JP2003154657A - 加熱素子に近接した駆動回路を備える流体噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】プリントヘッド基板に占める駆動トランジスタ
の面積を小さくすることにより基板の面積を削減し、コ
ストを削減すること。 【解決手段】加熱素子(56)用の駆動回路(85)を含む流体
噴射装置。駆動回路のうちの少なくとも一部が加熱素子
に近接して６０μｍの範囲内に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体噴射装置に関
し、特に流体噴射装置の加熱素子に関する駆動回路の近
接配置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタのプリントヘッ
ドでは、加熱された流体即ちインクにより駆動バブルが
形成され、プリントヘッドのオリフィス即ちノズルから
媒体へ向けて噴射すべき流体の滴が生成される。この流
体は、トランジスタに応答して駆動する抵抗器によって
加熱される。これらの抵抗器及びトランジスタは、シリ
コン基板上に形成されることが多い。

【０００３】抵抗器の駆動に用いられるＭＯＳトランジ
スタの中には、大抵抗のあまり断熱性の高くない導体と
してポリシリコンとも呼ばれる多結晶シリコンを断熱基
層の上に積層し、トランジスタのゲートに用いているも
のがある。このトランジスタのゲートに電流が流れる
と、トランジスタのソースとドレインの間に電子の流れ
を「開始」させる電界が形成され、回路を形成する。ト
ランジスタのゲートに対して電流がオフになると、電子
の流れが停止し、トランジスタがオフになる。

【０００４】例えば、酸化珪素層などの極めて薄い断熱
基層を加熱抵抗器とシリコン基板との間にあるプリント
ヘッドの珪素基板に被着させる場合がある。この断熱基
層は、加熱抵抗器が駆動パルスの間、シリコン基板を保
護する。この断熱基層は極めて薄い場合があるので、ゲ
ートにより生成された電界がトランジスタの電子の動き
に悪影響を与える場合がある。

【０００５】多くの場合、駆動トランジスタは、トラン
ジスタが高熱に頻繁にさらされないように、即ち、トラ
ンジスタの動作寿命が短くならないように、抵抗器から
ある距離をあけて配置されている。トランジスタと抵抗
器の間に距離をあけるもう１つの理由は、流体が加熱さ
れたときに流体バブルの破裂による駆動トランジスタへ
の機械的打撃を最小限に抑えるためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】プリントヘッド基板に
占める駆動トランジスタの面積を小さくし、基板の面積
を削減してコストを削減することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】加熱素子用の駆動回路を
含む流体噴射装置であって、該駆動回路のうちの少なく
とも一部が前記加熱素子に近接して６０μｍの範囲内に
配置された流体噴射装置。以下の説明および複数の図面
を通して、同様の構成要素には同じ参照符号を付してい
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１及び図２を参照すると、本発
明を採用することができるインクジェットプリントヘッ
ド（または流体噴射装置あるいは交換可能なプリンタ構
成要素）の一定の縮尺ではない斜視図が概略的に示され
ている。このインクジェットプリントヘッドには、概し
て（ａ）シリコンなどの基板を含み様々な薄膜層が形成
された薄膜基礎構造即ちダイ１１と、（ｂ）薄膜基礎構
造１１上に堆積させたインク障壁層１２と、（ｃ）イン
ク障壁１２の上部に層をなすように取り付けられたオリ
フィス板即ちノズル板１３とが含まれる。

【０００９】薄膜基礎構造１１は、従来の集積回路技術
に従って形成され、内部に薄膜加熱抵抗器５６が形成さ
る。インク障壁層１２は、ドライフィルムから形成さ
れ、加熱および加圧により薄膜基板１１に積層され、加
熱抵抗器が形成された領域の上に写真石版によってイン
ク室１９およびインク通路２９が形成される。薄膜基礎
構造１１の長手方向に離れた両端には、外部電気接続用
の金のボンディングパッド７４が配置されており、イン
ク障壁層１２には被覆されない。例えば、インク障壁層
の材料には、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕ
ｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｗｉｌｍｉｎｇ
ｔｏｎ，Ｄｅｌｗａｒｅから入手可能な「Ｐａｒａｄ」
ブランドの感光性樹脂製ドライフィルムなどのアクリラ
ートベースの感光性樹脂製ドライフィルムが含まれる。
同様のドライフィルムには、「Ｒｉｓｔｏｎ」ブランド
のドライフィルムなどの他のｄｕＰｏｎｔ製品、及び、
他の化学製品供給業者によって製造されたドライフィル
ムが含まれる。オリフィス板１３には、例えばポリマ材
料から構成された平面基板などが含まれ、例えば、参考
までに本明細書で援用する米国特許第５，４６９，１９
９号に開示されているようなレーザ加工によりオリフィ
スが形成される。オリフィス板には、ニッケルなどの板
金も含まれる場合がある。

【００１０】図３に示すように、詳しくは、インク障壁
層１２内のインク室１９は個々のインク噴射抵抗器５６
の上に配置されており、各インク室１９はインク障壁層
１２に形成された室状開口部の相互接続された端面すな
わち壁によって画定される。インク通路２９は、障壁層
１２に形成されたさらなる開口部によって画定され、個
々のインク噴射室すなわち流体噴射室１９と一体になる
ように繋がっている。図１〜図３には、一例として、イ
ンク通路が薄膜基礎構造のインク供給スロット７１〜７
３によって形成されたエッジに向けて開口し、インク供
給スロットのエッジが供給エッジを形成するようになっ
ているスロット供給型インクジェットプリントヘッドを
例示している。

【００１１】オリフィス板１３には個々のインク室１９
上に配置されたオリフィス即ちノズル２１が含まれ、各
インク噴射抵抗器５６、関連インク室１９および関連オ
リフィス２１が整列されてインク滴発生器４０を形成す
るようになっている。

【００１２】開示のプリントヘッドは障壁層及び独立し
たオリフィス板を備えるものとして説明したが、当然明
らかなように、本発明は、一体型障壁／オリフィス構造
をもつプリントヘッドとして実施することもでき、その
場合、単一の感光性樹脂層を用い、複数回の露光処理に
より露光して現像することにより実施することができ
る。

【００１３】インク滴発生器４０は、基準方向Ｌに対し
て交差方向に間隔をあけた３列のアレイ即ちグループ６
１、６２、６３になるように構成される。各グループの
加熱抵抗器５６は、基準方向Ｌにほぼ整列されており、
基準方向Ｌについて所定の中心間距離すなわちノズルピ
ッチＰを有する。例えば、薄膜基礎構造１１が矩形であ
るものとし、その両側のエッジ５１、５２を長手方向の
エッジとし、長手方向に離れている両側のエッジ５３、
５４をプリントヘッドの長さよりも短い幅方向のエッジ
とする。薄膜基礎構造の長手方向は、基準方向Ｌに対し
て平行な場合もあるエッジ５１、５２に沿った方向であ
る。使用時には、基準方向Ｌは一般に媒体送り方向と呼
ばれる方向に整列させることができる。

【００１４】各インク滴発生器グループのインク滴発生
器４０はほぼ同一線上にあるものとして例示している
が、例えば噴射遅延を補償するため、インク滴発生器グ
ループのインク滴発生器４０は列の中心線からわずかに
ずらすこともできることが分かるであろう。

【００１５】インク滴発生器４０の各々が加熱抵抗器５
６を含む場合、加熱抵抗器もそれに従ってそのインク滴
発生器に対応するグループ即ちアレイに構成される。便
宜上、加熱抵抗器のアレイ即ちグループも同じ参照符号
６１、６２、６３で参照する。

【００１６】詳しくは、図１、図２及び図３のプリント
ヘッドの薄膜基礎構造１１には、基準方向Ｌに整列され
たインク供給スロット７１、７２、７３が含まれ、基準
方向Ｌに対して交差する方向に互いに間隔をあけて配置
されている。インク供給スロット７１、７２、７３の各
々はインク滴発生器グループ６１、６２、６３へインク
を供給するものであり、例えばインク滴発生器グループ
の片側に配置され、それぞれインクを供給する。例えば
インク供給スロットの各々は、シアン、黄、及び、マゼ
ンタなどの異なる色のインクを供給する。

【００１７】薄膜基礎構造１１には駆動トランジスタ回
路アレイ８１、８２、８３がさらに形成され、これらが
インク滴発生器グループ（６１、６２、６３）にそれぞ
れ隣接して配置される。各駆動回路アレイ（８１、８
２、８３）には、対応する加熱抵抗器５６に接続された
複数のＦＥＴ駆動回路８５が含まれる。各駆動回路アレ
イ（８１、８２、８３）には接地バス（１８１、１８
２、１８３）が結合され、隣接する駆動回路アレイ（８
１、８２、８３）内の全てのＦＥＴ駆動回路８５のソー
ス端子が接地バスと電気的に接続される。各接地バス
（１８１、１８２、１８３）は、プリントヘッド構造の
一端にある少なくとも１つのボンディングパッド７４に
相互接続されると共に、プリントヘッド構造の他端にあ
る少なくとも１つのボンディングパッド７４にも相互接
続される。

【００１８】図５に概略を示すように、各ＦＥＴ駆動回
路８５のドレイン端子は隣接する加熱抵抗器５６の一端
に接続され、加熱抵抗器５６の他端は導電性トレース８
６を介して適当なインク噴射基本選択信号ＰＳを受信
し、導電性トレース８６はプリントヘッド構造の一端で
接触パッド７４に接続される。導電性トレース８６は、
例えば、接地バス１８１、１８２、１８３が形成される
メタライゼーション層の上方に絶縁分離された金のメタ
ライゼーション層２０２（図６）を含む。導電性トレー
ス８６は、接地バス１８１、１８２、１８３と同じメタ
ライゼーション層に形成された導電性バイア２００及び
金属トレース５７（図６）により、加熱抵抗器５６と電
気的に接続される。また、特定の加熱抵抗器用の導電性
トレース８６は、通常、その加熱抵抗器に最も近い端部
のボンディングパッド７４に接続することができる。図
５に示す導電性バイア２００は、金のメタライゼーショ
ン層２０２と金属トレース５７との接点である。一実施
形態において、印刷コマンドは電気信号として、関連す
る加熱抵抗器５６の駆動回路８５へ送信される。この印
刷コマンドに応答して加熱抵抗器が駆動され、加熱され
た流体が噴射室から噴射される。

【００１９】図４Ａおよび図６Ａは、本発明の第２の実
施形態を例示している。図４および図６に示す第１の実
施形態に比べると、駆動回路すなわちトランジスタ８５
の幅が抵抗器５６またはインク滴発生器６１の方向へ拡
がっている。一実施形態では、トランジスタ８５は金の
メタライゼーション層２０２と金属トレース５７の間に
まで拡がる場合もある。

【００２０】図６Ａに示すように、トランジスタは加熱
抵抗器の方向へ移動させられ、導電性バイア２００が少
なくとも部分的にトランジスタ領域上に重なる位置にな
るようにしている。図６に示す第１の実施形態と比べる
と、これら２つの実施形態間で導電性バイアと加熱抵抗
器との間の距離は実質的に変化していない。

【００２１】一実施形態において、ポリシリコン・ゲー
ト９１の幅を増加させる場合がある。特定の実施形態で
は、ゲート幅が増えると、図６の基板と比較してトラン
ジスタ８５全体にわたって熱の発生が少なくなり、及び
／または、抵抗が小さくなる。

【００２２】図６Ａに示す実施形態の場合、導電性バイ
ア２００の下方に拡がるトランジスタ８５の接触部は存
在しない。トランジスタの拡大された領域には、導電性
バイア２００の下方の第１の領域と、第２の領域とがあ
る。この実施形態の場合、接触部は第１の領域には延び
ていないが第２の領域には延びている。一実施形態にお
いて、第１の領域には接触させなくても高いトランジス
タ効率を実現することが可能である。

【００２３】一実施形態において、加熱素子（すなわち
抵抗器）の駆動回路（すなわちトランジスタ）の少なく
とも一部は、加熱素子に近接して６０μｍの範囲内に配
置される。駆動回路８５のエッジは、加熱素子すなわち
抵抗器５６のエッジから１〜６０μｍの範囲内に配置さ
れる。特定の実施形態において、駆動回路は加熱素子か
ら約１〜３０μｍの範囲内に配置される。さらに特定の
実施形態において、駆動回路要素は加熱素子から約５μ
ｍの位置に配置される。

【００２４】図４Ａに示す一実施形態において、各々の
流体加熱抵抗器は基板に沿って千鳥状に配列されてい
る。この実施形態の場合、各抵抗器と対応するトランジ
スタとの間の距離「ｄ」は、約１〜６０μｍの範囲内に
ある。他の実施形態において、抵抗器はほぼまっすぐな
行をなしている。

【００２５】図４Ｂおよび図６Ｂは、本発明の第３の実
施形態を例示している。第３の実施形態は、本明細書に
説明のある場合を除き、第２の実施形態とほぼ同様であ
る。図４および図６に示す第１の実施形態と比較する
と、駆動回路すなわちトランジスタ８５が抵抗器５６ま
たはインク滴発生器６１の方向へシフトされている。一
実施形態において、トランジスタ８５の幅は拡大される
場合がある。インク滴発生器とトランジスタのエッジと
の間の距離は、上述の第２の実施形態の場合と同じであ
る。一実施形態では、ポリシリコン・ゲートが抵抗器の
方向へシフトされる場合がある。

【００２６】図６Ｂに示すように、トランジスタは抵抗
器の方向へ移動され、導電性バイア２００が少なくとも
部分的にトランジスタの領域上に位置するようになって
いる。図６に示す第１の実施形態と比較すると、導電性
バイアと抵抗器との間の距離は、各実施形態を通じて実
質的に同じままである。

【００２７】図６Ｂの実施形態の場合、プリントヘッド
の基板すなわちダイ１１の幅は、ダイのトランジスタ８
５が対応する抵抗器の方向へシフトされる距離とほぼ同
じ距離だけ縮小することが可能である。他の実施形態に
おいて、図１の駆動回路要素アレイ８１、８２、８３の
トランジスタ８５の各々を対応する抵抗器の方向へシフ
トすると、ダイの幅をかなり縮小することが可能にな
る。プリントヘッドのダイはプリントヘッドの比較的高
価な部品であるため、製造の際の材料の節約は大幅なコ
スト削減になる。

【００２８】実施形態によっては、特定のインク滴発生
器グループ（６１、６２、６３）内の加熱抵抗器５６を
複数の基本グループに構成し、特定の基本グループのイ
ンク滴発生器を同一のインク噴射基本選択信号に対して
切り替え可能に並列に接続することも可能である。この
ような例は、例えば米国特許第５，６０４，５１９号、
第５，６３８，１０１号、及び、第３，５６８，１７１
号に開示されており、参考までに本明細書で援用する。
各々のＦＥＴ駆動回路のソース端子は、隣接する関連接
地バス（１８１、１８２、１８３）と電気的に接続され
ている。

【００２９】説明を簡単にするため、加熱抵抗器５６及
び関連ＦＥＴ駆動回路８５とボンディングパッド７４と
を電気的に接続する導電性トレース８６及び接地バスを
含む導電性トレースは、まとめて、電力トレースと呼
ぶ。また、説明を簡単にするため、導電性トレース８６
は、Ｈｉｇｈ側または非接地電力トレースと呼ぶことも
できる。

【００３０】一般に、各々のＦＥＴ駆動回路８５の寄生
抵抗（またはオン抵抗）は、電力トレースにより形成さ
れた寄生経路によって、様々なＦＥＴ駆動回路８５に対
して示される寄生抵抗の変動を補償するように構成さ
れ、加熱抵抗器へ供給されるエネルギの変動を低減させ
るようにしている。特に、これらの電力トレースはＦＥ
Ｔ駆動回路に対して寄生抵抗を示す寄生経路を形成し、
この寄生抵抗が経路上の位置に応じて変化するため、各
々のＦＥＴ駆動回路８５の寄生抵抗を選択することによ
り、各々のＦＥＴ駆動回路８５の寄生抵抗と該ＦＥＴ駆
動回路に対して示される電力トレースの寄生抵抗との組
み合わせがインク滴発生器毎にわずかに異なるようにし
ている。従って、加熱抵抗器５６が全てほぼ同じ抵抗値
である限り、各ＦＥＴ駆動回路８５の寄生抵抗は、異な
るＦＥＴ駆動回路８５に対して示される関連電力トレー
スの寄生抵抗の変動を補償するように構成される。この
ようにして、電力トレースに接続されたボンディングパ
ッドに対してほぼ等しいエネルギを供給し、異なる加熱
抵抗器５６に対してほぼ等しいエネルギを供給すること
ができるように拡張される。

【００３１】図６および図７をさらに詳しく参照する
と、ＦＥＴ駆動回路８５の各々には、シリコン基板１１
１に形成されたドレイン領域フィンガ８９の上に配置さ
れた複数の電気的に相互接続されたドレイン電極フィン
ガ８７と、シリコン基板１１１に形成されたソース領域
フィンガ９９の上に配置され、ドレイン電極８７と相互
に噛み合わされた、即ちドレイン電極８７と交互配置さ
れた複数の電気的に相互接続されたソース電極フィンガ
９７とが含まれる。シリコン基板１１１に形成された薄
いゲート酸化物層９３の上には、それぞれの端部が相互
接続されたポリシリコン・ゲート・フィンガ９１が配置
される。ホスホシリケート・ガラス層９５によって、ド
レイン電極８７及びソース電極９７をシリコン基板１１
１から分離している。複数の導電性ドレイン接触部８８
がドレイン電極８７とドレイン領域８９とを電気的に接
続し、一方、複数の導電性ソース接触部９８がソース電
極９７とソース領域９９とを電気的に接続している。例
えば、ドレイン電極８７、ドレイン領域８９、ソース電
極９７、ソース領域９９、及び、ポリシリコン・ゲート
・フィンガ９１は、基準方向Ｌおよび接地バス１８１、
１８２、１８３の長手方向の対してほぼ直交する方向、
即ち交差する方向に延びている。また、図６に示すよう
に、各ＦＥＴ回路８５について、基準方向Ｌと交差する
方向のドレイン領域８９およびソース領域９９の範囲
は、基準方向Ｌと交差する方向のゲート・フィンガーの
範囲と同じであり、これによって基準方向Ｌと交差する
方向の活性領域の範囲が決まる。説明を簡単にするた
め、ドレイン電極フィンガ８７、ドレイン領域フィンガ
８９、ソース電極フィンガ９７、ソース領域フィンガ９
９、及び、ポリシリコン・ゲート・フィンガ９１の範囲
は、これらの構成要素がストリップやフィンガのように
長細い限り、これらの構成要素の長手方向の範囲と呼ぶ
ことができる。

【００３２】例えば、各々のＦＥＴ回路８５のオン抵抗
は、ドレイン領域フィンガ８９のうちの電気的接触部８
８の無い連続的非接触部分の長手方向の範囲すなわち長
さを調節することにより個別に設定される。例えば、ド
レイン領域フィンガのこの連続的非接触部分は、加熱抵
抗器５６から最も遠いドレイン領域８７の端部から始め
ることが可能である。特定のＦＥＴ回路８５のオン抵抗
はドレイン領域フィンガの連続的非接触部分の長さが増
すにつれて増大し、この長さを選択することにより特定
のＦＥＴ回路のオン抵抗が決まる。

【００３３】他の例として、各ＦＥＴ８５のオン抵抗
は、ＦＥＴ回路のサイズを選択することによって構成す
ることもできる。例えば、基準方向Ｌと交差する方向の
ＦＥＴ回路の範囲を選択することによってオン抵抗を決
めることもできる。

【００３４】一実施例として、特定のＦＥＴ回路８５用
の電力トレースがプリントヘッド構造の長手方向に離れ
た端部にある最も近いボンディングパッド７４まで適度
に直線的な経路で接続される場合、寄生抵抗はプリント
ヘッドの最も近い端部からの距離が増すにつれて増大
し、ＦＥＴ駆動回路８５のオン抵抗はこのような最も近
い端部からの距離が増すにつれて減少する（ＦＥＴ回路
の効率は良くなる）ので、電力トレースの寄生抵抗の増
大は相殺される。特定の例として、連続的に接触の無い
ドレイン・フィンガー部分が加熱抵抗器８６から最も遠
いドレイン領域フィンガの端部から始まる場合、そのよ
うな部分の長さは、プリントヘッド構造の長手方向に離
れた端部のうちの最も近い端部からの距離に応じて短く
なる。

【００３５】各接地バス（１８１、１８２、１８３）は
ＦＥＴ回路８５のドレイン電極８７及びソース電極９７
と同じ薄膜導電層から形成され、ソース領域９９、ドレ
イン領域８９およびポリシリコン・ゲート９１からなる
各ＦＥＴ回路の活性領域が都合良く関連接地バス（１８
１、１８２、１８３）の下方に延びている。これによっ
て、接地バス及びＦＥＴ回路アレイが占める領域を狭く
することができ、薄膜基礎構造を薄くし、コストを削減
することができる。

【００３６】また、ドレイン領域フィンガの連続的非接
触部分が加熱抵抗器５６から最も遠いドレイン領域フィ
ンガの端部から始まる実施例の場合、ドレイン電極をド
レイン領域フィンガの連続的非接触部分の上にまで延ば
す必要がないので、ドレイン領域フィンガの連続的非接
触部分の長さを増やすのに応じて、基準方向Ｌに対して
交差する方向すなわち横方向についての関連する加熱抵
抗器５６の方向の各接地バス（１８１、１８２、１８
３）の範囲を拡大することができる。換言すれば、接地
バス（１８１、１８２、１８３）の幅Ｗは、連続的非接
触ドレイン領域部分の長さに応じて接地バスがＦＥＴ駆
動回路８５の活性領域上に重なる量を増加させることに
より、拡大することが可能である。これは、接地バスと
ＦＥＴ駆動回路８５の活性領域とが重なる量を増すこと
により拡大されるので、接地バス（１８１、１８２、１
８３）及びその関連ＦＥＴ駆動回路アレイ（８１、８
２、８３）が占める領域の幅を増すことなく実現可能で
ある。有効なことに、いずれの特定のＦＥＴ回路８５に
ついても、接地バスは概ねドレイン領域の非接触部分の
長さだけ、基準方向Ｌと交差する方向に活性領域と重ね
ることができる。

【００３７】連続的非接触ドレイン領域部分が加熱抵抗
器５６から最も遠いドレイン領域フィンガの端部から始
まる場合、及び、連続的非接触ドレイン領域部分の長さ
がプリントヘッド構造の最も近い端部からの距離が増す
につれて短くなる特定の例の場合、連続的非接触ドレイ
ン領域部分の長さのばらつきに応じて接地バス（１８
１、１８２、１８３）の幅を調節または変更することに
より、図８に示すように、プリントヘッド構造の最も近
い端部に近づくにつれて幅Ｗの増す接地バスが得られ
る。こうした形状によれば、好都合なことに、ボンディ
ングパッド７４に近づくにつれて共用電流の量が増大す
るので、ボンディングパッド７４に近づくにつれて接地
バスの抵抗が小さくなる。

【００３８】上記は、３つのインク供給スロットを備
え、インク供給スロットの片側だけにインク滴発生器が
配置されたプリントヘッドを対象にしたものであるが、
当然明らかなように、開示のＦＥＴ駆動回路アレイ及び
接地バス構造は、さまざまなスロット供給、エッジ供給
により実施することができ、スロット供給とエッジ供給
との組み合わせ構成によっても実施することができる。
また、インク滴発生器は、インク供給スロットの片側に
も両側にも配置することが可能である。

【００３９】次に図９を参照すると、上述のプリントヘ
ッドを用いることが可能なインクジェット印刷装置１１
０の一例に関する略透視図が示されている。図９のイン
クジェット印刷装置１１０には通常、成形プラスチック
材料によるハウジングすなわちエンクロージャ１２４に
よって包囲されたシャーシ１２２が含まれる。シャーシ
１２２は、例えば板金から形成され、垂直パネル１２２
ａを含む。印刷媒体のシートは適応型印刷媒体取り扱い
システム１２６により個別に印刷領域１２５へ通され、
該印刷媒体取り扱いシステム１２６には印刷前の印刷媒
体を格納するための供給トレイ１２８が含まれる。印刷
媒体としては、紙、カード紙、透明紙、マイラー(R)紙
等、任意の種類の適当な印刷可能なシート材料を用いる
ことが可能であるが、便宜上、例示の実施形態は印刷媒
体として紙を使用するものとして説明する。ステッパモ
ータによって駆動される駆動ローラ１２９を含む一連の
モータ駆動のローラを用いて、供給トレイ１２８から印
刷領域１２５へ印刷媒体を移動させることができる。印
刷後、駆動ローラ１２９は、印刷されたシートを格納式
出力物乾燥用翼状部材１３０の上に出力する。この翼状
部材は、新たに印刷されたシートを出力トレイ１３２の
まだ乾燥していない印刷済みシートの上方に短時間だけ
保持し、その後曲線矢印１３３に示すように旋回して両
側へ引っ込み、新たに印刷されたシートを出力トレイ１
３２の中へ落とす。印刷媒体取り扱いシステムには、レ
ターサイズ、リーガルサイズ、Ａ４サイズ、封筒サイズ
などの様々な大きさの印刷媒体を収容するための一連の
調節機構が含まれる場合があり、例えば、スライド式長
さ調節アーム１３４及び封筒供給スロット１３５などが
含まれる場合がある。

【００４０】図９のプリンタは、図示的にはマイクロプ
ロセッサとして例示しているプリンタコントローラ１３
６をさらに含み、プリンタコントローラ１３６はシャー
シの垂直パネル１２２ａの背面に支持されたプリント回
路基板１３９上に設けられる。プリンタ・コントローラ
１３６は、パーソナルコンピュータ（図示せず）などの
ホスト装置から命令を受信し、印刷領域１２５を通る印
刷媒体の送り、プリントキャリッジ１４０の移動、及
び、インク滴発生器４０への信号の供給などを含むプリ
ンタの動作を制御する。

【００４１】キャリッジ走査方向と平行な長手方向をも
つプリントカートリッジ摺動ロッド１３８は、シャーシ
１２２に支持され、プリントキャリッジ１４０の横方向
の往復運動すなわちキャリッジ走査方向の走査を支える
プリントキャリッジ１４０は、第１および第２の着脱可
能なインクジェットプリントヘッド・カートリッジ１５
０、１５２（いずれも「ペン」、「プリントカートリッ
ジ」または「カートリッジ」と呼ぶ場合がある）を支持
している。プリントカートリッジ１５０、１５２はプリ
ントヘッド１５４、１５６をそれぞれ備え、各々のプリ
ントヘッドは印刷領域１２５にある印刷媒体の一部へ向
けて概ね下方へインクを噴射するためのほぼ下向きのノ
ズルを有する。詳しくは、プリントカートリッジ１５
０、１５２は、クランプレバー、ラッチ部材または蓋１
７０、１７２を含むラッチ機構によりプリントキャリッ
ジ１４０に固定されている。

【００４２】適当なプリントキャリッジの一例が、Ｈａ
ｒｍｏｎ他により１９９６年１１月２６日付けで出願さ
れた米国特許出願第０８／７５７，００９号に開示され
ている。

【００４３】参考のため、印刷媒体は、カートリッジ１
５０、１５２の下方にある印刷媒体のカートリッジのノ
ズルが横断する部分の接線に対して平行な媒体方向に、
印刷領域１２５を通して送られる。媒体進行方向とキャ
リッジ走査方向とが同一平面上に位置する場合、図９に
示すように、これらは互いに垂直になる。

【００４４】プリントキャリッジの背面にある回転防止
機構は、例えば、シャーシ１２２の垂直パネル１２２ａ
と一体成形されて水平方向に配置された回転防止バー１
８５と係合し、摺動ロッド１３８を中心とするプリント
キャリッジ１４０の前方への旋回を防止する。

【００４５】例えば、プリントカートリッジ１５０をモ
ノクロ印刷カートリッジとし、プリントカートリッジ１
５２を本明細書の教示によるプリントヘッドを用いた３
色印刷カートリッジとすることもできる。

【００４６】プリントキャリッジ１４０はエンドレスベ
ルト１５８により摺動ロッド１３８に沿って移動され、
線形エンコーダストリップ１５９を利用してキャリッジ
走査方向のプリントキャリッジ１４０の位置が検出され
る。

【００４７】上記は、本発明の特定の実施形態について
説明および例示しているが、当業者であれば、付記した
特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲及び思
想を外れることなく、さまざまな修正及び変更を加える
ことができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成することに
より、プリントヘッド基板に占める駆動トランジスタの
面積を小さくすることにより基板の面積を削減し、コス
トを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を用いたインクジェットプリ
ントヘッドのレイアウト示す一定の比率でない略平面図
である。

【図２】図１のインクジェットプリントヘッドの部分切
り取り略透視図である。

【図３】図１のインクジェットプリントヘッドの一定の
比率でない略部分平面図である。

【図４】図１のプリントヘッドの一部（符号４の部分）
を示す部分平面図であり、ＦＥＴ駆動回路アレイ及び関
連接地バスのレイアウトに関する第１の実施形態の概要
を例示している。

【図４Ａ】図１のプリントヘッドの一部（符号４の部
分）を示す部分平面図であり、ＦＥＴ駆動回路アレイ及
び関連接地バスのレイアウトに関する第２の実施形態の
概要を例示している。

【図４Ｂ】図１のプリントヘッドの一部（符号４の部
分）を示す部分平面図であり、ＦＥＴ駆動回路アレイ及
び関連接地バスのレイアウトに関する第３の実施形態の
概要を例示している。

【図５】図１のプリントヘッドの加熱抵抗器及びＦＥＴ
駆動回路の電気的接続を示す略電気回路図である。

【図６】図１のプリントヘッドの第１の実施形態の典型
的なＦＥＴ駆動回路及び関連接地バスに関する平面図で
ある。

【図６Ａ】図１のプリントヘッドの第２の実施形態の典
型的なＦＥＴ駆動回路及び関連接地バスに関する平面図
である。

【図６Ｂ】図１のプリントヘッドの第３の実施形態の典
型的なＦＥＴ駆動回路及び関連接地バスに関する平面図
である。

【図７】図１のプリントヘッドの典型的なＦＥＴ駆動回
路の断面立面図である。

【図８】図１のプリントヘッドのＦＥＴ駆動回路アレイ
及び関連接地バスの実施例を示す平面図である。

【図９】本発明のプリントヘッドの一実施形態を用いる
ことが可能なプリンタの一定の比率でない略透視図であ
る。

【符号の説明】

１１ 流体噴射装置 １９ 噴射室 ４０ 流体噴射装置 ５６ 加熱素子 ８５ 駆動回路要素 １５０ 流体噴射カートリッジ １５２ 流体噴射カートリッジ １５４ 基板 １５６ 基板 ２００ 導電性バイア

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１０月１１日（２００２．１０．
１１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ・エム・トーゲルソン アメリカ合衆国オレゴン州97370，フィロ マス，ヒデン・バレイ・ロード・24901 Ｆターム(参考） 2C057 AF34 AG15 AG46 AG80 AG85 AK07 AQ02 AR14 AR17 BA04 BA13

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱素子(56)用の駆動回路(85)を含む流体
   噴射装置(11,40)であって、該駆動回路のうちの少なく
   とも一部が前記加熱素子に近接して６０μｍの範囲内に
   配置された流体噴射装置(11,40)。
2. 【請求項２】第１の面を有する基板をさらに含み、 前記駆動回路および前記加熱素子が前記基板の第１の面
   上に配置され、 前記基板が、前記加熱素子と電気接続され且つ前記駆動
   回路の領域上に少なくとも部分的に配置された導電性バ
   イア(200)をさらに有する、請求項１の流体噴射装置。
3. 【請求項３】加熱した流体を噴射するための噴射室(19)
   と、前記噴射室内の流体を加熱するための抵抗器(56)
   と、前記加熱素子と電気接続されたトランジスタ(85)と
   からなるプリントヘッド(11)であって、 前記トランジスタが前記抵抗器に近接して６０μｍの範
   囲内に配置される、プリントヘッド。
4. 【請求項４】前記トランジスタが前記抵抗器から約１〜
   ３０μｍの範囲内に配置される、請求項３のプリントヘ
   ッド。
5. 【請求項５】前記トランジスタが前記抵抗器から約５μ
   ｍの位置に配置される、請求項３のプリントヘッド。
6. 【請求項６】第１の面を有する基板をさらに含み、 前記トランジスタおよび前記加熱素子が前記基板の第１
   の面上に配置され、 前記基板が、前記抵抗器と電気接続されかつ前記トラン
   ジスタの領域上に少なくとも部分的に配置された導電性
   バイア(200)をさらに有する、請求項３のプリントヘッ
   ド。
7. 【請求項７】交換可能なプリンタ構成要素であって、 第１の面を有する基板と、 加熱された流体を噴射するための前記第１の面上の噴射
   室と、 前記噴射室内の流体を加熱するための加熱素子と、 前記第１の面上の領域における前記加熱素子用の駆動回
   路と、 前記加熱素子と電気接続されかつ前記駆動回路の領域上
   に少なくとも部分的に配置された導電性バイアと、 からなるプリンタ構成要素。
8. 【請求項８】前記駆動回路が前記加熱素子から６０μｍ
   の範囲内に配置される、請求項７のプリンタ構成要素。
9. 【請求項９】流体噴射カートリッジ(150,152)であっ
   て、 流体リザーバと、 複数の流体噴射室を有する基盤(154,156)であって、該
   流体噴射室の各々が流体加熱抵抗器を有し、該流体加熱
   抵抗器が前記基板の上面に沿って配置され、少なくとも
   １つの前記流体噴射室が前記流体加熱抵抗器用の各々の
   駆動回路から６０μｍの範囲内に配置される、基板と、 前記流体リザーバと前記流体噴射室とを連通させる流体
   通路と、 からなる流体噴射カートリッジ。
10. 【請求項１０】流体噴射装置(11,40)を製造する方法で
    あって、 基板の第１の面上の噴射室内に加熱素子を形成するステ
    ップと、 前記第１の面上の領域に前記加熱素子用の駆動回路(85)
    を配置するステップと、 導電性バイア(200)を前記加熱素子と電気接続するステ
    ップと、 前記導電性バイア(200)を少なくとも部分的に前記駆動
    回路の領域上に配置するステップと、 からなる方法。
11. 【請求項１１】前記駆動回路が個々の前記加熱抵抗器か
    ら約１〜３０μｍの範囲内に配置される、請求項１また
    は９の駆動回路。
12. 【請求項１２】前記駆動回路が前記加熱抵抗器から約５
    μｍの位置に配置される、請求項１１の駆動回路。