JP2017213870A - Substrate for liquid discharge head, liquid discharge head and liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を吐出するための吐出エネルギーを発生する素子を複数備えた液体吐出ヘッド用基板、それを用いる液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid discharge head substrate including a plurality of elements that generate discharge energy for discharging a liquid, a liquid discharge head using the same, and a liquid discharge apparatus.
特許文献1には、インクジェット記録ヘッド用の基板(液体吐出ヘッド用基板)として、吐出エネルギーの発生する複数の素子によって形成される複数の素子列と、複数の接続端子によって形成される1つの端子列と、を備えた基板が記載されている。それぞれの素子列における素子は、1つの端子列における接続端子に電気的に接続される。 In Patent Document 1, as a substrate for an inkjet recording head (a substrate for a liquid discharge head), a plurality of element rows formed by a plurality of elements that generate discharge energy and one terminal formed by a plurality of connection terminals And a substrate with a row. The elements in each element row are electrically connected to connection terminals in one terminal row.
特許文献1に記載の基板は、複数の素子列に対して1つの端子列が備えられているだけであるため、複数の素子列と1つの端子列との位置関係の違いによって、それぞれの素子列と端子列との間隔の差が大きくなる。特に、素子列の数が増大した場合には、素子列と端子列との間隔の差が顕著に大きくなる。このような差は、素子列と端子列との間の配線抵抗の差となって現れ、それぞれの素子列における素子の駆動条件が大きく異なるおそれがある。 Since the substrate described in Patent Document 1 is provided with only one terminal row for a plurality of element rows, each element is determined depending on the positional relationship between the plurality of element rows and one terminal row. The difference in the distance between the row and the terminal row is increased. In particular, when the number of element rows increases, the difference in the distance between the element rows and the terminal rows becomes significantly large. Such a difference appears as a difference in wiring resistance between the element row and the terminal row, and there is a possibility that the driving conditions of the elements in each element row are greatly different.
本発明の目的は、素子列の数が増大した場合にも、それぞれの素子列における素子の駆動条件の差を小さく抑えることができる液体吐出ヘッド用基板、液体吐出ヘッド、および液体吐出装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a liquid discharge head substrate, a liquid discharge head, and a liquid discharge apparatus capable of suppressing a difference in driving conditions of elements in each element row even when the number of element rows increases. There is to do.
本発明の液体吐出ヘッド用基板は、複数の第1端子が配列された第1端子列と、複数の第2端子が前記第1端子列の配列方向に沿って配列された第2端子列と、前記第1端子列と前記第2端子列との間に、前記第1端子列に隣接し、前記第1端子列の配列方向に沿って複数の第1素子が配列された第1素子列と、前記第1端子列と前記第2端子列との間に、前記第2端子列に隣接し、前記第2端子列の配列方向に沿って複数の第2素子が配列された第2素子列と、前記第1素子列と前記第2素子列との間に、複数の第3素子が配列された第3素子列と、前記複数の第1端子と前記複数の第1素子とを接続する第1配線と、前記複数の第2端子と前記複数の第2素子とを接続する第2配線と、前記複数の第1端子および前記複数の第2端子のうちの少なくとも一方と前記複数の第3素子とを接続する第3配線と、を含むことを特徴とする。 The substrate for a liquid discharge head according to the present invention includes a first terminal row in which a plurality of first terminals are arranged, and a second terminal row in which a plurality of second terminals are arranged along the arrangement direction of the first terminal rows. A first element row that is adjacent to the first terminal row and is arranged between the first terminal row and the second terminal row along the arrangement direction of the first terminal row. And a second element in which a plurality of second elements are arranged between the first terminal row and the second terminal row, adjacent to the second terminal row and along the arrangement direction of the second terminal row. A third element row in which a plurality of third elements are arranged between the first element row and the second element row; and the plurality of first terminals and the plurality of first elements connected to each other. A first wiring that connects the plurality of second terminals to the plurality of second elements, a plurality of the first terminals, and the plurality of second terminals. Characterized in that it comprises a third wire connecting the at least one said plurality of third elements, the.
本発明によれば、複数の素子列を2つの端子列のいずれかに接続、または2つの端子列の両方に接続することにより、素子列と端子列との間の配線抵抗の差を小さくして、それぞれの素子列における素子の駆動条件の差を小さく抑える。 According to the present invention, a plurality of element rows are connected to one of the two terminal rows, or connected to both of the two terminal rows, thereby reducing the wiring resistance difference between the element row and the terminal row. Thus, the difference in the driving conditions of the elements in each element row is kept small.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1(a)は、本実施形態のインクジェット記録ヘッド(液体吐出ヘッド)を用いるインクジェット記録装置(液体吐出装置)の構成例を説明するための概略斜視図である。本例の記録装置は、いわゆるフルライン方式であり、記録媒体Pの幅方向全域に渡って延在する長尺の記録ヘッド120が用いられる。記録媒体Pは、搬送ベルトなどを用いる搬送機構110によって矢印A方向に連続的に搬送される。記録媒体Pを矢印A方向に搬送しつつ、記録ヘッド120からインク(液体)を吐出することによって、記録媒体Pに画像が記録される。本例の場合は、記録ヘッド120として、シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y),ブラック(K)のインクを吐出する記録ヘッド120C,120M,120Y,120Bkが用いることにより、カラー画像を記録することができる。
(First embodiment)
FIG. 1A is a schematic perspective view for explaining a configuration example of an inkjet recording apparatus (liquid ejection apparatus) using the inkjet recording head (liquid ejection head) of the present embodiment. The recording apparatus of this example is a so-called full line system, and uses a
図1(b)は、記録ヘッド120の斜視図である。本例の記録ヘッド120は、記録媒体Pの搬送方向(矢印A方向)と交差(本例の場合は、ほぼ直交)する方向に沿って、複数の記録素子基板(液体吐出ヘッド用基板)101が直列に配置されたフルマルチヘッドである。基板101には、後述するように、インクを吐出させるための吐出エネルギーの発生素子(吐出エネルギー発生素子)として、電気熱変換素子(ヒータ)が備えられている。吐出エネルギー発生素子としては、ピエゾ素子などの種々の素子を用いることもできる。また、不図示の天板にはヒータ(素子)に対応する吐出口が形成されており、天板と基板101との間には圧力室が形成される。ヒータは複数のヒータ列(素子列)を形成するように複数備えられており、同様に、それらのヒータに対応する複数の吐出口が複数の吐出口列を形成している。ヒータは、後述するパッド(接続端子)およびフレキシブル基板を介して通電されることにより発熱してインクを発泡させ、その発泡エネルギーを利用して、対応する吐出口からインクが吐出される。基板101は、吐出口が形成された天板を含む構成であってもよい。
FIG. 1B is a perspective view of the
基板101において、ヒータ列に略平行な2つの辺101A,101Bのそれぞれにはパッド列(端子列)が配されており、これらのパッド列には、同じ配線パターンが形成されたフレキシブル基板102の一端部が電気的に接続される。フレキシブル基板102の他端部には、同じ配線パターンが形成されたヘッド基板103が接続される。基板101は、インクの流路を形成する流路部材104上に配されている。本例においては、1つの流路部材104に対して1つの基板101が接着されている。ヘッド基体105上に、流路部材104と基板101とを一体化させた構成体が複数配備されることによって、フルマルチヘッドが構成される。本例の場合、それらの構成体はヘッド基体上に接着されている。
In the
また、本例においては、基板101のパッドにフレキシブル基板102が接続されている。しかし、基板101の接続先はフレキシブル基板102に限定されず、ヘッド基板103のようなリジット基板に接続することも可能である。
In this example, the
図2(a)は、基板101のヒータ列およびパッド列の構成を説明するための概略図である。基板101上には、複数のヒータを配列した複数のヒータ列(素子列)Lが形成されており、ヒータ列群(第1素子列群)202aおよびヒータ列群(第2素子列群)202bは、それぞれ複数のヒータ列を含む。ヒータ列群202aにおける図2(a)中右端(セグメント“0”)に位置するヒータは、大きな黒丸によって表現され、ヒータ列群202bにおける図2(a)中左端(セグメント“0”)に位置するヒータは、大きな黒丸によって表現されている。また、これらのヒータ列Lと略平行な基板101の二辺101A,101Bには、複数のパッド302を配列させたパッド列(第1端子列)201aおよびパッド列(第2端子列)201bが配されている。パッド列201aとの間隔が他のヒータ列よりも短いヒータ列L、すなわち、パッド列201aに隣接するヒータ列Lを第1素子列ともいう。また、パッド列201bとの間隔が他のヒータ列よりも近いヒータ列L、すなわち、パッド列201bに隣接するヒータ列を第2素子列ともいう。また、これらの第1および第2素子列を除く他のヒータ列Lを第3素子列ともいう。本例の場合、パッド列201a,201bおよびヒータ列Lにおけるパッド302およびヒータの配列方向は、図2(a)中の左右方向である。
FIG. 2A is a schematic diagram for explaining the configuration of the heater row and the pad row of the
図2(b)は、図2(a)のIIb−IIb線に沿う断面図(ヒータ列Lと直交する方向の断面図)である。基板101の同図中の上面側には、パッド302、配線303、およびヒータ列Lを形成するヒータ304が形成されている。また、基板101の同図中の下面側には、複数の流路305が形成されている。流路305は、ヒータ列Lに対応するように形成されていて、それぞれのヒータ列Lに対して流路部材104(図1(b)参照)からのインクを分配する。供給口306は、流路305からのインクを複数のヒータ304のそれぞれに対応する圧力室に導入する。供給口306は、配線303と干渉しないように形成されている。図2(b)においては、説明の簡略化のために、ヒータ304と対向する吐出口、および吐出口に連通する流路の構成部材(ノズル部材)は図示していない。
FIG. 2B is a cross-sectional view (a cross-sectional view in a direction orthogonal to the heater array L) taken along line IIb-IIb in FIG. On the upper surface side of the
本例においては、図2(a)のように、インクの1色に対応するヒータ列Lの数は24列であり、それに対応するように吐出口列が24列形成される。これらのヒータ列Lに記録データを適宜振り分けて記録を行うことにより、極めて高速な記録が可能となる。更に、吐出口にインクの吐出不良が生じた場合に、記録媒体Pの搬送方向(矢印A方向)において、その吐出不良の吐出口と対応する位置の他の吐出口列の吐出口から、補間的にインクを吐出することができる。この結果、記録動作の信頼性が向上し、特に、商業印刷などにおいて好適となる。 In this example, as shown in FIG. 2A, the number of heater rows L corresponding to one color of ink is 24 rows, and 24 ejection port rows are formed so as to correspond thereto. By performing recording by appropriately assigning recording data to these heater arrays L, extremely high-speed recording becomes possible. Further, when ink ejection failure occurs at the ejection port, interpolation is performed from ejection ports in other ejection port arrays at positions corresponding to the ejection ports with the ejection failure in the conveyance direction (arrow A direction) of the recording medium P. Thus, ink can be discharged. As a result, the reliability of the recording operation is improved, and is particularly suitable for commercial printing.
本例における基板101は、中心線203を境界とする図2(b)中左右の部分が電気的に分離されている。すなわち、ヒータ列群202aに含まれるヒータ列Lを形成するヒータ304は、パッド列201aに含まれるパッド302によって構成されるデータ入力端子に接続されており、そのデータ入力端子に入力されるデータに応じて選択的に駆動される。つまり、そのデータに応じて、ヒータ列群202aの中から駆動対象のヒータ304が選択される。また、ヒータ列群202aのヒータ列Lを形成するヒータ304は、パッド列201aに含まれるパッド302によって構成されるヒータ電源端子に接続されており、そのヒータ電源端子から駆動電流が供給される。一方、ヒータ列群202bに含まれるヒータ列Lを形成するヒータ304は、パッド列201bに含まれるパッド302によって構成されるデータ入力端子に接続されており、そのデータ入力端子に入力されるデータに応じて選択的に駆動される。つまり、そのデータに応じて、ヒータ列群202bの中から駆動対象のヒータ304が選択される。また、ヒータ列群202bのヒータ列Lを形成するヒータ304は、パッド列201bに含まれるパッド302によって構成されるヒータ電源端子に接続されており、そのヒータ電源端子から駆動電流が供給される。
In the
このように、基板101上の複数のヒータ列Lの内、基板101の一方の辺101Aに備わるパッド列201aに対しては、その近くに位置するヒータ列群202aにおけるヒータ304が接続される。一方、基板101の他方の辺101Bに備わるパッド列201bに対しては、その近くに位置するヒータ列群202bにおけるヒータ304が接続される。このように、パッド列201a,201bとヒータ列群202a,202bとが対応付けられている。
As described above, among the plurality of heater rows L on the
このような基板101の構成により、基板101の片側の辺のみにパッド列を配置した場合に比して、パッド列とヒータ列との間の配線抵抗に伴う電圧降下の差を小さくすることができる。仮に、基板101の一方の辺のみにパッド列を配置した場合、一方の辺の近傍のヒータ列との間の配線抵抗に伴う電圧降下は小さく、他方の辺の近傍に位置するヒータ列との間の配線抵抗に伴う電圧降下は大きくなり、それらの電圧降下の差は大きくなってしまう。また、本実施形態のように、パッド列201a,201bを同一基板上に配することにより、それらを別々の基板に配した場合に比して、基板の数が少ないため、基板同士の位置合わせも少なくなる。したがって、本実施形態によると、それらのヒータ列群におけるヒータ列Lの相互間の位置精度を容易に確保することができる。
With such a configuration of the
本実施形態では、基板101の一方の辺101Aに備わるパッド列201aと、これに隣接するヒータ列L(第1素子列)とが、中心線203よりも辺101Aの側に設けられた配線303(第1配線)を介して接続されている。同様に、基板101の他方の辺101Bに備わるパッド列201bと、これに隣接するヒータ列L(第2素子列)とが、中心線203よりも辺101Bの側に設けられた配線303(第2配線)を介して接続されている。なお、パッド列とヒータ列との間の配線抵抗に伴う電圧降下の差を小さくするためには、少なくとも、このようにパッド列201aと第1素子列とが接続され、パッド列201bと第2素子列とが接続されていればよい。
In the present embodiment, the
また、第1素子列および第2素子列を除くヒータ列L(第3素子列)は、パッド列201aおよびパッド列201bの一方と配線303(第3配線)を介して接続されている。ここで、ヒータ列群202aに含まれる第3素子列とパッド列201aとを接続するための第3配線は、第1配線を介してパッド列201aと接続されている。また、ヒータ列群202bに含まれる第3素子列とパッド列201bとを接続するための第3配線は、第2配線を介してパッド列201bと接続されている。なお、パッド列とヒータ列との間の配線抵抗を小さくするためには、近い側に配置されたパッド列にヒータ列を接続することが好ましい。
Further, the heater array L (third element array) excluding the first element array and the second element array is connected to one of the
ヒータ列Lは、図1(b)ようにヒータ304を一直線状に配列した形態のみに限定されず、基板101内において、ヒータ列Lの一部をずらしてもよい。図3は、基板101内においてヒータ列Lの一部をずらした例を説明するための、パッド列201bの近傍部分の拡大図である。図3の例においては、ヒータ304の配列領域(ヒータ配列領域)701,702の間において、ヒータ列Lがずらされている。図2(a)の構成と同様に、このような例におけるヒータ配列領域701,702においては、パッド列201aの近傍に位置するヒータ列L(第1素子列)がそのパッド列201aに接続されている。また、パッド列201bの近傍に位置するヒータ列L(第2素子列)がそのパッド列201bに接続される。
The heater row L is not limited to the form in which the
図4は、パッド302の具体的な配置例の説明図である。図4(a)において、Dに1からnの添字を付けたパッド302は、それぞれヒータ304の選択的な駆動などのためのデータ信号を入力するデータ入力端子である。また、VHおよびGNDは、ヒータ電源端子を構成する、ヒータ304の電源用パッドおよびグランドパッドである。また、NCは未接続パッドであり、TESTは基板101の電気テストに用いるテスト端子である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a specific arrangement example of the
図4(a)のように、基板101の辺101A,101Bに配置されたパッド列201a,201b内において、データ入力端子(D1からDn)とヒータ電源端子(VH,GND)は、概ね、基板101の中心を基準として回転対称に配されている。また、パッド列201aとパッド列201bとでは、データ入力端子(D1からDn)およびヒータ電源端子(VH,GND)の並び順がパッド列の延在方向において反対の順番となっている。
As shown in FIG. 4A, in the
パッド列201a,201b内において、同様の機能をもつパッド302同士を破線501によって結んだ場合、それらの破線501は、概ね記録基板の中心で交わる。このような構成により、図1(b)の基板101に接続されるフレキシブル基板102と、図4(a)の基板101に接続されるフレキシブル基板102と、を共通化することができる。具体的に、パッド列201a,201bのデータ入力端子(D1からDn)に同じデータが入力された場合を想定する。この場合には、ヒータ列群202aにおける駆動対象のヒータ304の位置と、ヒータ列群202bにおける駆動対象のヒータ304の位置と、は、ヒータ列群202a,202bとの間の位置を中心として回転対称となる。この回転対称の中心は、概ね記録素子基板101の中心でもある。このように、パッド列201a,201bのそれぞれにおけるデータ入力端子(D1からDn)が配列されている。このような配列により、後述するように、ヒータ列群202a,202bの一方に正転の画像データを分配し、それらの他方に反転させた画像データを分配することにより、同一ラスター上の画像を複数のヒータ列Lに分けて記録することができる。
In the
また、ワイヤーボンディングなどによって、基板とフレキシブル基板とを電気接続するときの接続条件も共通化できる。なお、ヒータ304の選択的な駆動に影響しないテスト端子および未接続端子(TEST,NC)については、特に、それらを対称配置する必要はない。
Further, the connection conditions for electrically connecting the substrate and the flexible substrate by wire bonding or the like can be made common. Note that the test terminals and the unconnected terminals (TEST, NC) that do not affect the selective driving of the
図4(b)は、パッド302の他の配置例の説明図である。図4(b)の配置例においては、図4(a)におけるパッド302の対称配置の関係が少しだけずらされている。本例の場合は、基板101の辺101A側のパッド列201aにおいてのみ、データ入力端子D2とデータ入力端子D3との間にテスト端子(TEST)が配置されている。このような構成においては、同様の機能をもつパッド列201a,201b内のパッド302同士を破線501によって結んだ場合に、それらの交点は1点にはならない。この構成においても、図4(a)の場合と同様に基板に接続されるフレキシブル基板を共通化することができる。その理由は、データ入力端子(D1からDn)およびヒータ電源端子(VH,GND)の並びの順序が保たれていれば、同じフレキシブル基板に対して、ワイヤーボンディングのワイヤーを斜めに接続できるからである。
FIG. 4B is an explanatory diagram of another arrangement example of the
図4(c)は、パッド302のさらに他の配置例の説明図である。本例の場合は、基板101の辺101A側のパッド列201aにおいて、データ入力端子D1とデータ入力端子D2との間、およびデータ入力端子D2とデータ入力端子D3との間のそれぞれに、計2つのテスト端子(TEST)が配置されている。さらに、互いに隣接するデータ入力端子D1、テスト端子(TEST)、およびデータ入力端子D2の相互間の配置ピッチは、他のパッド302の配置ピッチと異なる。このような構成においても、ヒータ電源端子(VH,GND)の並びの順序が保たれていれば、同じフレキシブル基板に対して、ワイヤーボンディングのワイヤーを斜めに接続することができる。
FIG. 4C is an explanatory diagram of still another arrangement example of the
さらに、基板101におけるヒータ列群202a,202bのそれぞれに接続される電気回路のレイアウトについても、基板101の略中心に対して回転対称の関係とすることができる。このように電気回路のレイアウトを回転対称の関係とすることにより、回路設計の負荷を軽減することができる。
Furthermore, the layout of the electric circuit connected to each of the
さらに、基板101内の複数のヒータ列Lに対して、同色のインクに対応する画像データを振り分けて、それらのヒータ列Lから同色のインクを吐出することにより、記録速度を向上させることができる。この場合、記録ヘッド120の長さ方向に配列される複数の基板101において、互いに隣接する基板101内のヒータ列Lは、ラスター方向に対応する記録媒体Pの搬送方向(矢印A方向)において互いにオーバーラップするように配置される。これにより、同一ラスター上の画像は、互いに隣接する基板101においてオーバーラップするヒータ列Lの複数のヒータ304を用いて記録される。つまり、同一ラスター上の画像は、互いにオーバーラップする複数のヒータ304に対応する複数の吐出口から吐出されるインクによって記録される。
Furthermore, the recording speed can be improved by distributing image data corresponding to the same color ink to the plurality of heater rows L in the
図5は、このような画像データの分配による記録動作の概念図であり、画像データは、複数のヒータ列Lに対応するように分割される。例えば、上述したように回転対称に配置されたパッド列201a,201bの内、一方のパッド列201aに入力される画像データを正転とした場合、他方のパッド列201bに対しては、画像データをセグメント配置に対して反転させた画像データを分配する。これにより、1つの基板101内における複数のヒータ列Lによって同一ラスター上の画像を記録するように、それらのヒータ列に対して画像データが分配される。
FIG. 5 is a conceptual diagram of such a recording operation by distributing image data. The image data is divided so as to correspond to a plurality of heater arrays L. For example, when the image data input to one
(第2の実施形態)
図6(a)は、本発明の第2の実施形態における記録素子基板101のヒータ列L部分の拡大平面図、図6(b)は、図6(a)のVIb−VIb線に沿う断面図である。前述した第1の実施形態と同様の部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6A is an enlarged plan view of the heater row L portion of the
本実施形態の基板101において、任意のヒータ列Lは、インクの供給口306が配列された2つの供給口列La,Lbの間に位置している。つまり、1つのヒータ列Lに対して、2つの供給口列La,Lbが配備されている。天板に形成された吐出口307と、それに対応するヒータ304と、の間の圧力室に対しては、供給口列La,Lbの一方から他方に向かってインクを循環させることができる。つまり、圧力室内のインクは、その外部との間において循環される。本例においては、矢印401のように、供給口列La側の流路305と供給口306を通して圧力室内部にインクが導入され、矢印402のように、供給口列Lb側の供給口306(排出口)と流路305を通して圧力室内のインクが導出される。このようにしてインクを循環させることにより、吐出口307の近傍におけるインクの増粘化、および吐出口307への増粘インクの固着を抑制することができる。また、インクの循環と共に、吐出口307および圧力室内のごみなどの異物を除去することにより、異物に起因するインクの吐出不良の発生を抑制することができる。
In the
配線303の配置領域は、供給口306を避けた部分に限定される。そのため、供給口306の相互間における配線303の配置領域が狭くなり、図6(a)のように、配線303のくびれ部303Aが存在する。例えば、図6(a),(b)の左側に位置するパッド列に対して、同図中のヒータ列Lが配線303によって接続される場合、そのパッド列に接続されるヒータ列Lの数が増えるほど、それらのパッド列とヒータ列との間に存在するくびれ部303Aが多くなる。つまり、ヒータ列Lの数が増えるほど、それらのヒータ列と、それらが接続されるパッド列と、の間におけるくびれ部303Aの合計の長さが長くなり、その結果、それらの間の配線抵抗が増大する。本実施形態においては、前述した実施形態と同様に、パッド列201aの近傍に位置するヒータ列Lがそのパッド列201aに接続され、パッド列201bの近傍に位置するヒータ列Lがそのパッド列201bに接続される。そのため、本実施形態のようにインクの循環構成を採用した場合に、くびれ部303Aに起因する配線抵抗の増大を抑制することができる。
The arrangement area of the
(第3の実施形態)
図7は、本発明の第3の実施形態における記録素子基板101のヒータ列およびパッド列の構成を説明するための概略図である。前述の実施形態と同様の部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a configuration of heater rows and pad rows of the
第1の実施形態において、ヒータ304を選択的に駆動するための配線、およびヒータ304に電源電流を供給するための電源配線は、いずれも中心線203を境界として電気的に分離されている。本実施形態において、ヒータを選択的に駆動するための配線は、第1の実施形態と同様に、中心線203を境界として電気的に分離されている。しかし、ヒータ304の電源配線は、他の境界線204を境界として、パッド列201a側とパッド列201b側とに分離されている。
In the first embodiment, the wiring for selectively driving the
パッド列201a,201b内において、基板101の辺101A,101Bの中央付近にヒータ電源端子(VH,GND)が配されている場合には、中心線203付近のヒータ列Lにおけるヒータ304によっては、配線距離に差が生じる。すなわち、基板101の平面が平行四辺形であるため、中心線203付近のヒータ列Lにおいて、セグメント“0”側のヒータ304に比べて、それとは反対側のセグメントは、ヒータ304とパッド302との間の距離が長くなる。すなわち、セグメント“0”側のヒータ304に対して、それとは反対側のセグメントのヒータ304は、配線抵抗が高くなる傾向にある。そのため本実施形態においては、電源配線に関しては、ヒータを選択的に駆動するための配線とは異なり、中心線203を部分的に越える境界線204を境界として、パッド列201a側とパッド列201b側とに分離する。本例における境界線204は、階段状に形成されている。その理由は、複数のヒータ304をグループ単位に分けて時分割駆動するために、そのグループ単位で境界を設けるためである。
In the case where the heater power supply terminals (VH, GND) are arranged near the center of the
本例においては、基板101の平面を、直角でない内角を有する平行四辺形としている。しかし、基板101の形状は限定されない。例えば、図8のような平面が長方形の基板101において、ヒータ電源端子(VH,GND)がパッド列201a,201b内における偏った位置にある場合にも、中心線203と異なる境界線204を境界として電源配線を分離することが有効である。
In this example, the plane of the
(第4の実施形態)
図9(a)は、本発明の第4の実施形態における基板101のヒータ列およびパッド列の構成を説明するための概略図である。本実施形態においては、ヒータを選択的に駆動する配線に関しては中心線203を境界として分離し、一方、ヒータ304の電源配線に関しては電気的に共通となっている。
(Fourth embodiment)
FIG. 9A is a schematic diagram for explaining the configuration of the heater row and the pad row of the
図9(b)は、図9(a)のIXb−IXb線に沿う断面図(ヒータ列Lと直交する方向の断面図)である。配線303は4層の配線層を形成するように積層されており、それらの4層のうち、基板101の表面側(図9(b)中の上面側)の2層に、ヒータに電源電流を流すための電源配線が形成されている。本例の場合、電源配線は中心線203をまたがるように形成されている。したがって、基板101内においてパッド列201a,201bが電源配線によって接続され、ヒータに流れる電源電流は、それぞれのパッド列201a,201bにおける電源端子(VH,GND)を流れる。この結果、電源配線が分離されている場合よりも配線抵抗が小さくなり、配線抵抗による電圧降下を抑制することができる。
FIG. 9B is a cross-sectional view (a cross-sectional view in a direction orthogonal to the heater array L) along the line IXb-IXb in FIG. The
(第5の実施形態)
図10は、本発明の第5の実施形態における基板101の断面図(ヒータ列Lと直交する方向の断面図)である。配線303は4層の配線層を形成するように積層されており、それらの4層のうち、基板101の表面側(図10中の上面側)の2層に、ヒータに電源電流を流すための電源配線が形成されている。それらの2層のうち、一方の層の電源配線は中心線203をまたがるように形成されており、他方の層の電源配線端は中心線203を境界として分離されている。中心線203をまたがるように形成される前者の電源配線は、グランド端子GNDに接続されるグランド配線であり、中心線203を境界として分離される後者の電源配線は、電源端子VHに接続される電源供給配線である。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view (cross-sectional view in a direction orthogonal to the heater array L) of the
本例におけるグランド配線は、不図示のドライバトランジスタの基準電位となる。配線の寄生抵抗に流れる電流によってドライバトランジスタの基準電位が大きく変化した場合には、トランジスタの特性が変化して、ヒータを安定的に駆動できなくなるおそれがある。そのため本例においては、パッド列201a,201bのグランド端子GND同士を基板101内において接続することにより、グランド配線の抵抗を小さくて、ドライバトランジスタの基準電位の変動を抑制する。
The ground wiring in this example serves as a reference potential for a driver transistor (not shown). If the reference potential of the driver transistor changes greatly due to the current flowing through the parasitic resistance of the wiring, the characteristics of the transistor may change and the heater may not be driven stably. Therefore, in this example, by connecting the ground terminals GND of the
ところで、パッド列201a,201bの電源配線同士を基板101内において接続した場合には、電流がパッド列201a,202bに分配されて流れることとなる。また、記録素子としてのヒータ304は、他のフレキシブル基板およびリジット基板などにおける配線を経由して、記録装置の本体側から電力の供給を受ける。ヒータ304以外の配線抵抗が比較的大きい場合には、ヒータ304以外の配線における電圧降下を補償するために、ヒータ304の通電時間を調整することがある。しかし、記録素子基板101の内部において電源配線が共通化されている場合には、パッド列201a,201bのそれぞれに分かれて接続されているフレキシブル基板およびリジット基板の配線に流れる電流を把握することは困難となる。そのため、ヒータ304の通電時間の調整精度が低下する懸念がある。
By the way, when the power supply wirings of the
このような観点から本例においては、上述したように、グランド配線の抵抗を小さくし、一方、電源供給配線については中心線203を境界として基板101内において分離することにより、ヒータ304通電時間の調整精度を高める。なお、グランド配線を基板101内において分離して、電源供給配線を基板101内において分離せずに共通化して、その電源供給配線をドライバトランジスタの基準電位としてもよい。また、ドライバトランジスタの基準電位によらず、電源配線としてのグランド配線および電源供給配線の一方を共通とし、他方を分離することによっても一定の効果を得ることができる。
From this point of view, in this example, as described above, the resistance of the ground wiring is reduced, while the power supply wiring is separated in the
(他の実施形態)
本発明は、フルライン方式の記録装置のみならず、例えば、いわゆるシリアルスキャン方式などの種々の方式の記録装置に対して適用することができる。
(Other embodiments)
The present invention can be applied not only to a full-line recording apparatus but also to various types of recording apparatuses such as a so-called serial scan system.
また本発明は、種々の液体を吐出可能な液体吐出ヘッド用の基板、液体吐出ヘッド、および液体吐出装置に対して広く適用することができる。また本発明は、液体を吐出可能な液体吐出ヘッドを用いて、種々の媒体(シートを含む)に対して、種々の処理(記録、加工、塗布、照射、読み取り、検査など)を施す液体吐出装置に対しても適用可能である。その媒体(記録媒体を含む)は、紙、プラスチック、フィルム、織物、金属、フレキシブル基板等、材質は問わず、インクを含む液体が付与される種々の媒体を含む。 The present invention can be widely applied to a substrate for a liquid discharge head capable of discharging various liquids, a liquid discharge head, and a liquid discharge apparatus. The present invention also provides a liquid discharge device that performs various processes (recording, processing, application, irradiation, reading, inspection, etc.) on various media (including sheets) using a liquid discharge head capable of discharging liquid. The present invention can also be applied to a device. The medium (including the recording medium) includes various media to which a liquid containing ink is applied regardless of the material, such as paper, plastic, film, fabric, metal, and flexible substrate.
101 記録素子基板(液体吐出ヘッド用基板)
105 ヘッド基体
201a,201b パッド列(端子列)
202a,202b ヒータ列群(素子列群)
302 パッド(接続端子)
303 配線
304 ヒータ(素子)
101 Recording element substrate (substrate for liquid discharge head)
105
202a, 202b Heater row group (element row group)
302 Pad (connection terminal)
303
Claims (16)
複数の第2端子が前記第1端子列の配列方向に沿って配列された第2端子列と、
前記第1端子列と前記第2端子列との間に、前記第1端子列に隣接し、前記第1端子列の配列方向に沿って複数の第1素子が配列された第1素子列と、
前記第1端子列と前記第2端子列との間に、前記第2端子列に隣接し、前記第2端子列の配列方向に沿って複数の第2素子が配列された第2素子列と、
前記第1素子列と前記第2素子列との間に、複数の第3素子が配列された第3素子列と、
前記複数の第1端子と前記複数の第1素子とを接続する第1配線と、
前記複数の第2端子と前記複数の第2素子とを接続する第2配線と、
前記複数の第1端子および前記複数の第2端子のうちの少なくとも一方と前記複数の第3素子とを接続する第3配線と、
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。 A first terminal row in which a plurality of first terminals are arranged;
A second terminal row in which a plurality of second terminals are arranged along the arrangement direction of the first terminal row;
Between the first terminal row and the second terminal row, a first element row adjacent to the first terminal row and having a plurality of first elements arranged along the arrangement direction of the first terminal row; ,
Between the first terminal row and the second terminal row, a second element row adjacent to the second terminal row and having a plurality of second elements arranged along the arrangement direction of the second terminal row; ,
A third element row in which a plurality of third elements are arranged between the first element row and the second element row;
A first wiring connecting the plurality of first terminals and the plurality of first elements;
A second wiring connecting the plurality of second terminals and the plurality of second elements;
A third wiring connecting at least one of the plurality of first terminals and the plurality of second terminals and the plurality of third elements;
A substrate for a liquid discharge head, comprising:
前記第3配線は、前記第1端子列および前記第2端子列のうちの前記第3素子列に近い方に対して、前記第3素子列を接続することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド用基板。 An interval between the third element row and the first terminal row is different from an interval between the third element row and the second terminal row,
The third wiring line connects the third element row to a side closer to the third element row of the first terminal row and the second terminal row. The substrate for a liquid discharge head according to any one of the above.
前記第3配線は、前記第1素子列群と前記第1端子列とを接続する配線と、前記第2素子列群と前記第2端子列とを接続する配線と、を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The third element row is located closer to the first element row than the second element row and forms a first element row group together with the first element row, and the first element row An element row that is located closer to the second element row than to the element row and forms a second element row group together with the second element row, and
The third wiring includes a wiring that connects the first element array group and the first terminal array, and a wiring that connects the second element array group and the second terminal array. The liquid discharge head substrate according to any one of claims 1 to 3.
前記第2端子列は、前記第2素子列群から駆動する第2素子を選択するためのデータを入力する複数の第2入力端子と、第2電源端子と、を含むことを特徴とする請求項6に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The first terminal array includes a plurality of first input terminals for inputting data for selecting a first element to be driven from the first element array group, and a first power supply terminal,
The second terminal array includes a plurality of second input terminals for inputting data for selecting a second element to be driven from the second element array group, and a second power supply terminal. Item 7. The liquid discharge head substrate according to Item 6.
前記圧力室内の液体は当該圧力室の外部との間で循環されることを特徴とする請求項13に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head substrate includes a pressure chamber in which any of the first, second, and third elements is provided,
The liquid discharge head according to claim 13, wherein the liquid in the pressure chamber is circulated between the pressure chamber and the outside.
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- 2017-04-24 JP JP2017085588A patent/JP2017213870A/en active Pending
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