JP2015044313A - 液体吐出ヘッド用基板、液体吐出ヘッド、および、記録装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】 液体吐出ヘッド用基板の場所に応じた温度の制御を可能とする。【解決手段】 本発明に係る実施例の液体吐出ヘッド用基板は、第１の領域に配された複数の吐出用ヒータと、前記第１の領域に配され、前記複数の吐出用ヒータに電気エネルギーを供給する駆動回路と、第２の領域に配され、前記駆動回路へ電気信号を供給する信号供給回路と、前記第１の領域に配された第１部分、および、前記第２の領域に配された第２部分を含む基板加熱用ヒータと、を備え、前記第１部分の、電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値と、前記第２部分の電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値とが異なることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本明細書に開示された技術は、液体吐出ヘッド用基板、液体吐出ヘッド、および、記録装置に関する。

インクなどの液体を記録媒体へ向けて吐出することで記録を行う記録装置において、サーマル型の液体吐出ヘッドが用いられている。特許文献１に開示されたサーマル型の液体吐出ヘッドは、吐出ヒータが配された基板と、吐出ヒータに電流を印加する導電配線と、当該導電配線とは電気的に分離されたサブヒータとを含む。さらに、特許文献１には、導電部材でサブヒータを構成すること、ならびに、当該導電部材に電流を印加することによって、基板を加熱することの開示がある。このような構成により、液体吐出ヘッドに含まれる基板に温度分布が生じることを抑制できるとされている。

特開２０１０−０７６４４１号公報

特許文献１に開示の液体吐出ヘッドでは、基板の全体にわたって１つの電流経路を形成するように、サブヒータの導電部材が配置されている。サブヒータを構成する導電部材はほぼ均一な配線幅を有している。このような導電部材に電流を印加すると、基板の全体をほぼ均等に加熱することができる。

しかしながら、特許文献１に記載のサブヒータでは、基板の一部を局所的に加熱したり、基板の位置に応じてサブヒータの発熱量をことならせたりすることが困難であった。そのため、例えば、動作時の発熱量が基板の位置によって異なる場合などに、基板に生じる温度分布を十分に抑制できない可能性があった。あるいは、基板の複数の部分の温度を、各部分に応じた適切な温度にすることが困難であった。

このような課題に鑑み、本発明者らは、液体吐出ヘッド用基板の場所に応じた温度の制御を可能とする技術を開示する。

本発明の１つの側面に係る実施例の液体吐出ヘッド用基板は、第１の領域に配された複数の吐出用ヒータと、前記第１の領域に配され、前記複数の吐出用ヒータに電気エネルギーを供給する駆動回路と、第２の領域に配され、前記駆動回路へ電気信号を供給する信号供給回路と、前記第１の領域に配された第１部分、および、前記第２の領域に配された第２部分を含む基板加熱用ヒータと、を備え、前記第１部分の、電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値と、前記第２部分の電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値とが異なることを特徴とする。

本発明の別の側面に係る実施例の液体吐出ヘッド用基板は、複数の吐出用ヒータと、前記複数の吐出用ヒータに電気エネルギーを供給する駆動回路と、第１の領域に配された第１の回路ブロック、および、第２の領域に配された第２の回路ブロックを含み、前記駆動回路へ電気信号を供給する信号供給回路と、前記第１の領域に配された第１部分、および、前記第２の領域に配された第２部分を含む基板加熱用ヒータと、を備え、前記第１部分の、電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値と、前記第２部分の、電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値とが異なることを特徴とする。

本発明の別の側面に係る実施例の液体吐出ヘッド用基板は、複数の吐出用ヒータと、前記複数の吐出用ヒータに電気エネルギーを供給する駆動回路と、第１の領域に配された第１の回路ブロック、および、第２の領域に配された第２の回路ブロックを含み、前記駆動回路へ電気信号を供給する信号供給回路と、前記第１の領域に配された第１部分、および、前記第２の領域に配された第２部分を含む基板加熱用ヒータと、を備え、前記第１部分の配線長と、前記第２部分の配線長とが異なり、前記第１部分の面密度と、前記第２部分の面密度とが異なることを特徴とする。

本発明によれば、液体吐出ヘッド用基板の場所に応じた温度の制御を行うことが可能である。

液体吐出ヘッド用基板の平面構造を模式的に示す図。 液体吐出ヘッド用基板の断面構造を模式的に示す図。 液体吐出ヘッド用基板の平面構造を模式的に示す図。 液体吐出ヘッド用基板の平面構造を模式的に示す図。

本発明に係る１つの実施形態は、インクなどの液体を吐出する素子を備えた液体吐出ヘッド用基板である。本発明に係る別の実施形態は、液体吐出ヘッド用基板と、液体吐出ヘッド用基板に記録用のインクを供給するためのインク供給部を備えた液体吐出ヘッドである。液体吐出ヘッドは、例えば、記録装置の記録ヘッドである。本発明に係るさらに別の実施形態は、液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドを駆動する駆動部とを備えた記録装置である。記録装置は、例えば、プリンタや複写機である。もしくは、本発明に係る１つの実施形態の液体吐出ヘッドは、ＤＮＡチップ、有機トランジスタ、カラーフィルタなどの作製に用いられる装置などに適用できる。

液体吐出ヘッド用基板には、複数の吐出用ヒータが配置される。液体吐出ヘッド用基板には、複数の吐出用ヒータに対応して駆動回路が配される。それぞれの吐出用ヒータに、１つの駆動回路が配されてもよい。あるいは、複数の吐出用ヒータのからなるグループに対応して、１つの駆動回路が配されてもよい。駆動回路は、複数の吐出用ヒータに電気エネルギーを供給する。駆動回路は、例えば、吐出用ヒータに接続されたトランジスタを含み、そして、当該トランジスタを介して吐出用ヒータに電流を印加する。電流が印加されることによって、吐出用ヒータが発熱し、液体を吐出することができる。駆動回路は、吐出用ヒータに接続されたトランジスタと、当該トランジスタに接続されたバッファ、あるいは、レベルシフタとを含んでもよい。

液体吐出ヘッド用基板には、駆動回路に電気信号を供給する信号供給回路が配される。信号供給回路が供給する電気信号は、例えば、駆動回路の電源電圧や駆動回路の制御信号である。駆動回路の制御信号は、外部から与えられる情報に基づいて生成されてもよい。信号供給回路は、異なる機能を有する複数の回路ブロックを含んでもよい。例えば、信号供給回路は、外部から与えられる情報を処理する信号処理回路と、外部から与えられる第１の電源電圧から、それとは別の第２の電源電圧を生成する電圧発生回路を含んでもよい。電圧発生回路が、駆動回路に電源電圧を供給する。

上述の通り、液体吐出ヘッド用基板には、吐出用ヒータの他に、吐出用ヒータを駆動する駆動回路、信号供給回路等の複数の回路が搭載される。これらの回路においては、動作時の発熱量が互いに異なる可能性がある。あるいは、動作に好適な温度が、互いに異なる場合がある。例えば、吐出用ヒータは高温になるほど、液体の吐出特性が良くなる。そのため、吐出用ヒータはなるべく高温で動作することが好ましい。一方で、信号供給回路はより低温になるほど電気的特性が向上する。しかし、信号供給回路の温度が低すぎる場合には、配線を構成する材料の熱膨張により、断線などが生じやすくなる。そのため、信号供給回路は所定の温度範囲で動作することが好ましい。

液体吐出ヘッド用基板には、液体吐出ヘッド用基板を予備的に加熱するための基板加熱用ヒータ（以下、サブヒータと呼ぶ）が設けられる。サブヒータに電流が流れることで、サブヒータは発熱する。サブヒータは、第１の領域に配された第１部分と、第２の領域に配された第２部分とを含む。いくつかの実施形態では、第１部分における、電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値と、第２部分における、電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値とが互いに異なる。いくつかの実施形態では、第１部分の配線長、および、面密度が、それぞれ、第２部分の配線長、および、面密度と異なる。

このような構成により、第１の領域と、第２の領域との間で、サブヒータによる単位面積あたりの発熱量を異ならせることが可能である。そのため、液体吐出ヘッド用基板の場所に応じた温度の制御が可能になる。例えば、第１の領域と第２の領域との間で動作時の発熱量に差がある場合でも、液体吐出ヘッド用基板に生じる温度分布を低減することができる。あるいは、液体吐出ヘッド用基板に温度分布を生じさせないようにすることができる。または、液体吐出ヘッド用基板の各部が最適な温度で動作することができるように、液体吐出ヘッド用基板の温度分布を大きくすることができる。

いくつかの実施形態では、第１の領域に、吐出用ヒータ、および、駆動回路が配され、第２の領域に信号供給回路が配される。他のいくつかの実施形態では、第１の領域に信号供給回路の第１の回路ブロック、例えば、電圧発生回路が配され、第２の領域に信号供給回路の第２の回路ブロック、例えば、信号処理回路が配される。

例えば、信号処理回路の動作周波数が高くなると消費電力も増大するため、信号処理回路の発熱量は増加しやすい。そのため、信号処理回路に近い領域では、信号処理回路から遠い領域と比較して、基板温度が高くなりやすい。したがって、信号処理回路が配された第２の領域におけるサブヒータの単位面積あたりの発熱量を、第１の領域におけるサブヒータの単位面積あたりの発熱量に比べて小さくすることで、基板に生じる温度分布を低減することができる。

別のいくつかの実施形態では、第１の領域に配された吐出用ヒータの発熱量が、第２の領域に配された信号供給回路の発熱量より大きい場合がある。この場合に、サブヒータの第１部分に印加される電流の大きさを、サブヒータの第２部分に印加される電流の大きさより大きくする。これにより、吐出用ヒータはより高温で動作するため、吐出特性を向上させることができる。また、信号供給回路の動作温度も高くできるので、信号供給回路の電気的特性を維持しつつ、液体吐出ヘッド用基板の信頼性を向上させることができる。

以下、図面を用いて、いくつかの実施例について説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１について説明する。図１は液体吐出ヘッド用基板１０１の平面構造を模式的に示す図である。記録装置の記録ヘッドに用いられる液体吐出ヘッドは、液体吐出ヘッド用基板１０１と、液体吐出ヘッド用基板１０１に設けられた不図示の吐出口形成部材とを含む。吐出口形成部材には、インクを吐出する複数の吐出口（不図示）が設けられている。

液体吐出ヘッド用基板１０１は、領域Ａ、領域Ｂ、および、領域Ｃを含んでいる。図１の鎖線が、各領域の外縁を便宜的に示している。図１において、液体吐出ヘッド用基板１０１の領域Ａ、領域Ｂ、および、領域Ｃは、各ヒータ列において複数の吐出用ヒータ１０２の並ぶ方向に沿って、つまり、液体吐出ヘッド用基板１０１の長辺に沿って、並んでいる。領域Ａ、領域Ｂ、および、領域Ｃが、吐出用ヒータ１０２の並ぶ方向に交差する方向に沿って、つまり、液体吐出ヘッド用基板１０１の短辺に沿って、並んでもよい。

液体吐出ヘッド用基板１０１の領域Ａには、複数の吐出用ヒータ１０２が配される。複数の吐出用ヒータ１０２は、８つヒータ列を構成するように配置されている。各ヒータ列に含まれる複数の吐出用ヒータ１０２が並ぶ方向は、液体吐出ヘッド用基板１０１の長辺に沿った方向である。また、８つのヒータ列は、液体吐出ヘッド用基板１０１の短辺に沿った方向に並んでいる。図１では８つのヒータ列を配置しているが、インクの種類によって列数は適宜変更してよい。液体吐出ヘッドにおいては、複数の吐出用ヒータ１０２と、複数の吐出口とが互いに対応するように設けられている。吐出用ヒータ１０２にインクを供給する供給口１０３が、液体吐出ヘッド用基板１０１を貫通するように設けられている。２つのヒータ列につき１つの割合で、複数の供給口１０３が設けられている。

また、液体吐出ヘッド用基板１０１の領域Ａには、ヒータ駆動回路１０４が配されている。複数の吐出用ヒータ１０２の構成する８つのヒータ列のそれぞれに対応して、吐出用ヒータ１０２を駆動するためのヒータ駆動回路１０４が配されている。ヒータ駆動回路１０４は吐出用ヒータ１０２の列に対して供給口１０３の列が設けられた側とは反対側の領域に配置されている。

ヒータ駆動回路１０４は、吐出用ヒータ１０２に電気エネルギーを与えるように構成される。図１には示されていないが、本実施例のヒータ駆動回路１０４は、吐出用ヒータ１０２に接続されたトランジスタと、トランジスタに接続されたバッファとを含む。バッファを介してトランジスタに供給される制御信号に応じて、吐出用ヒータ１０２に電流が印加される。ヒータ駆動回路１０４が、バッファの代わりに、レベルシフタを含んでもよい。

本実施例の液体吐出ヘッド用基板１０１における、インク吐出の動作について説明する。液体吐出ヘッド用基板１０１の裏面から、供給口１０３を介して吐出用ヒータ１０２の上にインクが供給される。そして、ヒータ駆動回路１０４により、選択された吐出用ヒータ１０２が加熱される。これにより、吐出用ヒータ１０２の上のインクに発泡が生じ、そして、吐出口からインクが吐出される。

液体吐出ヘッド用基板１０１の領域Ｂ、および、領域Ｃには、ヒータ駆動回路１０４へ電気信号を供給する信号供給回路が配される。本実施例の信号供給回路は、信号処理回路１０６と、電圧発生回路１０７とを少なくとも含む。信号処理回路１０６は、領域Ｂに配される。電圧発生回路１０７は、領域Ｃに配される。

信号処理回路１０６は、記録装置の本体（不図示）から送られてくる画像情報や制御情報を処理し、ヒータ駆動回路１０４へ制御信号を供給する。制御信号は、信号処理回路１０６とヒータ駆動回路１０４とを接続する信号配線を介して供給される。ヒータ駆動回路１０４は、制御信号に基づき、複数の吐出用ヒータ１０２を選択的に駆動する。信号処理回路１０６は、シフトレジスタ回路、ラッチ回路、論理ゲートなどで構成される。

電圧発生回路１０７は、外部から入力される電源電圧をレベルシフトし、ヒータ駆動回路１０４に供給する電源電圧を生成する。電源電圧は、電圧発生回路１０７とヒータ駆動回路１０４とを接続する電源配線を介して供給される。なお、電圧発生回路１０７を配置せずに、外部から入力される電源電圧を、直接、ヒータ駆動回路１０４に供給してもよい。

また、液体吐出ヘッド用基板１０１の領域Ｂ、および、領域Ｃには、記録装置の本体と接続するための複数のパッド電極１０９が配されている。例えば、パッド電極１０９を介して、吐出用ヒータ１０２に電気エネルギーを与えるための電源電圧や、それぞれの回路を駆動するための電源電圧、画像情報、制御情報などが入力される。また、パッド電極１０９を介して、後述するサブヒータの電源電圧が入力される。

本実施例の液体吐出ヘッド用基板１０１には、液体吐出ヘッド用基板１０１を加熱するサブヒータ（図１の１１１〜１１３）が配される。サブヒータは、第１部分１１１と第２部分１１２と第３部分１１３とを含む。サブヒータは、金、銅、アルミ、ポリシリコンなどの導電部材で構成される。サブヒータに含まれる導電部材は、吐出用ヒータ１０２に電気エネルギーを供給するための電源配線から電気的に分離されている。サブヒータに含まれる導電部材は、ヒータ駆動回路１０４に接続される電源配線、および、信号配線から電気的に分離されている。サブヒータに含まれる導電部材は、信号供給回路に接続される電源配線、および、信号配線から電気的に分離されている。

ヒータ駆動回路１０４に接続される電源配線、および、信号配線は、第１配線層に配される。信号供給回路に接続される電源配線、および、信号配線は、第１配線層に配される。吐出用ヒータ１０２に電気エネルギーを供給するための電源配線は第２配線層に配される。サブヒータを構成する導電部材は、第１配線層、または、第２配線層に配される。例えば、サブヒータは、第１配線層または第２配線層のいずれか一方に含まれる導電部材だけで構成されてもよい。あるいは、サブヒータが、第１配線層の導電部材と第２配線層の導電部材とを含んでいてもよい。サブヒータが複数の配線層の導電部材を含む場合は、層間絶縁膜に設けられたプラグを介して、第１配線層の導電部材と第２配線層の導電部材とが接続される。

液体吐出ヘッド用基板１０１の領域Ａ、つまり、吐出用ヒータ１０２、および、ヒータ駆動回路１０４の配された領域の周辺に、サブヒータの第１部分１１１が配置されている。これにより領域Ａの温度を上昇させることができる。

液体吐出ヘッド用基板１０１の領域Ｂ、つまり、信号処理回路１０６の配された領域の周辺に、サブヒータの第２部分１１２が配置されている。これにより領域Ｂの温度を上昇させることができる。

液体吐出ヘッド用基板１０１の領域Ｃ、つまり、電圧発生回路１０７の配された領域の周辺に、サブヒータの第３部分１１３が配置されている。これにより領域Ｃにおける基板温度を上昇させることができ、低温時の吐出特性を向上させることができる。

図１が示す通り、本実施例において、２つのパッド電極１０９が、サブヒータの第１部分１１１、第２部分１１２、および、第３部分１１３を介して接続されている。これらのパッド電極１０９は、液体吐出ヘッドや記録装置に接続される。例えば、一方のパッド電極１０９に電源電圧が入力され、他方のパッド電極１０９が接地される。なお、パッド電極へ入力する電圧は、上記の例に限られない。サブヒータに接続された２つのパッド電極１０９に、２つの異なる電圧が入力されればよい。このような構成により、サブヒータの第１部分１１１、第２部分１１２、および、第３部分１１３が、共通の電流経路を構成する。

サブヒータの第２部分１１２の単位長さあたりの抵抗値は、サブヒータの第１部分１１１の単位長さあたりの抵抗値、および、サブヒータの第３部分１１３の単位長さあたりの抵抗値と異なっている。ここでの単位長さは、サブヒータに流れる電流の向きに沿った長さである。サブヒータの抵抗値Ｒは、サブヒータを構成する導電部材の比抵抗ｒ、導電部材の厚さＴ、導電部材の配線幅Ｗ、および、導電部材の配線長Ｌによって決まる。具体的には、Ｒ＝（ｒ×Ｌ）／（Ｗ×Ｔ）である。配線幅Ｗは、サブヒータを構成する導電部材の、電流の向きと直交する方向の長さである。配線長Ｌは、サブヒータを構成する導電部材の、電流の向きに沿った方向の長さである。サブヒータを構成する導電部材のシート抵抗Ｒｓがわかっている場合には、Ｒ＝Ｒｓ×Ｗ／Ｌである。抵抗値Ｒを配線長Ｌで除することにより、サブヒータの単位長さあたりの抵抗値が得られる。

本実施例では、サブヒータの第２部分１１２の単位長さあたりの抵抗値が、サブヒータの第１部分１１１の単位長さあたりの抵抗値、および、サブヒータの第３部分１１３の単位長さあたりの抵抗値よりも低い。具体的に、本実施例では、サブヒータの第１部分１１１、第２部分１１２、および、第３部分１１３は同じ材料で構成される。つまり、サブヒータを構成する導電部材の比抵抗ｒは一定である。また、第１部分１１１、第２部分１１２、および、第３部分１１３を構成する導電部材の厚さはほぼ同じである。そして、サブヒータの第２部分１１２の配線幅が、第１部分１１１の配線幅、および、第３部分１１３の配線幅より大きい。このように、本実施例では、配線幅の違いによって、単位長さあたりの抵抗値を異ならせている。

領域Ｂに配された信号処理回路１０６は、記録装置の本体から送られてくる画像情報や制御情報を処理している。信号処理回路１０６が処理する情報の量が多くなると、信号処理回路１０６の消費電力が増加し、それに伴い、信号処理回路１０６の発熱量が増加する。特に、領域Ｂの近くに配された吐出用ヒータ１０２においては、信号処理回路１０６の発熱による影響が大きい。

一方で、領域Ｃに配された電圧発生回路１０７の発熱は、領域Ｃの近くに配された吐出用ヒータ１０２に影響を与える。電圧発生回路１０７の発熱量は、信号処理回路１０６の発熱量と異なる。そのため、領域Ａのうち、領域Ｂに近い部分と、領域Ｃに近い部分とでは、基板温度が異なる可能性がある。なお、多くの場合には、電圧発生回路１０７の発熱量は、信号処理回路１０６の発熱量より小さい。

本実施例では、サブヒータの第２部分１１２の単位長さあたりの抵抗値が、サブヒータの第３部分１１３の単位長さあたりの抵抗値よりも低い。そのため、例えば、第２部分１１２を流れる電流の大きさと、第３部分１１３を流れる電流の大きさとが等しい場合に、第２部分１１２での電圧降下を第３部分１１３での電圧降下より小さくできる。発熱量は、一般に、電流と電圧の積に比例する。つまり、本実施例の構成によれば、サブヒータの第２部分１１２による単位面積あたりの発熱量を、サブヒータの第３部分１１３の単位面積あたりの発熱量より小さくすることができる。その結果、液体吐出ヘッド用基板１０１の温度分布を小さくできる。例えば、サブヒータに全く通電せずに液体吐出ヘッド用基板を動作させた場合の領域Ｂと領域Ｃとの温度差に比べて、サブヒータに電流を印加しながら液体吐出ヘッド用基板を動作させた場合の領域Ａと領域Ｂとの温度差を小さくできる。あるいは、サブヒータによって、領域Ｂと領域Ｃとの温度差を所定の範囲内に、例えば、当該温度差を５０℃以内に収めることができる。

より好適には、信号処理回路１０６の発熱量とサブヒータの第２部分１１２の発熱量との和が、電圧発生回路１０７の発熱量とサブヒータの第３部分１１３の発熱量との和に等しくなるとよい。

また、吐出用ヒータ１０２、および、ヒータ駆動回路１０４の配された領域Ａの発熱量が、信号処理回路１０６の発熱量より小さい場合がある。本実施例では、サブヒータの第２部分１１２の単位長さあたりの抵抗値が、サブヒータの第１部分１１１の単位長さあたりの抵抗値よりも低い。このような構成によれば、サブヒータの第２部分１１２による単位面積あたりの発熱量を、サブヒータの第１部分１１１の単位面積あたりの発熱量より小さくすることができる。その結果、液体吐出ヘッド用基板１０１の温度分布を小さくできる。

なお、本実施例では、信号処理回路１０６の発熱量が、ヒータ駆動回路１０４や電圧発生回路１０７の発熱量よりも大きい場合を説明した。しかし、このような例に限られず、液体吐出ヘッド用基板の各領域の発熱量の差に応じて、サブヒータの各部分の配線幅を調整すればよい。また、信号供給回路に含まれる回路ブロックは、信号処理回路１０６、あるいは、電圧発生回路１０７に限られない。信号供給回路は、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ回路、メモリ回路、タイミングジェネレータ回路、保護回路などの回路ブロックを含みうる。

また、第２部分１１２の配線幅と第３部分１１３の配線幅とが同じであり、かつ、第１部分１１１の配線幅のみが、第２部分１１２の配線幅、および、第３部分１１３の配線幅と異なっていてもよい。このような構成によれば、吐出用ヒータ１０２の配された領域Ａの発熱量が、信号供給回路の配された領域Ｂおよび領域Ｃの発熱量と異なっている場合に、液体吐出ヘッド用基板１０１の温度分布を小さくできる。

別の実施例を説明する。本実施例においては、サブヒータの構造が、実施例１のものと異なる。そこで、実施例１と異なる点のみを説明し、実施例１と同様の部分についての説明は省略する。

図２は、液体吐出ヘッド用基板２０１の平面構造を模式的に示す図である。実施例１と同じ機能を有する部分には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施例のサブヒータは、第１部分１１１と第２部分２０２と第３部分２０３とを含む。液体吐出ヘッド用基板２０１の領域Ａ、つまり、吐出用ヒータ１０２、および、ヒータ駆動回路１０４の配された領域の周辺に、サブヒータの第１部分１１１が配置されている。液体吐出ヘッド用基板２０１の領域Ｂ、つまり、信号処理回路１０６の配された領域の周辺に、サブヒータの第２部分２０２が配置されている。液体吐出ヘッド用基板２０１の領域Ｃ、つまり、電圧発生回路１０７の配された領域の周辺に、サブヒータの第３部分２０３が配置されている。

サブヒータの第２部分２０２の配線長は、サブヒータの第３部分２０３の配線長と異なっている。本実施例では、サブヒータの第２部分２０２の配線長が、サブヒータの第３部分２０３の配線長よりも短い。配線長は、サブヒータを構成する導電部材の、電流の流れる方向に沿った長さの総和である。

また、サブヒータの第２部分２０２の面密度は、サブヒータの第３部分２０３の面密度と異なっている。本実施例では、サブヒータの第２部分２０２の面密度が、サブヒータの第３部分２０３の面密度よりも小さい。サブヒータの面密度は、サブヒータを構成する導電部材が配された領域の面積を、液体吐出ヘッド用基板の所定の領域の面積で除することで得られる。例えば、サブヒータの第２部分２０２の面密度は、第２部分２０２を構成する導電部材の配された領域の面積を、領域Ｂの面積で除することで得られる。

本実施例では、サブヒータの第２部分２０２、および、第３部分２０３は同じ材料で構成される。さらに、第２部分２０２の厚さ、および、配線幅は、それぞれ、第３部分２０３の厚さ、および、配線幅と同じである。したがって、サブヒータの第２部分２０２の単位長さあたりの抵抗値は、サブヒータの第３部分２０３の単位長さあたりの抵抗値と同じである。

このような構成によれば、サブヒータの第２部分２０２の全体の抵抗値を、サブヒータの第３部分２０３の全体の抵抗値よりも低くすることができる。そのため、例えば、第２部分２０２を流れる電流の大きさと、第３部分２０３を流れる電流の大きさとが等しい場合に、第２部分２０２での電圧降下を第３部分２０３での電圧降下より小さくできる。発熱量は、一般に、電流と電圧の積に比例する。つまり、本実施例の構成によれば、サブヒータの第２部分２０２による単位面積あたりの発熱量を、サブヒータの第３部分２０３の単位面積あたりの発熱量より小さくすることができる。その結果、液体吐出ヘッド用基板２０１の温度分布を小さくできる。例えば、サブヒータに全く通電せずに液体吐出ヘッド用基板を動作させた場合の領域Ｂと領域Ｃとの温度差に比べて、サブヒータに電流を印加しながら液体吐出ヘッド用基板を動作させた場合の領域Ａと領域Ｂとの温度差を小さくできる。あるいは、サブヒータによって、領域Ｂと領域Ｃとの温度差を所定の範囲内に、例えば、当該温度差を５０℃以内に収めることができる。

なお、図２に示された構成は、信号処理回路１０６の発熱量が、電圧発生回路１０７の発熱量よりも大きい場合の例である。しかし、このような例に限られず、液体吐出ヘッド用基板の各領域の発熱量の差に応じて、サブヒータの各部分の配線長、および、面密度を調整すればよい。例えば、電圧発生回路１０７の発熱量が信号処理回路１０６の発熱量よりも大きい場合には、第２部分２０２の配線長が第３部分２０３の配線長より長い。また、信号供給回路に含まれる回路ブロックは、信号処理回路１０６、あるいは、電圧発生回路１０７に限られない。信号供給回路は、ＡＤコンバータ回路、メモリ回路、タイミングジェネレータ回路、保護回路などの回路ブロックを含みうる。

また、実施例１のように、第２部分２０２の配線幅と第３部分２０３の配線幅とが異なっていてもよい。このように、配線長と、配線幅との両方が異なることで、液体吐出ヘッド用基板１０１の温度分布をさらに小さくできる。

配線長の相対的な関係が異なる点以外は、本実施例のサブヒータの第２部分２０２、および、第３部分２０３は、それぞれ、実施例１のサブヒータの第２部分および第３部分と同様である。

別の実施例を説明する。本実施例においては、サブヒータの構造が実施例１のものと異なる。そこで、実施例１と異なる点のみを説明し、実施例１と同様の部分についての説明は省略する。

図３は、液体吐出ヘッド用基板３０１の平面構造を模式的に示す図である。実施例１と同じ機能を有する部分には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施例のサブヒータは、第１部分１１１と第２部分３０２と第３部分３０３とを含む。液体吐出ヘッド用基板３０１の領域Ａ、つまり、吐出用ヒータ１０２、および、ヒータ駆動回路１０４の配された領域の周辺に、サブヒータの第１部分１１１が配置されている。液体吐出ヘッド用基板３０１の領域Ｂ、つまり、信号処理回路１０６の配された領域の周辺に、サブヒータの第２部分３０２が配置されている。液体吐出ヘッド用基板３０１の領域Ｃ、つまり、電圧発生回路１０７の配された領域の周辺に、サブヒータの第３部分３０３が配置されている。

サブヒータの第２部分３０２の単位長さあたりの抵抗値は、サブヒータの第３部分３０３の単位長さあたりの抵抗値と異なっている。本実施例では、サブヒータの第２部分３０２の単位長さあたりの抵抗値は、サブヒータの第３部分３０３の単位長さあたりの抵抗値より低い。具体的には、第２部分３０２の厚さ、および、配線幅は、それぞれ、第３部分３０３の厚さ、および、配線幅と同じである。そして、サブヒータの第２部分３０２のシート抵抗が、サブヒータの第３部分３０３のシート抵抗より小さい。このように、本実施例では、シート抵抗の違いによって、単位長さあたりの抵抗値を異ならせている。

シート抵抗を異ならせる方法としては、サブヒータの第２部分３０２と第３部分３０３とに、互いに比抵抗の異なる材料を用いればよい。例えば、第２部分３０２に金、銅、アルミなどの金属が用いられ、一方で、第３部分３０３にポリシリコンなどを用いられる。一般に、金属の比抵抗のほうが、ポリシリコンの比抵抗より低い。あるいは、シート抵抗を異ならせる方法としては、サブヒータの第２部分３０２の厚さと、第３部分３０３の厚さとを異ならせればよい。厚さが大きいほど、シート抵抗は小さくなる。

このような構成によれば、サブヒータの第２部分３０２の全体の抵抗値を、サブヒータの第３部分３０３の全体の抵抗値よりも低くすることができる。そのため、例えば、第２部分３０２と第３部分３０３とに同じ大きさの電流が流れる場合に、第２部分３０２での電圧降下を第３部分３０３での電圧降下より小さくできる。発熱量は、一般に、電流と電圧の積に比例する。つまり、本実施例の構成によれば、サブヒータの第２部分３０２による単位面積あたりの発熱量を、サブヒータの第３部分３０３の単位面積あたりの発熱量より小さくすることができる。その結果、液体吐出ヘッド用基板３０１の温度分布を小さくできる。

例えば、サブヒータに全く通電せずに液体吐出ヘッド用基板を動作させた場合の領域Ｂと領域Ｃとの温度差に比べて、サブヒータに電流を印加しながら液体吐出ヘッド用基板を動作させた場合の領域Ａと領域Ｂとの温度差を小さくできる。あるいは、サブヒータによって、領域Ｂと領域Ｃとの温度差を所定の範囲内に、例えば、当該温度差を５０℃以内に収めることができる。

なお、図３に示された構成は、信号処理回路１０６の発熱量が、電圧発生回路１０７の発熱量よりも大きい場合の例である。しかし、このような例に限られず、液体吐出ヘッド用基板の各領域の発熱量の差に応じて、サブヒータの各部分のシート抵抗を調整すればよい。また、信号供給回路に含まれる回路ブロックは、信号処理回路１０６、あるいは、電圧発生回路１０７に限られない。信号供給回路は、ＡＤコンバータ回路、メモリ回路、タイミングジェネレータ回路、保護回路などの回路ブロックを含みうる。

また、変形例として、第１部分１１１と、第２部分３０２、または、第３部分３０３との間で、シート抵抗が異なっていてもよい。この場合、第２部分３０２のシート抵抗と、第３部分３０３のシート抵抗とは等しくてもよい。

また、実施例１のように、第２部分３０２の配線幅と第３部分３０３の配線幅とが異なっていてもよい。あるいは、実施例２のように、第２部分３０２の配線長と第３部分３０３の配線長とが異なっていてもよい。このように、第２部分３０２と第３部分３０３との間で、シート抵抗と、配線長、および、配線幅のいずれか、または、両方とが異なることで、液体吐出ヘッド用基板１０１の温度分布をさらに小さくできる。

シート抵抗の相対的な関係が異なる点以外は、本実施例のサブヒータの第２部分３０２、および、第３部分３０３は、それぞれ、実施例１または実施例２のサブヒータの第２部分および第３部分と同様である。

別の実施例を説明する。本実施例においては、サブヒータの構成が、実施例１のものと異なる。そこで、実施例１と異なる点のみを説明し、実施例１と同様の部分についての説明は省略する。

図４は、液体吐出ヘッド用基板４０１の平面構造を模式的に示す図である。実施例１と同じ機能を有する部分には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施例のサブヒータは、第１部分１１１と第２部分１１２と第３部分４０３とを含む。液体吐出ヘッド用基板４０１の領域Ａ、つまり、吐出用ヒータ１０２、および、ヒータ駆動回路１０４の配された領域の周辺に、サブヒータの第１部分１１１が配置されている。液体吐出ヘッド用基板４０１の領域Ｂ、つまり、信号処理回路１０６の配された領域の周辺に、サブヒータの第２部分１１２が配置されている。液体吐出ヘッド用基板３０１の領域Ｃ、つまり、電圧発生回路１０７の配された領域の周辺に、サブヒータの第３部分４０３が配置されている。

本実施例では、サブヒータの第３部分４０３が抵抗体４１４を含む。抵抗体４１４の単位長さあたりの抵抗値は、サブヒータの第１部分１１１の単位長さあたりの抵抗値、および、サブヒータの第３部分１１３の単位長さあたりの抵抗値と異なっている。本実施例では、抵抗体４１４の単位長さあたりの抵抗値は、サブヒータの第１部分１１１の単位長さあたりの抵抗値、および、サブヒータの第３部分１１３の単位長さあたりの抵抗値より高い。抵抗体４１４は、例えば不純物のドーピングされた半導体領域によって構成される。

このような構成によれば、サブヒータの第２部分１１２の全体の抵抗値を、サブヒータの第３部分４０３の全体の抵抗値よりも低くすることができる。そのため、例えば、第２部分１１２と第３部分４０３とに同じ大きさの電流が流れる場合に、第２部分１１２での電圧降下を第３部分４０３での電圧降下より小さくできる。発熱量は、一般に、電流と電圧の積に比例する。つまり、本実施例の構成によれば、サブヒータの第２部分１１２による単位面積あたりの発熱量を、サブヒータの第３部分４０３の単位面積あたりの発熱量より小さくすることができる。その結果、液体吐出ヘッド用基板４０１の温度分布を小さくできる。例えば、サブヒータに全く通電せずに液体吐出ヘッド用基板を動作させた場合の領域Ｂと領域Ｃとの温度差に比べて、サブヒータに電流を印加しながら液体吐出ヘッド用基板を動作させた場合の領域Ａと領域Ｂとの温度差を小さくできる。あるいは、サブヒータによって、領域Ｂと領域Ｃとの温度差を所定の範囲内に、例えば、当該温度差を５０℃以内に収めることができる。

なお、図４に示された構成は、信号処理回路１０６の発熱量が、電圧発生回路１０７の発熱量よりも大きい場合の例である。しかし、このような例に限られず、液体吐出ヘッド用基板の各領域の発熱量の差に応じて、サブヒータの各部分に抵抗体を設ければよい。また、信号供給回路に含まれる回路ブロックは、信号処理回路１０６、あるいは、電圧発生回路１０７に限られない。信号供給回路は、ＡＤコンバータ回路、メモリ回路、タイミングジェネレータ回路、保護回路などの回路ブロックを含みうる。

１０１、２０１、３０１、４０１ 液体吐出ヘッド用基板
１０２ 吐出用ヒータ
１０３ 供給口
１０４ ヒータ駆動回路
１０６ 信号処理回路
１０７ 電圧発生回路
１１１ サブヒータの第１部分
１１２ サブヒータの第２部分
１１３ サブヒータの第３部分

Claims (15)

1. 第１の領域に配された複数の吐出用ヒータと、
   前記第１の領域に配され、前記複数の吐出用ヒータに電気エネルギーを供給する駆動回路と、
   第２の領域に配され、前記駆動回路へ電気信号を供給する信号供給回路と、
   前記第１の領域に配された第１部分、および、前記第２の領域に配された第２部分を含む基板加熱用ヒータと、を備え、
   前記第１部分の、電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値と、前記第２部分の電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値とが異なることを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。
2. 複数の吐出用ヒータと、
   前記複数の吐出用ヒータに電気エネルギーを供給する駆動回路と、
   第１の領域に配された第１の回路ブロック、および、第２の領域に配された第２の回路ブロックを含み、前記駆動回路へ電気信号を供給する信号供給回路と、
   前記第１の領域に配された第１部分、および、前記第２の領域に配された第２部分を含む基板加熱用ヒータと、を備え、
   前記第１部分の、電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値と、前記第２部分の、電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値とが異なることを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。
3. 複数の吐出用ヒータと、
   前記複数の吐出用ヒータに電気エネルギーを供給する駆動回路と、
   第１の領域に配された第１の回路ブロック、および、第２の領域に配された第２の回路ブロックを含み、前記駆動回路へ電気信号を供給する信号供給回路と、
   前記第１の領域に配された第１部分、および、前記第２の領域に配された第２部分を含む基板加熱用ヒータと、を備え、
   前記第１部分の配線長と、前記第２部分の配線長とが異なり、
   前記第１部分の面密度と、前記第２部分の面密度とが異なることを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。
4. 前記第１部分の配線幅と前記第２部分の配線幅とが異なることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
5. 前記第１部分の厚さと前記第２部分の厚さとが異なることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
6. 前記第１部分を構成する材料の比抵抗と前記第２部分を構成する材料の比抵抗とが異なることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
7. 前記第１部分と、前記第２部分とが共通の電流経路を構成することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
8. 前記液体吐出ヘッド用基板は、前記基板加熱用ヒータに電流を印加するための第１、および、第２のパッド電極をさらに備え、
   第１のパッド電極と第２のパッド電極とが、前記第１部分、および、前記第２部分を介して接続されたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
9. 前記信号供給回路の供給する前記電気信号は、外部からの情報に基づく、前記駆動回路の制御信号であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基板。
10. 前記信号供給回路の供給する前記電気信号は、前記駆動回路の電源電圧であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基板。
11. 前記第１の回路ブロックは、外部からの情報に基づいて前記駆動回路へ制御信号を供給する信号処理回路であり、
    前記第２の回路ブロックは、前記駆動回路の電源電圧を供給する電圧発生回路であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の液体吐出ヘッド用基板。
12. 前記第１の領域の温度と前記第２の領域の温度との差が、前記基板加熱用ヒータに通電せずに前記吐出用ヒータを動作させた場合に比べて小さくなるように、前記第１部分の、電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値と、前記第２部分の電流の向きに沿った単位長さあたりの抵抗値とが異なることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体吐出ヘッド用基板。
13. 前記第１の領域の温度と前記第２の領域の温度との差が、前記基板加熱用ヒータに通電せずに前記吐出用ヒータを動作させた場合に比べて小さくなるように、前記第１部分の配線長と、前記第２部分の配線長とが異なり、かつ、前記第１部分の面密度と、前記第２部分の面密度とが異なることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド用基板。
14. 請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド用基板と、
    前記液体吐出ヘッド用基板に記録用のインクを供給するためのインク供給部と、を備えた液体吐出ヘッド。
15. 請求項１４に記載の液体吐出ヘッドと、
    前記液体吐出ヘッドを駆動する駆動部と、を備えたことを特徴とする記録装置。

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