JP2695207B2 - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
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- JP2695207B2 JP2695207B2 JP29362988A JP29362988A JP2695207B2 JP 2695207 B2 JP2695207 B2 JP 2695207B2 JP 29362988 A JP29362988 A JP 29362988A JP 29362988 A JP29362988 A JP 29362988A JP 2695207 B2 JP2695207 B2 JP 2695207B2
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- JP
- Japan
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- ink
- electrothermal conversion
- recording head
- liquid chamber
- matrix wiring
- Prior art date
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14072—Electrical connections, e.g. details on electrodes, connecting the chip to the outside...
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/13—Heads having an integrated circuit
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は吐出エネルギー発生素子としての電気熱変換
素子と、この変換素子駆動用機能素子としての例えばダ
イオードアレイやトランジスタアレイを同一基板に配置
したインクジェット記録ヘッドに関する。
素子と、この変換素子駆動用機能素子としての例えばダ
イオードアレイやトランジスタアレイを同一基板に配置
したインクジェット記録ヘッドに関する。
［従来の技術］ 従来、インクジェット記録ヘッドの構成は電気熱変換
素子アレイをシリコン基板上に形成し、この電気熱変換
素子の駆動回路としてシリコン基板外部にダイオードア
レイやトランジスタアレイ等の変換素子駆動用機能素子
を配置し、電気熱変換素子と機能素子間の接続をフレキ
シブルケーブルやワイヤーボンディング等により行なっ
ていた。
素子アレイをシリコン基板上に形成し、この電気熱変換
素子の駆動回路としてシリコン基板外部にダイオードア
レイやトランジスタアレイ等の変換素子駆動用機能素子
を配置し、電気熱変換素子と機能素子間の接続をフレキ
シブルケーブルやワイヤーボンディング等により行なっ
ていた。
上述したヘッド構成に対して考慮される構造の簡易化
あるいは製造工程中に生ずる不良の低減化さらには各素
子の特性の均一化、および再現性の向上を目的として特
開昭57−72867号公報において電気熱変換素子と機能素
子とを同一基板上に設けたインクジェット記録ヘッドが
提案されている。
あるいは製造工程中に生ずる不良の低減化さらには各素
子の特性の均一化、および再現性の向上を目的として特
開昭57−72867号公報において電気熱変換素子と機能素
子とを同一基板上に設けたインクジェット記録ヘッドが
提案されている。
ここで示される基板上の構成は、吐出口が構成される
部位に近接して配置される電気熱変換素子、機能素子と
してのダイオードやトランジスタ、マトリクス配線部、
および電極パッドがこの順序で同一基板上に配設され
る。
部位に近接して配置される電気熱変換素子、機能素子と
してのダイオードやトランジスタ、マトリクス配線部、
および電極パッドがこの順序で同一基板上に配設され
る。
一方、上述したような記録ヘッドは、インク吐出口を
高密度に配列することができるため高解像度の記録が可
能であること、記録ヘッドとして全体的なコンパクト化
も容易であること、さらにはこれらを実現可能な半導体
ディバイス製造技術を十二分に活用できること等によ
り、マルチノイズ化および高密度実装化が容易である。
高密度に配列することができるため高解像度の記録が可
能であること、記録ヘッドとして全体的なコンパクト化
も容易であること、さらにはこれらを実現可能な半導体
ディバイス製造技術を十二分に活用できること等によ
り、マルチノイズ化および高密度実装化が容易である。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の記録ヘッドでは、記録
が進行するに従がい、吐出のために電気熱変換素子が発
生する熱の一部が蓄熱し、この熱によりダイオードやト
ランジスタ等の機能素子を誤動作させたり、あるいは破
壊を生じさせる虞れがあった。
が進行するに従がい、吐出のために電気熱変換素子が発
生する熱の一部が蓄熱し、この熱によりダイオードやト
ランジスタ等の機能素子を誤動作させたり、あるいは破
壊を生じさせる虞れがあった。
特に、上述したような記録ヘッドにおいては、電気熱
変換素子およびこれに隣接した機能素子が高密度に配置
されているため、蓄熱作用や熱伝達か顕著になる。
変換素子およびこれに隣接した機能素子が高密度に配置
されているため、蓄熱作用や熱伝達か顕著になる。
本発明は上述した従来の問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、電気熱変換素子と機
能素子とのそれぞれ配置される位置を隔てると共に、基
板上に電気熱変換素子が配設される部位以外の、マトリ
クス配線部および機能素子が配設される部位の少なくと
も一部までインク液室を延長して設けることにより、電
気熱変換素子等が発生する熱が機能素子に与える影響を
緩和させたインクジェット記録ヘッドを提供することに
ある。
であり、その目的とするところは、電気熱変換素子と機
能素子とのそれぞれ配置される位置を隔てると共に、基
板上に電気熱変換素子が配設される部位以外の、マトリ
クス配線部および機能素子が配設される部位の少なくと
も一部までインク液室を延長して設けることにより、電
気熱変換素子等が発生する熱が機能素子に与える影響を
緩和させたインクジェット記録ヘッドを提供することに
ある。
［課題を解決するための手段］ そのために本発明では、インクを吐出する吐出口と、
該吐出口に連通したインク液路と、複数のインク液路が
連通した共通液室と、前記インク液路に対応して設けら
れ、インク液滴を吐出するために用いられる熱エネルギ
ーを発生する複数の電気熱変換素子と、前記電気熱変換
素子に電気的に接続したマトリクス配線部と、前記複数
の電気熱変換素子を前記マトリクス配線を介してそれぞ
れ独立的に駆動するための駆動回路部と、がこの順で配
された素子基板と、を有するインクジェット記録ヘッド
であって、前記共通液室は前記マトリクス配線上に延在
していることを特徴とする。
該吐出口に連通したインク液路と、複数のインク液路が
連通した共通液室と、前記インク液路に対応して設けら
れ、インク液滴を吐出するために用いられる熱エネルギ
ーを発生する複数の電気熱変換素子と、前記電気熱変換
素子に電気的に接続したマトリクス配線部と、前記複数
の電気熱変換素子を前記マトリクス配線を介してそれぞ
れ独立的に駆動するための駆動回路部と、がこの順で配
された素子基板と、を有するインクジェット記録ヘッド
であって、前記共通液室は前記マトリクス配線上に延在
していることを特徴とする。
より好適には共通液室は機能素子が配設される直前ま
で延在することを特徴とする。
で延在することを特徴とする。
［作 用］ 以上の構成によれば、電気熱変換素子が発生する熱の
一部が機能素子に及ぼす影響が軽減され、またこの熱に
よる記録ヘッドの蓄熱作用が、インクの熱吸収およびイ
ンク吐出による放熱によって緩和される。
一部が機能素子に及ぼす影響が軽減され、またこの熱に
よる記録ヘッドの蓄熱作用が、インクの熱吸収およびイ
ンク吐出による放熱によって緩和される。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図（Ａ）および（Ｂ）は本発明の一実施例を示す
それぞれ分解斜視図および縦断面図であり、101はヒー
ターボード（素子基板）、102は基板、103はインク液滴
が吐出される吐出口、104はインク液滴を発泡させるの
に必要な熱を発生する電気熱変換素子、105は配線電
極、106は発熱抵抗部、107はマトリクス配線部、108は
複数の機能素子をアレイ状に配列した駆動回路部、109
は電極パッド部、110は天板、111はインク液路、112は
各インク液路に共通なインク液室、113はインク供給口
をそれぞれ示す。
それぞれ分解斜視図および縦断面図であり、101はヒー
ターボード（素子基板）、102は基板、103はインク液滴
が吐出される吐出口、104はインク液滴を発泡させるの
に必要な熱を発生する電気熱変換素子、105は配線電
極、106は発熱抵抗部、107はマトリクス配線部、108は
複数の機能素子をアレイ状に配列した駆動回路部、109
は電極パッド部、110は天板、111はインク液路、112は
各インク液路に共通なインク液室、113はインク供給口
をそれぞれ示す。
これら図に示すように、記録ヘッドはヒーターボード
101と天板110とを接合することによりその主要部が構成
されるものであり、このヒーターボード101は複数の電
気熱変換素子104がアレイ状に配列されて構成される電
気熱変換素子配列部114と、電気熱変換素子104の各々に
対応して設けられる機能素子で構成される駆動回路部10
8と、電気熱変換素子104とこれらの各々を独立に駆動す
るよう駆動回路部108との間をマトリクス構成で配線す
るマトリクス配線部107とをシリコン等で形成される基
板102上に配設して構成される。また天板110は熱作用部
にインクを供給するためのインク液路111およびこれら
インク液路111の各々に共通のインク液室112を構成する
ための所定の形状と寸法で形成される所定数の溝および
これら各々の溝と接続する共通の掘り込み部を有する。
101と天板110とを接合することによりその主要部が構成
されるものであり、このヒーターボード101は複数の電
気熱変換素子104がアレイ状に配列されて構成される電
気熱変換素子配列部114と、電気熱変換素子104の各々に
対応して設けられる機能素子で構成される駆動回路部10
8と、電気熱変換素子104とこれらの各々を独立に駆動す
るよう駆動回路部108との間をマトリクス構成で配線す
るマトリクス配線部107とをシリコン等で形成される基
板102上に配設して構成される。また天板110は熱作用部
にインクを供給するためのインク液路111およびこれら
インク液路111の各々に共通のインク液室112を構成する
ための所定の形状と寸法で形成される所定数の溝および
これら各々の溝と接続する共通の掘り込み部を有する。
すなわち、天板110に形成される溝は、所定の間隔で
配列されている電気熱変換素子104の配列ピッチと等ピ
ッチで形成される。これにより、ヒーターボード101と
天板110とは溝と、この溝の各々に対応する各電気熱変
換素子104とが対向する様に接合され、その一部に熱作
用部115を有する複数のインク液路111とこれらのインク
液路111にインクを満たすように供給する共通のインク
液室112が形成される。また、天板110の上方にはインク
液室112にインクを供給するためのインク供給口113が設
けられている。
配列されている電気熱変換素子104の配列ピッチと等ピ
ッチで形成される。これにより、ヒーターボード101と
天板110とは溝と、この溝の各々に対応する各電気熱変
換素子104とが対向する様に接合され、その一部に熱作
用部115を有する複数のインク液路111とこれらのインク
液路111にインクを満たすように供給する共通のインク
液室112が形成される。また、天板110の上方にはインク
液室112にインクを供給するためのインク供給口113が設
けられている。
ヒーターボード101上の電気熱変換素子104は、これら
各素子に共通の共通電極と、駆動回路部108を構成する
機能素子としてのトランジスタのコレクタ部に接続され
る電極105との間に発生した熱をインクに作用させるた
めに設けられる発熱抵抗部106を有し、また、電気熱変
換素子配列部114の表面全域には電気絶縁性の保護層
（不図示）および耐キャビテーション層（不図示）が配
設され、さらに駆動回路部108には基板102の表面内部に
は機能素子としてのトランジスタが配列される。
各素子に共通の共通電極と、駆動回路部108を構成する
機能素子としてのトランジスタのコレクタ部に接続され
る電極105との間に発生した熱をインクに作用させるた
めに設けられる発熱抵抗部106を有し、また、電気熱変
換素子配列部114の表面全域には電気絶縁性の保護層
（不図示）および耐キャビテーション層（不図示）が配
設され、さらに駆動回路部108には基板102の表面内部に
は機能素子としてのトランジスタが配列される。
以上の構成により、記録データに基づいて駆動回路部
108の各機能素子に供給される信号によって電気熱変換
素子の各々が選択的に駆動され、インク吐出が行なわれ
る。
108の各機能素子に供給される信号によって電気熱変換
素子の各々が選択的に駆動され、インク吐出が行なわれ
る。
また、上述の構成において、ヒーターボード101上に
はインク液滴吐出側より吐出口103,電気熱変換素子配列
部114,マトリクス配線部107,駆動回路部108,電極パッド
部109の順で配設されており、電気熱変換素子と駆動回
路部とで隔てた構成となっている。これにより、電気熱
変換素子の発生する熱が機能素子に与える影響を軽減す
る。また、液室112は、マトリクス配線部まで延長され
ており、この液室中のインクにより、後述されるように
記録ヘッドにおける蓄熱を緩和する。
はインク液滴吐出側より吐出口103,電気熱変換素子配列
部114,マトリクス配線部107,駆動回路部108,電極パッド
部109の順で配設されており、電気熱変換素子と駆動回
路部とで隔てた構成となっている。これにより、電気熱
変換素子の発生する熱が機能素子に与える影響を軽減す
る。また、液室112は、マトリクス配線部まで延長され
ており、この液室中のインクにより、後述されるように
記録ヘッドにおける蓄熱を緩和する。
第２図（Ａ）〜（Ｃ）はインク液室の大きさの違いに
よる蓄熱緩和作用の比較を説明するための断面概略図を
示す。
よる蓄熱緩和作用の比較を説明するための断面概略図を
示す。
第２図（Ａ）は上述した実施例よりインク液室を小さ
くした例を示す。この構成では、長時間記録を行なう
と、電気熱変換素子が発生する熱による記録ヘッドの蓄
熱を緩和するのが不十分になる場合があり、各機能素子
が熱による影響を受け、誤動作を引起こす虞れがある。
くした例を示す。この構成では、長時間記録を行なう
と、電気熱変換素子が発生する熱による記録ヘッドの蓄
熱を緩和するのが不十分になる場合があり、各機能素子
が熱による影響を受け、誤動作を引起こす虞れがある。
第２図（Ｂ）は本発明の最も好適な実施例を示す図で
あり、第１図（Ｂ）と同様な図である。同図において、
ヒーターボードは基板上に電気熱変換素子配列部，マト
リクス配線部，駆動回路部，電極パッド部がこの順序で
配設されて構成されており、この時インク液室は、駆動
回路部の前方、マトリクス配線部後方まで延在してい
る。この構成において、インク液室のインク量は、ヒー
ターボードの蓄熱が各機能素子に影響を及ぼさない程度
に軽減される放熱効果を得られる量であり、長時間記録
においても良好な記録品位および信頼性の高い記録ヘッ
ドが得られる。また、蓄熱軽減のための特別な手段を必
要とせず記録ヘッドがコスト高になる心配もない。
あり、第１図（Ｂ）と同様な図である。同図において、
ヒーターボードは基板上に電気熱変換素子配列部，マト
リクス配線部，駆動回路部，電極パッド部がこの順序で
配設されて構成されており、この時インク液室は、駆動
回路部の前方、マトリクス配線部後方まで延在してい
る。この構成において、インク液室のインク量は、ヒー
ターボードの蓄熱が各機能素子に影響を及ぼさない程度
に軽減される放熱効果を得られる量であり、長時間記録
においても良好な記録品位および信頼性の高い記録ヘッ
ドが得られる。また、蓄熱軽減のための特別な手段を必
要とせず記録ヘッドがコスト高になる心配もない。
第２図（Ｃ）は本発明の構成においてインク液室をさ
らに後方の駆動回路部上まで延在させた構成を示す。こ
の構成では、熱の緩和，放出等の効果は十分得られる。
しかしながら、この駆動回路部は配線電極が密にしかも
複雑に重なり合っており、保護層のステップカバレッジ
が非常に困難な領域であるため、保護層の欠陥が他の場
所より発生し易い領域である。従って、ここまでインク
液室が延在しインクが満たされる構成で、保護層に欠陥
が生じているような場合には、インクを介し各電極間で
ショートを生じてしまうことがあり、記録ヘッドの信頼
性という観点では第１図（Ｂ）もしくは第２図（Ｂ）に
示した構成より劣っている。これらのことからインク容
量を許される範囲内で最も多くとれる第１図（Ｂ）また
は第２図（Ｂ）に示した構成が最善と言えるが、第２図
（Ｃ）に示す構成も熱の緩和、放出の効果は十分に得ら
れるものである。
らに後方の駆動回路部上まで延在させた構成を示す。こ
の構成では、熱の緩和，放出等の効果は十分得られる。
しかしながら、この駆動回路部は配線電極が密にしかも
複雑に重なり合っており、保護層のステップカバレッジ
が非常に困難な領域であるため、保護層の欠陥が他の場
所より発生し易い領域である。従って、ここまでインク
液室が延在しインクが満たされる構成で、保護層に欠陥
が生じているような場合には、インクを介し各電極間で
ショートを生じてしまうことがあり、記録ヘッドの信頼
性という観点では第１図（Ｂ）もしくは第２図（Ｂ）に
示した構成より劣っている。これらのことからインク容
量を許される範囲内で最も多くとれる第１図（Ｂ）また
は第２図（Ｂ）に示した構成が最善と言えるが、第２図
（Ｃ）に示す構成も熱の緩和、放出の効果は十分に得ら
れるものである。
なお、上述した実施例では駆動回路部を構成する機能
素子が、スイッチング機能を有するトランジスタとして
説明したが、公知の方法で作製された信号増幅手段の付
加されたダイオードアレイにより構成されている場合に
も本発明が適用され得るのは明らかである。
素子が、スイッチング機能を有するトランジスタとして
説明したが、公知の方法で作製された信号増幅手段の付
加されたダイオードアレイにより構成されている場合に
も本発明が適用され得るのは明らかである。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば電気
熱変換素子が発生する熱の一部が機能素子に及ぼす影響
が軽減され、またこの熱による記録ヘッドの蓄熱作用
が、インクの熱吸収およびインク吐出による放熱によっ
て緩和される。
熱変換素子が発生する熱の一部が機能素子に及ぼす影響
が軽減され、またこの熱による記録ヘッドの蓄熱作用
が、インクの熱吸収およびインク吐出による放熱によっ
て緩和される。
この結果、駆動用機能素子への影響を防止できるよう
になり、また、このことにより記録ヘッドとしての信頼
性も向上させる効果が得られる。
になり、また、このことにより記録ヘッドとしての信頼
性も向上させる効果が得られる。
第１図（Ａ）および（Ｂ）は本発明の一実施例を示すそ
れぞれ分解斜視図および断面図、 第２図（Ａ）〜（Ｃ）は液室の大きさによる比較を説明
するための模式的断面図である。 101……ヒーターボード、 102……基板、 103……吐出口、 104……電気熱変換素子、 105……配線電極、 106……発熱抵抗部、 107……マトリクス配線部、 108……駆動回路部、 109……電極パッド部、 110……天板、 111……インク液路（溝）、 112……液室（振り込み部）、 113……インク供給口、 114……電気熱変換素子配列部、 115……熱作用室部、 116……機能素子。
れぞれ分解斜視図および断面図、 第２図（Ａ）〜（Ｃ）は液室の大きさによる比較を説明
するための模式的断面図である。 101……ヒーターボード、 102……基板、 103……吐出口、 104……電気熱変換素子、 105……配線電極、 106……発熱抵抗部、 107……マトリクス配線部、 108……駆動回路部、 109……電極パッド部、 110……天板、 111……インク液路（溝）、 112……液室（振り込み部）、 113……インク供給口、 114……電気熱変換素子配列部、 115……熱作用室部、 116……機能素子。
Claims (3)
- 【請求項１】インクを吐出する吐出口と、該吐出口に連
通したインク液路と、複数のインク液路が連通した共通
液室と、 前記インク液路に対応して設けられ、インク液滴を吐出
するために用いられる熱エネルギーを発生する複数の電
気熱変換素子と、前記電気熱変換素子に電気的に接続し
たマトリクス配線部と、前記複数の電気熱変換素子を前
記マトリクス配線を介してそれぞれ独立的に駆動するた
めの駆動回路部と、がこの順で配された素子基板と、 を有するインクジェット記録ヘッドであって、前記共通
液室は前記マトリクス配線上に延在していることを特徴
とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項２】前記共通液室は、前記マトリクス配線部後
方まで延在していることを特徴とする請求項１に記載の
インクジェット記録ヘッド。 - 【請求項３】前記共通液室は、前記駆動回路部上まで延
在していることを特徴とする請求項１に記載のインクジ
ェット記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29362988A JP2695207B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29362988A JP2695207B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02141246A JPH02141246A (ja) | 1990-05-30 |
| JP2695207B2 true JP2695207B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=17797185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29362988A Expired - Fee Related JP2695207B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2695207B2 (ja) |
-
1988
- 1988-11-22 JP JP29362988A patent/JP2695207B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02141246A (ja) | 1990-05-30 |
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