JP2002370358A - 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置 - Google Patents
記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置Info
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- JP2002370358A JP2002370358A JP2001182462A JP2001182462A JP2002370358A JP 2002370358 A JP2002370358 A JP 2002370358A JP 2001182462 A JP2001182462 A JP 2001182462A JP 2001182462 A JP2001182462 A JP 2001182462A JP 2002370358 A JP2002370358 A JP 2002370358A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力損失の少なく、外部からの供給電圧を大
きくすることなく、さらに小型化が可能で安価な記録ヘ
ッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 記録ヘッドのヒータを駆動するドライバ
トランジスタのソース電圧を入力して、ヒータ接地端子
からソース電圧までの配線抵抗による電圧降下分に相当
する電圧上昇分を検出し、ドライバトランジスタのゲー
トに印加されるゲート電圧を上昇させることでソース電
圧の上昇分を補償し、ゲート−ソース間電圧が変化しな
いようにする。
きくすることなく、さらに小型化が可能で安価な記録ヘ
ッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 記録ヘッドのヒータを駆動するドライバ
トランジスタのソース電圧を入力して、ヒータ接地端子
からソース電圧までの配線抵抗による電圧降下分に相当
する電圧上昇分を検出し、ドライバトランジスタのゲー
トに印加されるゲート電圧を上昇させることでソース電
圧の上昇分を補償し、ゲート−ソース間電圧が変化しな
いようにする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は記録ヘッド及びその
記録ヘッドを用いた記録装置に関し、特に、例えば、イ
ンクを吐出するために必要な熱エネルギーを発生する電
気熱変換素子とそれを駆動するための駆動回路を同一の
基板上に形成したインクジェット記録ヘッド及びその記
録ヘッドを用いた記録装置に関する。
記録ヘッドを用いた記録装置に関し、特に、例えば、イ
ンクを吐出するために必要な熱エネルギーを発生する電
気熱変換素子とそれを駆動するための駆動回路を同一の
基板上に形成したインクジェット記録ヘッド及びその記
録ヘッドを用いた記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のインクジェット方式に従う記録ヘ
ッドの電気熱変換素子(ヒータ)とその駆動回路は、例
えば、特開平5−185594号公報に示されているよ
うに半導体プロセス技術を用いて同一基板上に形成され
ている。ヒータと駆動回路とが一体形成された基板は様
々なレイアウト配置をした構成があるが、その一例とし
て、外部に引き出す電源端子や信号端子のパッドは基板
の短辺側に配置されていて、そこから内部回路へアルミ
ニューム(Al)配線で接続されている(図3)。
ッドの電気熱変換素子(ヒータ)とその駆動回路は、例
えば、特開平5−185594号公報に示されているよ
うに半導体プロセス技術を用いて同一基板上に形成され
ている。ヒータと駆動回路とが一体形成された基板は様
々なレイアウト配置をした構成があるが、その一例とし
て、外部に引き出す電源端子や信号端子のパッドは基板
の短辺側に配置されていて、そこから内部回路へアルミ
ニューム(Al)配線で接続されている(図3)。
【0003】さて、最近の記録ヘッドは記録速度の高速
化が求められており配列するセグメント数が増加してい
る。その結果として、基板の長手方向の長さが増大する
傾向にあり、上述のように短辺側に外部引出し用の端子
101を配置する場合には基板中央部のヒータまでの距
離が長くなり、これが配線抵抗の増加となってあらわれ
る。
化が求められており配列するセグメント数が増加してい
る。その結果として、基板の長手方向の長さが増大する
傾向にあり、上述のように短辺側に外部引出し用の端子
101を配置する場合には基板中央部のヒータまでの距
離が長くなり、これが配線抵抗の増加となってあらわれ
る。
【0004】ヒータにはそれ自身の抵抗に加えて、ドラ
イバトランジスタのオン抵抗と電源端子およびGND端
子までのAl配線抵抗が寄生抵抗成分として加わる。
イバトランジスタのオン抵抗と電源端子およびGND端
子までのAl配線抵抗が寄生抵抗成分として加わる。
【0005】図5は寄生抵抗成分としてのAl配線抵抗
を示す図である。
を示す図である。
【0006】即ち、図5に示すように電源電圧(VH)
を供給するための配線抵抗はパッド501からヒータ5
03までの距離が長いほど大きい値となる。これはGN
D側の配線抵抗(即ち、パッド502からドライバトラ
ンジスタ504までの距離)についても同様のことが言
える。
を供給するための配線抵抗はパッド501からヒータ5
03までの距離が長いほど大きい値となる。これはGN
D側の配線抵抗(即ち、パッド502からドライバトラ
ンジスタ504までの距離)についても同様のことが言
える。
【0007】図6はヒータ、ドライバトランジスタ、配
線抵抗を含んだ1セグメントの等価回路を示す図であ
る。
線抵抗を含んだ1セグメントの等価回路を示す図であ
る。
【0008】図6から分かるようにヒータ駆動信号はロ
ジック電源電圧(VDD)の振幅をもっているが、これ
をレベル変換回路において昇圧してドライバトランジス
タ601のゲートを駆動する構成となっている。これは
ドライバトランジスタ601のゲートを高電圧で駆動す
ることでオン抵抗を小さくするために行っている。
ジック電源電圧(VDD)の振幅をもっているが、これ
をレベル変換回路において昇圧してドライバトランジス
タ601のゲートを駆動する構成となっている。これは
ドライバトランジスタ601のゲートを高電圧で駆動す
ることでオン抵抗を小さくするために行っている。
【0009】図7は変換電圧発生部と記録ヘッドの基板
に設けられた駆動回路との関係を示す図である。
に設けられた駆動回路との関係を示す図である。
【0010】図7に示されているように、変換電圧発生
部602はM個のセグメントを有する駆動回路に共通に
基板内に少なくとも1つ設けられる。
部602はM個のセグメントを有する駆動回路に共通に
基板内に少なくとも1つ設けられる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】さて今後の記録ヘッド
開発の傾向を考えた場合、高速記録を行なうためには一
回の記録ヘッドの走査で記録できる幅を大きくすること
が必要であり、そのために記録ヘッドのセグメント数は
増加する。このことは前述したようにヒータ基板の長手
方向の長さが増大することを意味し、必然的に前述した
パッドからヒータまでのAl配線抵抗の値も大きくな
る。ヒータ、ドライバトランジスタを流れた電流はGN
DH端子から流れ出るまでの間のAl配線抵抗成分によ
り電圧降下を起こす。
開発の傾向を考えた場合、高速記録を行なうためには一
回の記録ヘッドの走査で記録できる幅を大きくすること
が必要であり、そのために記録ヘッドのセグメント数は
増加する。このことは前述したようにヒータ基板の長手
方向の長さが増大することを意味し、必然的に前述した
パッドからヒータまでのAl配線抵抗の値も大きくな
る。ヒータ、ドライバトランジスタを流れた電流はGN
DH端子から流れ出るまでの間のAl配線抵抗成分によ
り電圧降下を起こす。
【0012】これにより、図6の等価回路で考えるとA
点の電位を上昇させる。
点の電位を上昇させる。
【0013】一方、ヒータ600に所望の発熱量を発生
させるための電流を供給するドライバトランジスタ60
1には電力損失を抑えるために低いオン抵抗が求められ
るが、A点の電位が上昇するとドライバトランジスタ
(Tr)601のVgs(ゲート−ソース間電圧)が小さ
くなりオン抵抗が増大してしまう。
させるための電流を供給するドライバトランジスタ60
1には電力損失を抑えるために低いオン抵抗が求められ
るが、A点の電位が上昇するとドライバトランジスタ
(Tr)601のVgs(ゲート−ソース間電圧)が小さ
くなりオン抵抗が増大してしまう。
【0014】このことはヒータで消費される電力以外に
ドライバトランジスタで消費される電力が大きくなり電
力損失が増加することにつながる。そして、このような
電力損失は基板温度の上昇を招き記録制御に悪影響を及
ぼしてしまう。
ドライバトランジスタで消費される電力が大きくなり電
力損失が増加することにつながる。そして、このような
電力損失は基板温度の上昇を招き記録制御に悪影響を及
ぼしてしまう。
【0015】また、この損失分を補うために電源電圧を
上げれば外部電源の負荷増大につながりその記録ヘッド
を用いる記録装置のコストアップの原因となる。さら
に、オン抵抗の増加分を補うためにドライバトランジス
タのサイズを大きくすれば基板サイズの増大につながり
コストアップの原因となったり、記録ヘッドの小型化を
阻害する要因ともなる。
上げれば外部電源の負荷増大につながりその記録ヘッド
を用いる記録装置のコストアップの原因となる。さら
に、オン抵抗の増加分を補うためにドライバトランジス
タのサイズを大きくすれば基板サイズの増大につながり
コストアップの原因となったり、記録ヘッドの小型化を
阻害する要因ともなる。
【0016】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、電力損失の少なく、外部からの供給電圧を大きくす
ることなく、さらに小型化が可能で安価な記録ヘッド及
びその記録ヘッドを用いた記録装置を提供することを目
的としている。
で、電力損失の少なく、外部からの供給電圧を大きくす
ることなく、さらに小型化が可能で安価な記録ヘッド及
びその記録ヘッドを用いた記録装置を提供することを目
的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の記録ヘッドは以下のような構成からなる。
に本発明の記録ヘッドは以下のような構成からなる。
【0018】即ち、記録素子と前記記録素子を駆動する
ドライバトランジスタと前記ドライバの動作を制御する
論理回路と外部からの信号入力や電源入力のための複数
の端子を同一基板上に実装した記録ヘッドであって、記
録素子の電源を入力するための第1の端子と、前記第1
の端子と前記記録素子と前記ドライバトランジスタとを
直列に接続する第1の信号線と、前記記録素子の電源の
接地をするための第2の端子と、前記ドライバトランジ
スタと前記第2の端子とを接続する第2の信号線と、前
記ドライバトランジスタを動作させるための第1の電圧
を前記ドライバトランジスタに印加する駆動回路と、前
記ドライバトランジスタ出力側の第2の電圧に応じて前
記駆動回路が印加する前記第1の電圧を調整する調整回
路とを有することを特徴とする記録ヘッドを備える。
ドライバトランジスタと前記ドライバの動作を制御する
論理回路と外部からの信号入力や電源入力のための複数
の端子を同一基板上に実装した記録ヘッドであって、記
録素子の電源を入力するための第1の端子と、前記第1
の端子と前記記録素子と前記ドライバトランジスタとを
直列に接続する第1の信号線と、前記記録素子の電源の
接地をするための第2の端子と、前記ドライバトランジ
スタと前記第2の端子とを接続する第2の信号線と、前
記ドライバトランジスタを動作させるための第1の電圧
を前記ドライバトランジスタに印加する駆動回路と、前
記ドライバトランジスタ出力側の第2の電圧に応じて前
記駆動回路が印加する前記第1の電圧を調整する調整回
路とを有することを特徴とする記録ヘッドを備える。
【0019】なお、前記ドライバトランジスタはFET
であることが好ましく、この場合、前記駆動回路はその
FETのゲートに第1の電圧を印加し、第2の電圧はF
ETのソース電圧となる。
であることが好ましく、この場合、前記駆動回路はその
FETのゲートに第1の電圧を印加し、第2の電圧はF
ETのソース電圧となる。
【0020】また、前記調整回路と前記駆動回路は、第
2の信号線による電圧降下分を補償するように、ソース
電圧の上昇分だけゲート電圧が上昇するように第1の電
圧を変化させると良い。さらに、具体的には、前記駆動
回路は電圧変換回路であり、前記調整回路はソース電圧
の上昇分に従ってその電圧変換回路による電圧変換を制
御する。
2の信号線による電圧降下分を補償するように、ソース
電圧の上昇分だけゲート電圧が上昇するように第1の電
圧を変化させると良い。さらに、具体的には、前記駆動
回路は電圧変換回路であり、前記調整回路はソース電圧
の上昇分に従ってその電圧変換回路による電圧変換を制
御する。
【0021】前記記録ヘッドは、インクを吐出して記録
を行うインクジェット記録ヘッドでも良く、そのインク
ジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインク
を吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生
するための電気熱変換体を備えていることがより好まし
い。
を行うインクジェット記録ヘッドでも良く、そのインク
ジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインク
を吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生
するための電気熱変換体を備えていることがより好まし
い。
【0022】また他の発明に従えば、上記の構成の記録
ヘッドを用いて記録ヘッドを行う記録装置を備える。
ヘッドを用いて記録ヘッドを行う記録装置を備える。
【0023】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
好適な実施形態について詳細に説明する。
好適な実施形態について詳細に説明する。
【0024】<装置本体の概略説明>図1は、本発明の
代表的な実施形態であるインクジェットプリンタIJR
Aの構成の概要を示す外観斜視図である。図1におい
て、駆動モータ5013の正逆回転に連動して駆動力伝
達ギア5009〜5011を介して回転するリードスク
リュー5005の螺旋溝5004に対して係合するキャ
リッジHCはピン(不図示)を有し、ガイドレール50
03に支持されて矢印a,b方向を往復移動する。キャ
リッジHCには、記録ヘッドIJHとインクタンクIT
とを内蔵した一体型インクジェットカートリッジIJC
が搭載されている。5002は紙押え板であり、キャリ
ッジHCの移動方向に亙って記録用紙Pをプラテン50
00に対して押圧する。5007,5008はフォトカ
プラで、キャリッジのレバー5006のこの域での存在
を確認して、モータ5013の回転方向切り換え等を行
うためのホームポジション検知器である。5016は記
録ヘッドIJHの前面をキャップするキャップ部材50
22を支持する部材で、5015はこのキャップ内を吸
引する吸引器で、キャップ内開口5023を介して記録
ヘッドの吸引回復を行う。5017はクリーニングブレ
ードで、5019はこのブレードを前後方向に移動可能
にする部材であり、本体支持板5018にこれらが支持
されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリー
ニングブレードが本例に適用できることは言うまでもな
い。又、5021は、吸引回復の吸引を開始するための
レバーで、キャリッジと係合するカム5020の移動に
伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り
換え等の公知の伝達機構で移動制御される。
代表的な実施形態であるインクジェットプリンタIJR
Aの構成の概要を示す外観斜視図である。図1におい
て、駆動モータ5013の正逆回転に連動して駆動力伝
達ギア5009〜5011を介して回転するリードスク
リュー5005の螺旋溝5004に対して係合するキャ
リッジHCはピン(不図示)を有し、ガイドレール50
03に支持されて矢印a,b方向を往復移動する。キャ
リッジHCには、記録ヘッドIJHとインクタンクIT
とを内蔵した一体型インクジェットカートリッジIJC
が搭載されている。5002は紙押え板であり、キャリ
ッジHCの移動方向に亙って記録用紙Pをプラテン50
00に対して押圧する。5007,5008はフォトカ
プラで、キャリッジのレバー5006のこの域での存在
を確認して、モータ5013の回転方向切り換え等を行
うためのホームポジション検知器である。5016は記
録ヘッドIJHの前面をキャップするキャップ部材50
22を支持する部材で、5015はこのキャップ内を吸
引する吸引器で、キャップ内開口5023を介して記録
ヘッドの吸引回復を行う。5017はクリーニングブレ
ードで、5019はこのブレードを前後方向に移動可能
にする部材であり、本体支持板5018にこれらが支持
されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリー
ニングブレードが本例に適用できることは言うまでもな
い。又、5021は、吸引回復の吸引を開始するための
レバーで、キャリッジと係合するカム5020の移動に
伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り
換え等の公知の伝達機構で移動制御される。
【0025】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来
た時にリードスクリュー5005の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。
引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来
た時にリードスクリュー5005の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。
【0026】<制御構成の説明>次に、上述した装置の
記録制御を実行するための制御構成について説明する。
記録制御を実行するための制御構成について説明する。
【0027】図2はインクジェットプリンタIJRAの
制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示
す同図において、1700は記録信号を入力するインタ
フェース、1701はMPU、1702はMPU170
1が実行する制御プログラムを格納するROM、170
3は各種データ(上記記録信号や記録ヘッドIJHに供
給される記録データ等)を保存しておくDRAMであ
る。1704は記録ヘッド1708に対する記録データ
の供給制御を行うゲートアレイ(G.A.)であり、イ
ンタフェース1700、MPU1701、RAM170
3間のデータ転送制御も行う。1710は記録ヘッド1
708を搬送するためのキャリアモータ、1709は記
録紙搬送のための搬送モータである。1705は記録ヘ
ッドIJHを駆動するヘッドドライバ、1706,17
07はそれぞれ搬送モータ1709、キャリアモータ1
710を駆動するためのモータドライバである。
制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示
す同図において、1700は記録信号を入力するインタ
フェース、1701はMPU、1702はMPU170
1が実行する制御プログラムを格納するROM、170
3は各種データ(上記記録信号や記録ヘッドIJHに供
給される記録データ等)を保存しておくDRAMであ
る。1704は記録ヘッド1708に対する記録データ
の供給制御を行うゲートアレイ(G.A.)であり、イ
ンタフェース1700、MPU1701、RAM170
3間のデータ転送制御も行う。1710は記録ヘッド1
708を搬送するためのキャリアモータ、1709は記
録紙搬送のための搬送モータである。1705は記録ヘ
ッドIJHを駆動するヘッドドライバ、1706,17
07はそれぞれ搬送モータ1709、キャリアモータ1
710を駆動するためのモータドライバである。
【0028】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
フェース1700に記録信号が入るとゲートアレイ17
04とMPU1701との間で記録信号がプリント用の
記録データに変換される。そして、モータドライバ17
06、1707が駆動されると共に、ヘッドドライバ1
705に送られた記録データに従って記録ヘッドIJH
が駆動され、記録が行われる。
フェース1700に記録信号が入るとゲートアレイ17
04とMPU1701との間で記録信号がプリント用の
記録データに変換される。そして、モータドライバ17
06、1707が駆動されると共に、ヘッドドライバ1
705に送られた記録データに従って記録ヘッドIJH
が駆動され、記録が行われる。
【0029】図3は、記録ヘッドIJHの駆動回路のレ
イアウト構成を示すブロック図である。図3に示すよう
に、記録ヘッドIJHはシリコン等を基材とする同一基
板上には記録素子としての電気熱変換素子(ヒータ)と
駆動回路と論理回路とが成膜技術等の半導体製造工程を
用いて作り込まれ一体形成されている。また、ヒータお
よびドライバトランジスタがアレイ状に配置されてい
る。
イアウト構成を示すブロック図である。図3に示すよう
に、記録ヘッドIJHはシリコン等を基材とする同一基
板上には記録素子としての電気熱変換素子(ヒータ)と
駆動回路と論理回路とが成膜技術等の半導体製造工程を
用いて作り込まれ一体形成されている。また、ヒータお
よびドライバトランジスタがアレイ状に配置されてい
る。
【0030】なお、以下本発明及び実施形態で用いる
「基板上」とはシリコン等の基材を用いた基板の上だけ
を指し示す用語としてではなく、その基板の表面近傍の
基板内部をも指し示す用語として用いている。
「基板上」とはシリコン等の基材を用いた基板の上だけ
を指し示す用語としてではなく、その基板の表面近傍の
基板内部をも指し示す用語として用いている。
【0031】このような基板の上には各記録素子に対応
してインク吐出口やこのインク吐出口に連通した流路を
形成する部材(不図示)が設けられており、これにより
記録ヘッドを構成している。そして、この記録素子上に
供給されるインクを記録素子の駆動によって加熱するこ
とで膜沸騰による気泡を発生させインクを吐出口から吐
出する構成となっている。
してインク吐出口やこのインク吐出口に連通した流路を
形成する部材(不図示)が設けられており、これにより
記録ヘッドを構成している。そして、この記録素子上に
供給されるインクを記録素子の駆動によって加熱するこ
とで膜沸騰による気泡を発生させインクを吐出口から吐
出する構成となっている。
【0032】そして、多数の記録素子がこの基板上に配
列されることにより、基板の長手方向が長く、図3に示
すように短辺側に外部引出し用の端子パッド群101、
102を配置しているので、基板中央部のヒータアレイ
&ドライバ107までの距離が長くなっている。
列されることにより、基板の長手方向が長く、図3に示
すように短辺側に外部引出し用の端子パッド群101、
102を配置しているので、基板中央部のヒータアレイ
&ドライバ107までの距離が長くなっている。
【0033】また、端子パッド群101、102の近傍
には記録信号や制御信号を記録装置から入力して処理す
る入力回路103、105、シフトレジスタ(S/R)
104、デコーダ106、VHTバッファ109などの
論理回路が設けられているので、端子パッド群101、
102から基板中央部のヒータアレイ&ドライバ107
までの距離はさらに長くなる。
には記録信号や制御信号を記録装置から入力して処理す
る入力回路103、105、シフトレジスタ(S/R)
104、デコーダ106、VHTバッファ109などの
論理回路が設けられているので、端子パッド群101、
102から基板中央部のヒータアレイ&ドライバ107
までの距離はさらに長くなる。
【0034】なお、108はインクタンクITからのイ
ンク供給口であり、インクはこの基板の裏面側からこの
基板前面に供給され、上述した流路やインク吐出口に供
給される。
ンク供給口であり、インクはこの基板の裏面側からこの
基板前面に供給され、上述した流路やインク吐出口に供
給される。
【0035】図4はこの実施形態の記録ヘッドIJH用
基板に形成されるヒータ、ドライバトランジスタ、配線
抵抗を含んだ1セグメントの等価回路を示す図である。
基板に形成されるヒータ、ドライバトランジスタ、配線
抵抗を含んだ1セグメントの等価回路を示す図である。
【0036】図4において、従来例で説明したのと同じ
構成要素や同じ信号には同じ参照番号或いは記号を付し
て、その説明は省略する。
構成要素や同じ信号には同じ参照番号或いは記号を付し
て、その説明は省略する。
【0037】図4に示す回路構成によれば、ドライバト
ランジスタ601のソース部の電位(図4におけるA点
の電位)を変換電圧発生部602のGND基準電位と接
続する。こうすることで、A点の電位が浮いた分が変換
電圧発生部602の電圧すなわちレベル変換後のヒータ
駆動信号の振幅に反映され、ドライバトランジスタ60
1のゲート−ソース間電圧(Vgs)は一定の電圧に保た
れることになる。
ランジスタ601のソース部の電位(図4におけるA点
の電位)を変換電圧発生部602のGND基準電位と接
続する。こうすることで、A点の電位が浮いた分が変換
電圧発生部602の電圧すなわちレベル変換後のヒータ
駆動信号の振幅に反映され、ドライバトランジスタ60
1のゲート−ソース間電圧(Vgs)は一定の電圧に保た
れることになる。
【0038】従って以上説明した実施形態に従えば、G
NDH側のAl配線抵抗による電圧降下が発生してドラ
イバトランジスタのゲート−ソース間電圧(Vgs)が小
さくなった分だけレベル変換後の電圧を上昇させてゲー
ト電圧を上昇させるので、その分が補償され、見かけ上
ゲート−ソース間電圧(Vgs)は一定の電圧に保つこと
ができる。
NDH側のAl配線抵抗による電圧降下が発生してドラ
イバトランジスタのゲート−ソース間電圧(Vgs)が小
さくなった分だけレベル変換後の電圧を上昇させてゲー
ト電圧を上昇させるので、その分が補償され、見かけ上
ゲート−ソース間電圧(Vgs)は一定の電圧に保つこと
ができる。
【0039】これによりドライバトランジスタのオン抵
抗の増加を防止され、電力損失が増大しない。
抗の増加を防止され、電力損失が増大しない。
【0040】また、ゲート−ソース間電圧(Vgs)が小
さくなることの補償のために電源電圧を大きくする必要
はないので、その電源電圧を供給する記録装置側の外部
電源を大きくする必要がなく、装置コストの増大を招か
ないという利点がある。
さくなることの補償のために電源電圧を大きくする必要
はないので、その電源電圧を供給する記録装置側の外部
電源を大きくする必要がなく、装置コストの増大を招か
ないという利点がある。
【0041】さらにドライバトランジスタのオン抵抗の
増加分を補うためにドライバトランジスタのサイズを大
きくする必要もないので、記録ヘッド自体の製造コスト
も低く抑えることができる。
増加分を補うためにドライバトランジスタのサイズを大
きくする必要もないので、記録ヘッド自体の製造コスト
も低く抑えることができる。
【0042】このような効果は特に記録ヘッドの記録素
子の数が多くなる場合に顕著なものとなる。
子の数が多くなる場合に顕著なものとなる。
【0043】以上の実施形態において、記録ヘッドから
吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにイ
ンクタンクに収容される液体はインクであるとして説明
したが、その収容物はインクに限定されるものではな
い。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、そ
の画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出
される処理液のようなものがインクタンクに収容されて
いても良い。
吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにイ
ンクタンクに収容される液体はインクであるとして説明
したが、その収容物はインクに限定されるものではな
い。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、そ
の画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出
される処理液のようなものがインクタンクに収容されて
いても良い。
【0044】そして以上の実施形態は、特にインクジェ
ット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利
用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段
(例えば電気熱変換体)を備え、前記熱エネルギーによ
りインクの状態変化を生起させる方式を用いることによ
り記録の高密度化、高精細化が達成できる。
ット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利
用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段
(例えば電気熱変換体)を備え、前記熱エネルギーによ
りインクの状態変化を生起させる方式を用いることによ
り記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【0045】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に1対1で対応した液体
(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(イン
ク)を吐出させて、少なくとも1つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状にすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(イン
ク)の吐出が達成でき、より好ましい。
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に1対1で対応した液体
(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(イン
ク)を吐出させて、少なくとも1つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状にすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(イン
ク)の吐出が達成でき、より好ましい。
【0046】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第4463359号明細書、同第4345262号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第4313124号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
特許第4463359号明細書、同第4345262号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第4313124号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【0047】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第
4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構
成としても良い。
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第
4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構
成としても良い。
【0048】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。
【0049】加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘ
ッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリ
ッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着さ
れることで、装置本体との電気的な接続や装置本体から
のインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの
記録ヘッドを用いてもよい。
ッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリ
ッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着さ
れることで、装置本体との電気的な接続や装置本体から
のインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの
記録ヘッドを用いてもよい。
【0050】また、以上説明した記録装置の構成に、記
録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加する
ことは記録動作を一層安定にできるので好ましいもので
ある。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対して
のキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは
吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子
あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などが
ある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを
備えることも安定した記録を行うために有効である。
録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加する
ことは記録動作を一層安定にできるので好ましいもので
ある。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対して
のキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは
吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子
あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などが
ある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを
備えることも安定した記録を行うために有効である。
【0051】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも1つを備えた装置とすることもで
きる。
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも1つを備えた装置とすることもで
きる。
【0052】以上説明した実施の形態においては、イン
クが液体であることを前提として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を30°C以上70°C以下
の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範
囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、
使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば
よい。
クが液体であることを前提として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を30°C以上70°C以下
の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範
囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、
使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば
よい。
【0053】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。
【0054】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有
するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良
い。
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有
するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良
い。
【0055】なお、本発明は、複数の機器(例えばホス
トコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリン
タなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置
など)に適用してもよい。
トコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリン
タなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置
など)に適用してもよい。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ド
ライバトランジスタを動作させるための、例えばゲート
電圧となる第1の電圧をそのドライバトランジスタ出力
側の、例えばソース電圧となる第2の電圧に応じて、そ
のドライバトランジスタを動作させる駆動回路からの第
1の電圧を調整するので、記録素子用の電源の接地をす
るための第2の端子とドライバトランジスタの出力とを
接続する信号線が長く、その配線抵抗ために電圧降下が
発生し、ドライバトランジスタ出力側の第2の電圧が上
昇しても、その上昇分を第1の電圧の調整で補償するこ
とができるという効果がある。
ライバトランジスタを動作させるための、例えばゲート
電圧となる第1の電圧をそのドライバトランジスタ出力
側の、例えばソース電圧となる第2の電圧に応じて、そ
のドライバトランジスタを動作させる駆動回路からの第
1の電圧を調整するので、記録素子用の電源の接地をす
るための第2の端子とドライバトランジスタの出力とを
接続する信号線が長く、その配線抵抗ために電圧降下が
発生し、ドライバトランジスタ出力側の第2の電圧が上
昇しても、その上昇分を第1の電圧の調整で補償するこ
とができるという効果がある。
【0057】これにより第1の電圧と第2の電圧との電
位差は一定に保たれ、ドライバトランジスタのオン抵抗
の増加が防止され電力損失が増大しない。また、その電
位差の補償のため電源電圧を大きくする必要はないの
で、これを供給する記録装置側の外部電源の変更はなく
装置コストの増大を招かない。さらにドライバトランジ
スタのオン抵抗の増加が防止されるのでドライバトラン
ジスタそのものの変更は必要なく記録ヘッド自体の製造
コストも低く抑えられる。
位差は一定に保たれ、ドライバトランジスタのオン抵抗
の増加が防止され電力損失が増大しない。また、その電
位差の補償のため電源電圧を大きくする必要はないの
で、これを供給する記録装置側の外部電源の変更はなく
装置コストの増大を招かない。さらにドライバトランジ
スタのオン抵抗の増加が防止されるのでドライバトラン
ジスタそのものの変更は必要なく記録ヘッド自体の製造
コストも低く抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的な実施形態であるインクジェッ
ト方式に従って記録を行う記録ヘッドを備えた記録装置
の槻略構成を示す斜視図である。
ト方式に従って記録を行う記録ヘッドを備えた記録装置
の槻略構成を示す斜視図である。
【図2】図1に示す記録装置の制御回路を示すブロック
図である。
図である。
【図3】記録ヘッドIJHの駆動回路のレイアウト構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図4】記録ヘッドIJHの基板に形成されるヒータ、
ドライバトランジスタ、配線抵抗を含んだ1セグメント
の等価回路を示す図である。
ドライバトランジスタ、配線抵抗を含んだ1セグメント
の等価回路を示す図である。
【図5】寄生抵抗成分としてのAl配線抵抗を示す図で
ある。
ある。
【図6】ヒータ、ドライバトランジスタ、配線抵抗を含
んだ1セグメントの等価回路を示す図である。
んだ1セグメントの等価回路を示す図である。
【図7】変換電圧発生部と記録ヘッドの基板に設けられ
た駆動回路との関係を示す図である。
た駆動回路との関係を示す図である。
600 ヒータ 601 ドライバトランジスタ 602 変換電圧発生部 IJH 記録ヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今仲 良行 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2C057 AF99 AG46 AG83 AK07 AR16 BA13
Claims (7)
- 【請求項1】 記録素子と前記記録素子を駆動するドラ
イバトランジスタと前記ドライバの動作を制御する論理
回路と外部からの信号入力や電源入力のための複数の端
子を同一基板上に実装した記録ヘッドであって、 記録素子の電源を入力するための第1の端子と、 前記第1の端子と前記記録素子と前記ドライバトランジ
スタとを直列に接続する第1の信号線と、 前記記録素子の電源の接地をするための第2の端子と、 前記ドライバトランジスタと前記第2の端子とを接続す
る第2の信号線と、 前記ドライバトランジスタを動作させるための第1の電
圧を前記ドライバトランジスタに印加する駆動回路と、 前記ドライバトランジスタ出力側の第2の電圧に応じて
前記駆動回路が印加する前記第1の電圧を調整する調整
回路とを有することを特徴とする記録ヘッド。 - 【請求項2】 前記ドライバトランジスタはFETであ
り、 前記駆動回路は前記FETのゲートに前記第1の電圧を
印加し、 前記第2の電圧は前記FETのソース電圧であることを
特徴とする請求項1に記載の記録ヘッド。 - 【請求項3】 前記調整回路と前記駆動回路は、前記第
2の信号線による電圧降下分を補償するように、前記ソ
ース電圧の上昇分だけ前記ゲート電圧が上昇するように
前記第1の電圧を変化させることを特徴とする請求項2
に記載の記録ヘッド。 - 【請求項4】 前記駆動回路は電圧変換回路であり、 前記調整回路は前記ソース電圧の上昇分に従って前記電
圧変換回路による電圧変換を制御することを特徴とする
請求項3に記載の記録ヘッド。 - 【請求項5】 前記記録ヘッドは、前記記録素子を用い
てインクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッ
ドであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに
記載の記録ヘッド。 - 【請求項6】 前記記録素子はインクを吐出するために
必要な熱エネルギーを発生する電気熱変換素子であるこ
とを特徴とする請求項5に記載の記録ヘッド。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載の記録
ヘッドを用いて記録ヘッドを行う記録装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001182462A JP2002370358A (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001182462A JP2002370358A (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002370358A true JP2002370358A (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=19022560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001182462A Withdrawn JP2002370358A (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002370358A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008162268A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-07-17 | Canon Inc | 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 |
-
2001
- 2001-06-15 JP JP2001182462A patent/JP2002370358A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008162268A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-07-17 | Canon Inc | 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 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |