「Pro
cess for Manufacturing Thermal Inkjet Printhead an
d Integrated Circuit(IC) Structures Produced There
by」において見いだすことができる。他の熱インクジェ
ットの半導体プロセスは、米国特許第5,883,650号「Thi
n-Film Printhead Device For an Ink-Jet Printer」に
おいて見いだすことができる。
【００１８】好適な実施例において、噴射チャンバ３０
１およびインク供給チャネルの側面は、ポリマーのバリ
アー層３１５によって画定される。このバリアー層は、
好ましくは、インクの腐食作用に対して略不活性であ
り、基板３１３およびその様々な保護層の上に従来技術
を用いて施される、有機ポリマープラスチックでできて
いる。プリントヘッドの用途に有用な構造を実現するた
めに、バリアー層を次にフォトリソグラフィーによって
所望の形状に画定し、次にエッチングを行う。好適な実
施例において、バリアー層３１５は、プリントヘッドを
オリフィス板３０５と共に組み立てた後の厚さが約１５
μｍである。
１およびインク供給チャネルの側面は、ポリマーのバリ
アー層３１５によって画定される。このバリアー層は、
好ましくは、インクの腐食作用に対して略不活性であ
り、基板３１３およびその様々な保護層の上に従来技術
を用いて施される、有機ポリマープラスチックでできて
いる。プリントヘッドの用途に有用な構造を実現するた
めに、バリアー層を次にフォトリソグラフィーによって
所望の形状に画定し、次にエッチングを行う。好適な実
施例において、バリアー層３１５は、プリントヘッドを
オリフィス板３０５と共に組み立てた後の厚さが約１５
μｍである。
【００１９】オリフィス板３０５は、バリアー層３１５
によって基板３１３に固定される。プリントカートリッ
ジによっては、オリフィス板３０５を金メッキしたニッ
ケルで構成して、インクの腐蝕効果に対抗する。他のプ
リントカートリッジにおいては、オリフィス板を、通常
の電気的相互接続構造として用いることができるポリア
ミド材料で構成する。他の実施例においては、オリフィ
ス板とバリアー層とを基板上に一体的に形成する。
によって基板３１３に固定される。プリントカートリッ
ジによっては、オリフィス板３０５を金メッキしたニッ
ケルで構成して、インクの腐蝕効果に対抗する。他のプ
リントカートリッジにおいては、オリフィス板を、通常
の電気的相互接続構造として用いることができるポリア
ミド材料で構成する。他の実施例においては、オリフィ
ス板とバリアー層とを基板上に一体的に形成する。
【００２０】プリントヘッド基板上に配置された多くの
ヒータ抵抗器は、一般的に基本要素と呼ばれるグループ
に分けて電気的に配置するのが普通である。こういった
基本要素は、個々に、プリンタ内に配置された電源から
順に電流を供給される。電気回路を完成するために、接
地、すなわち共通、の帰還導体が電流を電源に帰還させ
る。好適な実施例において、１つの基本要素内のヒータ
抵抗器はそれぞれ、電界効果トランジスタ等の関連する
スイッチ回路を有する。それぞれのスイッチ回路は、ス
イッチ回路を導通状態に起動してそのスイッチ回路に関
連するヒータ抵抗器が噴射できるようにする信号をプリ
ンタから受け取る、アドレスパッドに接続されている。
本実施例において、それぞれのアドレスパッドは、それ
ぞれの基本要素内の１つの抵抗器のスイッチ回路に接続
されている。プリントヘッドを動作すると、プリンタは
各アドレスを循環して、ある１つの基本要素について１
度に１つのヒータ抵抗器のみが通電されるようにする。
しかし、同時に多数の基本要素を噴射することができ
る。最大印刷密度では、同時にすべての基本要素を噴射
することができる（しかし、それぞれの基本要素につい
て１度に１つのヒータ抵抗器が通電される）。このよう
な１実施例において、それぞれのアドレスラインは、プ
リントヘッド上のすべての基本要素に接続されている。
他の実施例において、それぞれのアドレスラインは、基
本要素のうちのいくつかに接続されているのみである。
好適な実施例において、それぞれの基本要素は、それぞ
れの基本要素に電力を供給する別個の基本要素選択ライ
ンに接続されている。それぞれの基本要素選択ライン
は、選択的通電用の別個のパッドを基板上に有してい
る。従って、基本要素選択ラインの数は、基本要素の数
に対応する。ある特定のヒータ抵抗器に通電すると、そ
の抵抗器に関連するアドレスが起動して、その特定の抵
抗器に関連するスイッチ回路が導通状態になり、それに
よって電流に低抵抗経路が提供され、電流はスイッチ回
路およびヒータ抵抗器を通って流れる。そして、スイッ
チに電流が流れている間、高電流噴射パルスがその基本
要素選択ラインに印加されて、その特定のヒータ抵抗器
に通電する。噴射後、そのアドレスラインは起動停止
し、そのスイッチ回路は非導通状態になる。
ヒータ抵抗器は、一般的に基本要素と呼ばれるグループ
に分けて電気的に配置するのが普通である。こういった
基本要素は、個々に、プリンタ内に配置された電源から
順に電流を供給される。電気回路を完成するために、接
地、すなわち共通、の帰還導体が電流を電源に帰還させ
る。好適な実施例において、１つの基本要素内のヒータ
抵抗器はそれぞれ、電界効果トランジスタ等の関連する
スイッチ回路を有する。それぞれのスイッチ回路は、ス
イッチ回路を導通状態に起動してそのスイッチ回路に関
連するヒータ抵抗器が噴射できるようにする信号をプリ
ンタから受け取る、アドレスパッドに接続されている。
本実施例において、それぞれのアドレスパッドは、それ
ぞれの基本要素内の１つの抵抗器のスイッチ回路に接続
されている。プリントヘッドを動作すると、プリンタは
各アドレスを循環して、ある１つの基本要素について１
度に１つのヒータ抵抗器のみが通電されるようにする。
しかし、同時に多数の基本要素を噴射することができ
る。最大印刷密度では、同時にすべての基本要素を噴射
することができる（しかし、それぞれの基本要素につい
て１度に１つのヒータ抵抗器が通電される）。このよう
な１実施例において、それぞれのアドレスラインは、プ
リントヘッド上のすべての基本要素に接続されている。
他の実施例において、それぞれのアドレスラインは、基
本要素のうちのいくつかに接続されているのみである。
好適な実施例において、それぞれの基本要素は、それぞ
れの基本要素に電力を供給する別個の基本要素選択ライ
ンに接続されている。それぞれの基本要素選択ライン
は、選択的通電用の別個のパッドを基板上に有してい
る。従って、基本要素選択ラインの数は、基本要素の数
に対応する。ある特定のヒータ抵抗器に通電すると、そ
の抵抗器に関連するアドレスが起動して、その特定の抵
抗器に関連するスイッチ回路が導通状態になり、それに
よって電流に低抵抗経路が提供され、電流はスイッチ回
路およびヒータ抵抗器を通って流れる。そして、スイッ
チに電流が流れている間、高電流噴射パルスがその基本
要素選択ラインに印加されて、その特定のヒータ抵抗器
に通電する。噴射後、そのアドレスラインは起動停止
し、そのスイッチ回路は非導通状態になる。
【００２１】従来技術のプリントヘッドの設計において
は、それぞれの基本要素に別個の接地リードが設けられ
ている。本発明の１態様は、単一の接地リードが多数の
基本要素に接続されて、基板への相互接続の必要数が低
減される、というものである。１実施例において、少な
くとも４つの基本要素が同じ接地リードに接続される。
それぞれの接地リードは、少なくとも接地パッドを１つ
有する。ある特定のヒータ抵抗器を噴射すると、電流
は、基本要素選択パッドから、スイッチ回路および抵抗
器を通り、接地パッドに帰還する。しかし、多くまたは
すべての基本要素を同時に動作する場合には、単一の接
地リードにおける寄生電力消費は大きなものになる可能
性がある。この効果を低減するために、基本要素選択パ
ッドと接地パッドとの間で測定されるヒータ抵抗器の値
を、従来技術の約３０Ωから４０Ωという値から、約１
４０Ωに増大する。
は、それぞれの基本要素に別個の接地リードが設けられ
ている。本発明の１態様は、単一の接地リードが多数の
基本要素に接続されて、基板への相互接続の必要数が低
減される、というものである。１実施例において、少な
くとも４つの基本要素が同じ接地リードに接続される。
それぞれの接地リードは、少なくとも接地パッドを１つ
有する。ある特定のヒータ抵抗器を噴射すると、電流
は、基本要素選択パッドから、スイッチ回路および抵抗
器を通り、接地パッドに帰還する。しかし、多くまたは
すべての基本要素を同時に動作する場合には、単一の接
地リードにおける寄生電力消費は大きなものになる可能
性がある。この効果を低減するために、基本要素選択パ
ッドと接地パッドとの間で測定されるヒータ抵抗器の値
を、従来技術の約３０Ωから４０Ωという値から、約１
４０Ωに増大する。
【００２２】寄生の電力消費を更に低減するために、多
数の接地パッドを共通して単一の接地リードに接続し
て、接地と各基本要素との間の抵抗を低減する。こうい
ったリードは、好ましくは基板上で互いに間隔を置いて
配置され、ダイの中心に配置された抵抗器の抵抗と、通
常接地パッドが配置されるダイの縁により近いところに
ある抵抗器とのバランスを取るのを助ける。
数の接地パッドを共通して単一の接地リードに接続し
て、接地と各基本要素との間の抵抗を低減する。こうい
ったリードは、好ましくは基板上で互いに間隔を置いて
配置され、ダイの中心に配置された抵抗器の抵抗と、通
常接地パッドが配置されるダイの縁により近いところに
ある抵抗器とのバランスを取るのを助ける。
【００２３】好適な実施例において、１つの基本要素は
１８個のインク噴出ヒータ抵抗器からなっている。１つ
の基本要素５０１の電気的概略図を図５に示す。１８個
のヒータ抵抗器Ｒはそれぞれ、導体５０３に接続されて
いる。導体５０３は、図４に示したもの等の基板上に堆
積した導電金属膜である。導体５０３は、物理的にヒー
タ抵抗器から遠ざかる方向に送られ、相互接続端子ＰＳ
ｎで終わっている。相互接続端子ＰＳｎは、従来技術で
柔軟性を有するテープ１１７と相互接続されて、プリン
タの電源２１７に結合される。ヒータ抵抗器Ｒは、図５
に示すようにＭＯＳトランジスタスイッチ（例えば、ト
ランジスタ５０７）のドレイン端子に個々に結合されて
いる。基本要素５０１の各トランジスタスイッチのソー
スは、接地帰還導体５０９に接続されている。ヒータ抵
抗器を起動する（通電する）には、関連するトランジス
タスイッチを導通モードにしなければならない。これ
は、好適な実施例において、通電するヒータ抵抗器に関
連するアドレスバスの信号ラインに起動信号を印加する
ことによって行われる。起動信号は、トランジスタスイ
ッチのゲート端子をバイアスして、トランジスタを導通
（オン）状態にする。アドレスバスのそれぞれの信号ラ
インは、気化インクの気泡がインク滴を作成して通電し
たヒータ抵抗器に関連するノズルから噴出できるように
するために、ある時間の間（例えば、好適な実施例にお
いては約１．４μ秒）連続して起動される。もちろん、
印刷されている文字または画像が媒体およびプリントカ
ートリッジの現在位置においてインクドットを必要とし
ない場合には、ヒータ抵抗器への起動信号は、印刷液滴
噴射制御装置２１５によって抑制される。
１８個のインク噴出ヒータ抵抗器からなっている。１つ
の基本要素５０１の電気的概略図を図５に示す。１８個
のヒータ抵抗器Ｒはそれぞれ、導体５０３に接続されて
いる。導体５０３は、図４に示したもの等の基板上に堆
積した導電金属膜である。導体５０３は、物理的にヒー
タ抵抗器から遠ざかる方向に送られ、相互接続端子ＰＳ
ｎで終わっている。相互接続端子ＰＳｎは、従来技術で
柔軟性を有するテープ１１７と相互接続されて、プリン
タの電源２１７に結合される。ヒータ抵抗器Ｒは、図５
に示すようにＭＯＳトランジスタスイッチ（例えば、ト
ランジスタ５０７）のドレイン端子に個々に結合されて
いる。基本要素５０１の各トランジスタスイッチのソー
スは、接地帰還導体５０９に接続されている。ヒータ抵
抗器を起動する（通電する）には、関連するトランジス
タスイッチを導通モードにしなければならない。これ
は、好適な実施例において、通電するヒータ抵抗器に関
連するアドレスバスの信号ラインに起動信号を印加する
ことによって行われる。起動信号は、トランジスタスイ
ッチのゲート端子をバイアスして、トランジスタを導通
（オン）状態にする。アドレスバスのそれぞれの信号ラ
インは、気化インクの気泡がインク滴を作成して通電し
たヒータ抵抗器に関連するノズルから噴出できるように
するために、ある時間の間（例えば、好適な実施例にお
いては約１．４μ秒）連続して起動される。もちろん、
印刷されている文字または画像が媒体およびプリントカ
ートリッジの現在位置においてインクドットを必要とし
ない場合には、ヒータ抵抗器への起動信号は、印刷液滴
噴射制御装置２１５によって抑制される。
【００２４】好適な実施例において、プリントヘッド基
板の細長い開口部すなわちスロット６０１の両側に、８
つの基本要素が配置される。この配置は、図６に示すプ
リントヘッド基板の上面の概略平面図から理解すること
ができる。オリフィス板とバリアー層は、基板表面を隠
してしまうので図示していない。細長い開口部６０１
は、ヒータ抵抗器が堆積される基板上面から、基板底面
まで延びている。基板底面は、通常プリントカートリッ
ジ本体につけられ、プリントカートリッジに利用可能な
供給インクに結合されている。インクは、この細長い開
口部を経由してプリントヘッドに入り、それぞれの噴射
チャンバに分配される。
板の細長い開口部すなわちスロット６０１の両側に、８
つの基本要素が配置される。この配置は、図６に示すプ
リントヘッド基板の上面の概略平面図から理解すること
ができる。オリフィス板とバリアー層は、基板表面を隠
してしまうので図示していない。細長い開口部６０１
は、ヒータ抵抗器が堆積される基板上面から、基板底面
まで延びている。基板底面は、通常プリントカートリッ
ジ本体につけられ、プリントカートリッジに利用可能な
供給インクに結合されている。インクは、この細長い開
口部を経由してプリントヘッドに入り、それぞれの噴射
チャンバに分配される。
【００２５】細長い開口部６０１の一方の直線状の縁６
０３には、４つの基本要素、例えば１、３、５、７の番
号が付いた基本要素が配置されており、図５に示すもの
のような電気回路５０１を有している。２、４、６、８
の番号が付いたその他の４つの基本要素は、細長い開口
部６０１の他方の直線状の縁６０５に配置されている。
わかりやすくするために、個々のヒータ抵抗器（例え
ば、基本要素番号２の部材であるヒータ抵抗器７０１）
を、プリントヘッド基板の図である図７において細長い
開口部６０１の回りに配列して示す。基本要素番号１の
ヒータ抵抗器部材、および基本要素３、４のヒータ抵抗
器のうちのいくつかもまた、示している。
０３には、４つの基本要素、例えば１、３、５、７の番
号が付いた基本要素が配置されており、図５に示すもの
のような電気回路５０１を有している。２、４、６、８
の番号が付いたその他の４つの基本要素は、細長い開口
部６０１の他方の直線状の縁６０５に配置されている。
わかりやすくするために、個々のヒータ抵抗器（例え
ば、基本要素番号２の部材であるヒータ抵抗器７０１）
を、プリントヘッド基板の図である図７において細長い
開口部６０１の回りに配列して示す。基本要素番号１の
ヒータ抵抗器部材、および基本要素３、４のヒータ抵抗
器のうちのいくつかもまた、示している。
【００２６】図６に戻って、１８個の信号ラインを有す
るアドレスバス６０７は、それぞれの基本要素と電気的
に平行に結合され、それぞれの基本要素が、プリンタの
液滴噴射制御装置２１５によってアドレスバスに印加さ
れる連続起動信号で同時に起動されるようになってい
る、ということがわかる。基板上のアドレスバス導体の
物理的配置を、一般化した方法で示すが、導体の実際の
物理的方向は、プリントヘッドの要求するレイアウトの
要求事項に応じて変化するかもしれない。基本要素の電
流供給導体（例えば、基本要素番号１である５０１と入
力端子ＰＳ１とに結合した導体６０９）は、それぞれの
基本要素に別個に結合されて、プリンタの電源２１７
（柔軟性を有するテープ１１７を経由して結合）からの
高電流電力をそれぞれの基本要素に結合する。インクド
ットを付着する媒体に関するプリントカートリッジの位
置、印刷する文字または画像、必要とされる特定のカラ
ーの色合い及び強さ、および特定の液滴発生器の方向
（他の液滴発生器と特定の位置関係を有する）によっ
て、ゼロ個から全てまでの範囲の基本要素が、電源から
供給された高電流電力を得ることができる。
るアドレスバス６０７は、それぞれの基本要素と電気的
に平行に結合され、それぞれの基本要素が、プリンタの
液滴噴射制御装置２１５によってアドレスバスに印加さ
れる連続起動信号で同時に起動されるようになってい
る、ということがわかる。基板上のアドレスバス導体の
物理的配置を、一般化した方法で示すが、導体の実際の
物理的方向は、プリントヘッドの要求するレイアウトの
要求事項に応じて変化するかもしれない。基本要素の電
流供給導体（例えば、基本要素番号１である５０１と入
力端子ＰＳ１とに結合した導体６０９）は、それぞれの
基本要素に別個に結合されて、プリンタの電源２１７
（柔軟性を有するテープ１１７を経由して結合）からの
高電流電力をそれぞれの基本要素に結合する。インクド
ットを付着する媒体に関するプリントカートリッジの位
置、印刷する文字または画像、必要とされる特定のカラ
ーの色合い及び強さ、および特定の液滴発生器の方向
（他の液滴発生器と特定の位置関係を有する）によっ
て、ゼロ個から全てまでの範囲の基本要素が、電源から
供給された高電流電力を得ることができる。
【００２７】接地帰還導体が８つの基本要素のすべてに
結合され、大きな間隔を置いて配置した２つの出力端子
を利用して電源までの電気回路を完成していることは、
本発明の特徴である。この接地帰還導体６１１は、基本
要素のそれぞれに結合され、基本要素のうちの４つは、
細長い開口部６０１の一方の縁に配置され、４つは他方
の縁に配置されている。２つの端子Ｇ１、Ｇ２は、細長
い開口部の対向する両端に配置され、この両端は、長い
互いに平行な縁６０３と６０５とが一緒になる狭い端縁
６１３、６１５によって画定されている。従って、細長
い開口部の表面周縁は、２つの長い互いに平行な縁６０
３、６０５と端縁６１３、６１５とによって画定され
る。この２つの帰還導体端子を、間隔を置いて細長い開
口部の対向する両端に配置することによって、いくつか
の利点が得られる。接地帰還導体の数を、基本要素当た
り１つから、すべての基本要素について電気的に共有す
る１対に低減することによって、液滴噴出器の間隔を狭
くしてＤＰＩを上げることができる。２つの端子を共有
することによって、すべての基本要素について接地帰還
の冗長が行われる。これまでは、１つの基本要素につい
ての接地帰還端子が失われると、その基本要素全体が使
えなくなり、事実上プリントカートリッジが価値のない
ものになってしまった。１８個の液滴噴出器が機能しな
いと、印刷した文字または画像の品質がひどいものにな
ってしまうからである。本発明を用いるプリントヘッド
において、共通接地帰還端子のうちの１つが失われて
も、その基本要素全体が使えなくなることはない。
結合され、大きな間隔を置いて配置した２つの出力端子
を利用して電源までの電気回路を完成していることは、
本発明の特徴である。この接地帰還導体６１１は、基本
要素のそれぞれに結合され、基本要素のうちの４つは、
細長い開口部６０１の一方の縁に配置され、４つは他方
の縁に配置されている。２つの端子Ｇ１、Ｇ２は、細長
い開口部の対向する両端に配置され、この両端は、長い
互いに平行な縁６０３と６０５とが一緒になる狭い端縁
６１３、６１５によって画定されている。従って、細長
い開口部の表面周縁は、２つの長い互いに平行な縁６０
３、６０５と端縁６１３、６１５とによって画定され
る。この２つの帰還導体端子を、間隔を置いて細長い開
口部の対向する両端に配置することによって、いくつか
の利点が得られる。接地帰還導体の数を、基本要素当た
り１つから、すべての基本要素について電気的に共有す
る１対に低減することによって、液滴噴出器の間隔を狭
くしてＤＰＩを上げることができる。２つの端子を共有
することによって、すべての基本要素について接地帰還
の冗長が行われる。これまでは、１つの基本要素につい
ての接地帰還端子が失われると、その基本要素全体が使
えなくなり、事実上プリントカートリッジが価値のない
ものになってしまった。１８個の液滴噴出器が機能しな
いと、印刷した文字または画像の品質がひどいものにな
ってしまうからである。本発明を用いるプリントヘッド
において、共通接地帰還端子のうちの１つが失われて
も、その基本要素全体が使えなくなることはない。
【００２８】２つの接地帰還端子を共有すると、基本要
素同士の間の寄生抵抗のバランスをより良好に取ること
もできる。接地帰還導体６１１の各部分における寄生抵
抗を概略的にｒPで表し、完全な導体ではない導電材料
における有限抵抗として物理的に表す。共有接地帰還導
体は、図６に示すように各部分において理想化すること
ができる。基本要素１、２、７、８が経験する接地帰還
導体の寄生抵抗を考えると、次式のようになる。 ＲP1＝（４ｒP 2）／（５ｒP）＝（４／５）ｒP 基本要素３、４、５、６が経験する接地帰還導体の寄生
抵抗を考えると、次式のようになる。 ＲP2＝（６ｒP 2）／（５ｒP）＝（６／５）ｒP 従来の実施においては、他の対策を講じない限り、個々
の接地帰還導体における寄生抵抗の変化は、基本要素が
８つの設計においては４：１もの抵抗の変化を経験する
可能性がある。この変化は、本発明を用いた場合に見い
だされる、より穏やかな２：３という変化と対照するこ
とができる。もちろん、実際の寄生抵抗は、基板のレイ
アウトその他の要因によって決まる、ということが理解
されるべきである。更に、２つよりも多い接地帰還端子
をすべての基本要素が共有してもよいということも、本
発明の範囲内である。更に、より大きなプリントヘッド
用途には、８つよりも多い基本要素が使われることもあ
りうる。
素同士の間の寄生抵抗のバランスをより良好に取ること
もできる。接地帰還導体６１１の各部分における寄生抵
抗を概略的にｒPで表し、完全な導体ではない導電材料
における有限抵抗として物理的に表す。共有接地帰還導
体は、図６に示すように各部分において理想化すること
ができる。基本要素１、２、７、８が経験する接地帰還
導体の寄生抵抗を考えると、次式のようになる。 ＲP1＝（４ｒP 2）／（５ｒP）＝（４／５）ｒP 基本要素３、４、５、６が経験する接地帰還導体の寄生
抵抗を考えると、次式のようになる。 ＲP2＝（６ｒP 2）／（５ｒP）＝（６／５）ｒP 従来の実施においては、他の対策を講じない限り、個々
の接地帰還導体における寄生抵抗の変化は、基本要素が
８つの設計においては４：１もの抵抗の変化を経験する
可能性がある。この変化は、本発明を用いた場合に見い
だされる、より穏やかな２：３という変化と対照するこ
とができる。もちろん、実際の寄生抵抗は、基板のレイ
アウトその他の要因によって決まる、ということが理解
されるべきである。更に、２つよりも多い接地帰還端子
をすべての基本要素が共有してもよいということも、本
発明の範囲内である。更に、より大きなプリントヘッド
用途には、８つよりも多い基本要素が使われることもあ
りうる。
【００２９】３色（例えば、シアン、イエロー、マゼン
タ）のプリントカートリッジにおいて、３つの細長い開
口部を利用して３色のそれぞれを供給する。プリントヘ
ッド上には、８つの各基本要素を１組として、別個の３
組が配置され、それぞれの組がそれぞれのカラー用にな
っている。好適な実施例において、それぞれの基本要素
は、上述の基本要素および細長い開口部の設計を利用し
ている。好適な配置を、図８のオリフィス板の平面図に
示す。オリフィス板の外面８０１は、シアンのノズルの
組８０３、イエローのノズルの組８０５、およびマゼン
タのノズルの組８０７を有する。
タ）のプリントカートリッジにおいて、３つの細長い開
口部を利用して３色のそれぞれを供給する。プリントヘ
ッド上には、８つの各基本要素を１組として、別個の３
組が配置され、それぞれの組がそれぞれのカラー用にな
っている。好適な実施例において、それぞれの基本要素
は、上述の基本要素および細長い開口部の設計を利用し
ている。好適な配置を、図８のオリフィス板の平面図に
示す。オリフィス板の外面８０１は、シアンのノズルの
組８０３、イエローのノズルの組８０５、およびマゼン
タのノズルの組８０７を有する。
【００３０】好適な実施例において、４３２個もの液滴
発生器が、１４４個の液滴発生器からなる３つのカラー
のグループに分けてプリントヘッド上に配置されるよう
に考慮されるが、これよりも多いまたは少ない液滴発生
器を用いることもできる。配置は、走査方向Ｘに１２０
０ＤＰＩの解像度が達成されるように行う。オリフィス
板を固定する半導体基板の寸法は、幅寸法ａが公称で
７．９ｍｍ（走査方向Ｘに沿って）、高さ寸法ｂが公称
で８．７ｍｍとして示す。単一のカラー、例えばブラッ
ク、のプリントヘッドが本発明を用いてもよいが、その
場合には、寸法、基本要素の数、およびインク噴出器の
数が異なる。
発生器が、１４４個の液滴発生器からなる３つのカラー
のグループに分けてプリントヘッド上に配置されるよう
に考慮されるが、これよりも多いまたは少ない液滴発生
器を用いることもできる。配置は、走査方向Ｘに１２０
０ＤＰＩの解像度が達成されるように行う。オリフィス
板を固定する半導体基板の寸法は、幅寸法ａが公称で
７．９ｍｍ（走査方向Ｘに沿って）、高さ寸法ｂが公称
で８．７ｍｍとして示す。単一のカラー、例えばブラッ
ク、のプリントヘッドが本発明を用いてもよいが、その
場合には、寸法、基本要素の数、およびインク噴出器の
数が異なる。
【００３１】従って、接地帰還導体を冗長出力端子で共
有することによって、信頼性を犠牲にすることなく高解
像度のプリントヘッドが用いる導体の数が低減する。
有することによって、信頼性を犠牲にすることなく高解
像度のプリントヘッドが用いる導体の数が低減する。
【００３２】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
【００３３】[実施態様１]基板（３１３）と、該基板上
に配置され、第１のグループと第２のグループとに電気
的に配列された、複数のヒータ抵抗器（３０２）と、前
記基板上に配置され、前記第１のグループの各ヒータ抵
抗器と結合され、前記基板上に配置された第１の端子
（ＰＳ１）で終端し、それによって、前記第１のグルー
プの各ヒータ抵抗器に電流を供給する、第１の電気導体
（５０３）と、前記基板上に配置され、前記第２のグル
ープの各ヒータ抵抗器と結合され、前記基板上に配置さ
れた第２の端子（ＰＳ２）で終端し、それによって、前
記第２のグループの各ヒータ抵抗器に電流を供給する、
第２の電気導体と、前記基板上に配置され、前記第１の
グループと前記第２のグループとの両方の各ヒータ抵抗
器と結合され、前記基板上に互いに間隔を置いて配置さ
れた第３（Ｇ１）および第４（Ｇ２）の端子で終端し、
それによって、電流が帰還されて電気回路が完成する、
第３の電気導体と、を備えて成るインクジェットプリン
タ用プリントヘッド。
に配置され、第１のグループと第２のグループとに電気
的に配列された、複数のヒータ抵抗器（３０２）と、前
記基板上に配置され、前記第１のグループの各ヒータ抵
抗器と結合され、前記基板上に配置された第１の端子
（ＰＳ１）で終端し、それによって、前記第１のグルー
プの各ヒータ抵抗器に電流を供給する、第１の電気導体
（５０３）と、前記基板上に配置され、前記第２のグル
ープの各ヒータ抵抗器と結合され、前記基板上に配置さ
れた第２の端子（ＰＳ２）で終端し、それによって、前
記第２のグループの各ヒータ抵抗器に電流を供給する、
第２の電気導体と、前記基板上に配置され、前記第１の
グループと前記第２のグループとの両方の各ヒータ抵抗
器と結合され、前記基板上に互いに間隔を置いて配置さ
れた第３（Ｇ１）および第４（Ｇ２）の端子で終端し、
それによって、電流が帰還されて電気回路が完成する、
第３の電気導体と、を備えて成るインクジェットプリン
タ用プリントヘッド。
【００３４】[実施態様２]前記第１のグループと前記第
２のグループとの両方に結合され、前記第１のグループ
と前記第２のグループのそれぞれにおいて１つのヒータ
抵抗器を選択して起動する個別の抵抗器選択信号を運
ぶ、アドレスバス（６０７）をさらに備えて成ることを
特徴とする、実施態様１に記載のプリントヘッド。
２のグループとの両方に結合され、前記第１のグループ
と前記第２のグループのそれぞれにおいて１つのヒータ
抵抗器を選択して起動する個別の抵抗器選択信号を運
ぶ、アドレスバス（６０７）をさらに備えて成ることを
特徴とする、実施態様１に記載のプリントヘッド。
【００３５】[実施態様３]前記アドレスバスがさらに複
数の信号ラインを有し、前記プリントヘッドがさらに複
数のスイッチ（５０７）を有し、該複数のスイッチのう
ちの各スイッチが、前記複数のヒータ抵抗器のうちの１
つのヒータ抵抗器に対応し、前記第１のグループの各ス
イッチが、前記複数の信号ラインのうちの対応する１つ
に結合されていることを特徴とする、実施態様２に記載
のプリントヘッド。
数の信号ラインを有し、前記プリントヘッドがさらに複
数のスイッチ（５０７）を有し、該複数のスイッチのう
ちの各スイッチが、前記複数のヒータ抵抗器のうちの１
つのヒータ抵抗器に対応し、前記第１のグループの各ス
イッチが、前記複数の信号ラインのうちの対応する１つ
に結合されていることを特徴とする、実施態様２に記載
のプリントヘッド。
【００３６】[実施態様４]前記基板がさらに、前記複数
のヒータ抵抗器が配置された第１の表面と、第２の表面
とを有し、前記プリントヘッドが、前記第１の表面から
前記基板を貫通して前記第２の表面まで延びかつ前記第
１の表面における第２の直線状の縁（６０５）と平行な
前記第１の表面における第１の直線状の縁（６０３）を
有する細長い開口部（６０１）をさらに有し、該第１の
直線状の縁は、第１（６１３）および第２（６１５）の
端縁によって前記第２の直線状の縁と一緒になって、前
記細長い開口部の周辺の画定を完成していることを特徴
とする、実施態様１に記載のプリントヘッド。
のヒータ抵抗器が配置された第１の表面と、第２の表面
とを有し、前記プリントヘッドが、前記第１の表面から
前記基板を貫通して前記第２の表面まで延びかつ前記第
１の表面における第２の直線状の縁（６０５）と平行な
前記第１の表面における第１の直線状の縁（６０３）を
有する細長い開口部（６０１）をさらに有し、該第１の
直線状の縁は、第１（６１３）および第２（６１５）の
端縁によって前記第２の直線状の縁と一緒になって、前
記細長い開口部の周辺の画定を完成していることを特徴
とする、実施態様１に記載のプリントヘッド。
【００３７】[実施態様５]前記第３の端子が、前記細長
い開口部の前記第１の端縁に近接して配置され、前記第
４の端子が、前記細長い開口部の前記第２の端縁に近接
して配置されていることを特徴とする、実施態様４に記
載のプリントヘッド。
い開口部の前記第１の端縁に近接して配置され、前記第
４の端子が、前記細長い開口部の前記第２の端縁に近接
して配置されていることを特徴とする、実施態様４に記
載のプリントヘッド。
【００３８】[実施態様６]基板（３１３）上に複数のヒ
ータ抵抗器（３０２）を配置するステップと、前記複数
のヒータ抵抗器を、第１のグループと第２のグループと
に電気的に配列するステップと、第１の電気導体（５０
３）を前記基板上に配置し、前記第１の電気導体を前記
第１のグループの各ヒータ抵抗器に結合し、前記第１の
電気導体を前記基板上の第１の端子（ＰＳ１）で終端
し、それによって、前記第１のグループの各ヒータ抵抗
器に電流を供給するステップと、第２の電気導体を前記
基板上に配置し、前記第２の電気導体を前記第２のグル
ープの各ヒータ抵抗器に結合し、前記第２の電気導体を
前記基板上の第２の端子（ＰＳ２）で終端し、それによ
って、前記第２のグループの各ヒータ抵抗器に電流を供
給するステップと、第３の電気導体を前記基板上に配置
し、前記第３の電気導体を前記第１のグループと前記第
２のグループとの両方の各ヒータ抵抗器に結合し、前記
第３の電気導体を前記基板上に互いに間隔を置いて配置
された第３（Ｇ１）および第４（Ｇ２）の端子で終端
し、それによって、電流が帰還されて電気回路が完成す
るステップと、を備えて成る、インクジェットプリンタ
用プリントヘッドの製造方法。
ータ抵抗器（３０２）を配置するステップと、前記複数
のヒータ抵抗器を、第１のグループと第２のグループと
に電気的に配列するステップと、第１の電気導体（５０
３）を前記基板上に配置し、前記第１の電気導体を前記
第１のグループの各ヒータ抵抗器に結合し、前記第１の
電気導体を前記基板上の第１の端子（ＰＳ１）で終端
し、それによって、前記第１のグループの各ヒータ抵抗
器に電流を供給するステップと、第２の電気導体を前記
基板上に配置し、前記第２の電気導体を前記第２のグル
ープの各ヒータ抵抗器に結合し、前記第２の電気導体を
前記基板上の第２の端子（ＰＳ２）で終端し、それによ
って、前記第２のグループの各ヒータ抵抗器に電流を供
給するステップと、第３の電気導体を前記基板上に配置
し、前記第３の電気導体を前記第１のグループと前記第
２のグループとの両方の各ヒータ抵抗器に結合し、前記
第３の電気導体を前記基板上に互いに間隔を置いて配置
された第３（Ｇ１）および第４（Ｇ２）の端子で終端
し、それによって、電流が帰還されて電気回路が完成す
るステップと、を備えて成る、インクジェットプリンタ
用プリントヘッドの製造方法。
【００３９】[実施態様７]アドレスバス（６０７）を前
記第１のグループと前記第２のグループとの両方に結合
して、前記第１のグループと前記第２のグループとのそ
れぞれにおいて１つのヒータ抵抗器に個別の抵抗器選択
信号を運んで起動するステップと、前記アドレスバスを
複数のスイッチ（５０７）に結合するステップと、前記
複数のスイッチのうちの少なくとも１つのスイッチを、
前記複数のヒータ抵抗器のうちの対応する１つのヒータ
抵抗器に結合するステップと、をさらに備えて成ること
を特徴とする、実施態様６に記載の方法。
記第１のグループと前記第２のグループとの両方に結合
して、前記第１のグループと前記第２のグループとのそ
れぞれにおいて１つのヒータ抵抗器に個別の抵抗器選択
信号を運んで起動するステップと、前記アドレスバスを
複数のスイッチ（５０７）に結合するステップと、前記
複数のスイッチのうちの少なくとも１つのスイッチを、
前記複数のヒータ抵抗器のうちの対応する１つのヒータ
抵抗器に結合するステップと、をさらに備えて成ること
を特徴とする、実施態様６に記載の方法。
【００４０】[実施態様８]前記基板の、前記複数のヒー
タ抵抗器が配置される第１の表面から、前記基板を貫通
して、前記基板の第２の表面まで細長い開口部（６０
１）を延ばすステップと、前記第１の表面における第２
の直線状の縁（６０５）と平行な前記第１の表面におけ
る第１の直線状の縁（６０３）を画定して、第１（６１
３）および第２（６１５）の端縁によって前記第１の直
線状の縁を前記第２の直線状の縁と一緒にして、前記細
長い開口部の周辺を完成するステップと、をさらに備え
て成ることを特徴とする、実施態様６に記載の方法。
タ抵抗器が配置される第１の表面から、前記基板を貫通
して、前記基板の第２の表面まで細長い開口部（６０
１）を延ばすステップと、前記第１の表面における第２
の直線状の縁（６０５）と平行な前記第１の表面におけ
る第１の直線状の縁（６０３）を画定して、第１（６１
３）および第２（６１５）の端縁によって前記第１の直
線状の縁を前記第２の直線状の縁と一緒にして、前記細
長い開口部の周辺を完成するステップと、をさらに備え
て成ることを特徴とする、実施態様６に記載の方法。
【００４１】[実施態様９]前記第３の端子を、前記細長
い開口部の前記第１の端縁に近接して配置するステップ
と、前記第４の端子を、前記細長い開口部の前記第２の
端縁に近接して配置するステップとをさらに備えて成る
ことを特徴とする、実施態様８に記載の方法。
い開口部の前記第１の端縁に近接して配置するステップ
と、前記第４の端子を、前記細長い開口部の前記第２の
端縁に近接して配置するステップとをさらに備えて成る
ことを特徴とする、実施態様８に記載の方法。
【００４２】[実施態様１０]プリントヘッド基板上の複
数のヒータ抵抗器のうちの第１のグループに配置された
各ヒータ抵抗器に結合された第１の電気導体の第１の端
子に、電流を印加するステップと、前記第１の印加ステ
ップの後、前記プリントヘッド基板上の前記複数のヒー
タ抵抗器のうちの第２のグループに配置された各ヒータ
抵抗器に結合された第２の電気導体の第２の端子に、電
流を印加するステップと、前記プリントヘッド基板上に
互いに間隔を置いて配置され、前記第１のグループと前
記第２のグループとのヒータ抵抗器の両方の各ヒータ抵
抗器に結合された第３の電気導体に結合された、第３お
よび第４の電気的に共通の端子を経由して、第１の端子
に印加された前記電流と第２の端子に印加された前記電
流とを帰還させるステップと、を備えて成る、インクジ
ェット印刷装置におけるプリントカートリッジ・プリン
トヘッドの動作方法。
数のヒータ抵抗器のうちの第１のグループに配置された
各ヒータ抵抗器に結合された第１の電気導体の第１の端
子に、電流を印加するステップと、前記第１の印加ステ
ップの後、前記プリントヘッド基板上の前記複数のヒー
タ抵抗器のうちの第２のグループに配置された各ヒータ
抵抗器に結合された第２の電気導体の第２の端子に、電
流を印加するステップと、前記プリントヘッド基板上に
互いに間隔を置いて配置され、前記第１のグループと前
記第２のグループとのヒータ抵抗器の両方の各ヒータ抵
抗器に結合された第３の電気導体に結合された、第３お
よび第４の電気的に共通の端子を経由して、第１の端子
に印加された前記電流と第２の端子に印加された前記電
流とを帰還させるステップと、を備えて成る、インクジ
ェット印刷装置におけるプリントカートリッジ・プリン
トヘッドの動作方法。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とにより、信頼性を犠牲にすることなく高解像度のプリ
ントヘッドが用いる導体の数が低減されたプリントヘッ
ドを提供することができる。
とにより、信頼性を犠牲にすることなく高解像度のプリ
ントヘッドが用いる導体の数が低減されたプリントヘッ
ドを提供することができる。
【図１Ａ】本発明を用いることができる、例示的印刷装
置の斜視図である。
置の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの印刷装置において用いることができ
る、プリントカートリッジのキャリッジ装置の斜視図で
ある。
る、プリントカートリッジのキャリッジ装置の斜視図で
ある。
【図２】図１Ａのプリンタの機能的要素の概略図であ
る。
る。
【図３】図１Ａのプリンタのプリントカートリッジのプ
リントヘッドにおいて用いることができる、液滴発生器
の拡大斜視断面図である。
リントヘッドにおいて用いることができる、液滴発生器
の拡大斜視断面図である。
【図４】本発明において有用な液滴発生器を形成する材
料層を示す、図３のプリントヘッドの液滴発生器の断面
立面図である。
料層を示す、図３のプリントヘッドの液滴発生器の断面
立面図である。
【図５】本発明において用いることができる、プリント
ヘッドの基本要素の電気的概略図である。
ヘッドの基本要素の電気的概略図である。
【図６】プリントヘッド基板の一部の上に配置された８
個の基本要素の配置を概略的に示す平面図である。
個の基本要素の配置を概略的に示す平面図である。
【図７】本発明において用いることができる、ヒータ抵
抗器の例示的レイアウトを示す、プリントヘッド基板の
平面図である。
抗器の例示的レイアウトを示す、プリントヘッド基板の
平面図である。
【図８】本発明を用いることができる、プリントヘッド
のオリフィス板の外面の平面図である。
のオリフィス板の外面の平面図である。
３０２：ヒータ抵抗器 ３１３：基板 ５０３：導体 ５０７：スイッチ ６０１：細長い開口部 ６０３：第１の直線状の縁 ６０５：第２の直線状の縁 ６０７：アドレスバス ６１３：第１の端縁 ６１５：第２の端縁 ＰＳ１：第１の端子 ＰＳ２：第２の端子 Ｇ１：第３の端子 Ｇ２：第４の端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラマ・プラサド アメリカ合衆国オレゴン州アルバニー ノ ウスウエスト・オーチャード・ハイツ・ア ベニュー 2775 (72)発明者 トッド・エィ・クレランド アメリカ合衆国オレゴン州コーバリス ノ ウスウエスト・アッシュウッド・ドライブ 2930 (72)発明者 デイル・アール・オーフトン アメリカ合衆国オレゴン州アルバニー ノ ウスウエスト・スクワイア・ストリート 2798
Claims (10)
- 【請求項１】基板と、 前記基板上に配置され、第１のグループと第２のグルー
プとに電気的に配列された、複数のヒータ抵抗器と、 前記基板上に配置され、前記第１のグループの各ヒータ
抵抗器と結合され、前記基板上に配置された第１の端子
で終端し、それによって、前記第１のグループの各ヒー
タ抵抗器に電流を供給する、第１の電気導体と、 前記基板上に配置され、前記第２のグループの各ヒータ
抵抗器と結合され、前記基板上に配置された第２の端子
で終端し、それによって、前記第２のグループの各ヒー
タ抵抗器に電流を供給する、第２の電気導体と、 前記基板上に配置され、前記第１のグループと前記第２
のグループとの両方の各ヒータ抵抗器と結合され、前記
基板上に互いに間隔を置いて配置された第３および第４
の端子で終端し、それによって、電流が帰還されて電気
回路が完成する、第３の電気導体と、 を備えて成るインクジェットプリンタ用プリントヘッ
ド。 - 【請求項２】前記第１のグループと前記第２のグループ
との両方に結合され、前記第１のグループと前記第２の
グループのそれぞれにおいて１つのヒータ抵抗器を選択
して起動する個別の抵抗器選択信号を運ぶ、アドレスバ
スをさらに備えて成ることを特徴とする、請求項１に記
載のプリントヘッド。 - 【請求項３】前記アドレスバスがさらに複数の信号ライ
ンを有し、前記プリントヘッドがさらに複数のスイッチ
を有し、該複数のスイッチのうちの各スイッチが、前記
複数のヒータ抵抗器のうちの１つのヒータ抵抗器に対応
し、前記第１のグループの各スイッチが、前記複数の信
号ラインのうちの対応する１つに結合されていることを
特徴とする、請求項２に記載のプリントヘッド。 - 【請求項４】前記基板がさらに、前記複数のヒータ抵抗
器が配置された第１の表面と、第２の表面とを有し、前
記プリントヘッドが、前記第１の表面から前記基板を貫
通して前記第２の表面まで延びかつ前記第１の表面にお
ける第２の直線状の縁と平行な前記第１の表面における
第１の直線状の縁を有する細長い開口部をさらに有し、
該第１の直線状の縁は、第１および第２の端縁によって
前記第２の直線状の縁と一緒になって、前記細長い開口
部の周辺の画定を完成していることを特徴とする、請求
項１に記載のプリントヘッド。 - 【請求項５】前記第３の端子が、前記細長い開口部の前
記第１の端縁に近接して配置され、前記第４の端子が、
前記細長い開口部の前記第２の端縁に近接して配置され
ていることを特徴とする、請求項４に記載のプリントヘ
ッド。 - 【請求項６】基板上に複数のヒータ抵抗器を配置するス
テップと、 前記複数のヒータ抵抗器を、第１のグループと第２のグ
ループとに電気的に配列するステップと、 第１の電気導体を前記基板上に配置し、前記第１の電気
導体を前記第１のグループの各ヒータ抵抗器に結合し、
前記第１の電気導体を前記基板上の第１の端子で終端
し、それによって、前記第１のグループの各ヒータ抵抗
器に電流を供給するステップと、 第２の電気導体を前記基板上に配置し、前記第２の電気
導体を前記第２のグループの各ヒータ抵抗器に結合し、
前記第２の電気導体を前記基板上の第２の端子で終端
し、それによって、前記第２のグループの各ヒータ抵抗
器に電流を供給するステップと、 第３の電気導体を前記基板上に配置し、前記第３の電気
導体を前記第１のグループと前記第２のグループとの両
方の各ヒータ抵抗器に結合し、前記第３の電気導体を前
記基板上に互いに間隔を置いて配置された第３および第
４の端子で終端し、それによって、電流が帰還されて電
気回路が完成するステップと、 を備えて成る、インクジェットプリンタ用プリントヘッ
ドの製造方法。 - 【請求項７】アドレスバスを前記第１のグループと前記
第２のグループとの両方に結合して、前記第１のグルー
プと前記第２のグループとのそれぞれにおいて１つのヒ
ータ抵抗器に個別の抵抗器選択信号を運んで起動するス
テップと、 前記アドレスバスを複数のスイッチに結合するステップ
と、 前記複数のスイッチのうちの少なくとも１つのスイッチ
を、前記複数のヒータ抵抗器のうちの対応する１つのヒ
ータ抵抗器に結合するステップと、 をさらに備えて成ることを特徴とする、請求項６に記載
の方法。 - 【請求項８】前記基板の、前記複数のヒータ抵抗器が配
置される第１の表面から、前記基板を貫通して、前記基
板の第２の表面まで細長い開口部を延ばすステップと、 前記第１の表面における第２の直線状の縁と平行な前記
第１の表面における第１の直線状の縁を画定して、第１
および第２の端縁によって前記第１の直線状の縁を前記
第２の直線状の縁と一緒にして、前記細長い開口部の周
辺を完成するステップと、 をさらに備えて成ることを特徴とする、請求項６に記載
の方法。 - 【請求項９】前記第３の端子を、前記細長い開口部の前
記第１の端縁に近接して配置するステップと、前記第４
の端子を、前記細長い開口部の前記第２の端縁に近接し
て配置するステップとをさらに備えて成ることを特徴と
する、請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】プリントヘッド基板上の複数のヒータ抵
抗器のうちの第１のグループに配置された各ヒータ抵抗
器に結合された第１の電気導体の第１の端子に、電流を
印加するステップと、 前記第１の印加ステップの後、前記プリントヘッド基板
上の前記複数のヒータ抵抗器のうちの第２のグループに
配置された各ヒータ抵抗器に結合された第２の電気導体
の第２の端子に、電流を印加するステップと、 前記プリントヘッド基板上に互いに間隔を置いて配置さ
れ、前記第１のグループと前記第２のグループとのヒー
タ抵抗器の両方の各ヒータ抵抗器に結合された第３の電
気導体に結合された、第３および第４の電気的に共通の
端子を経由して、第１の端子に印加された前記電流と第
２の端子に印加された前記電流とを帰還させるステップ
と、 を備えて成る、インクジェット印刷装置におけるプリン
トカートリッジ・プリントヘッドの動作方法。
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