JP3160984B2 - インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの駆動方法 - Google Patents

インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの駆動方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ、ワープ
ロ、FAX等の出力装置に使用されるインクジェットプ
リンタのヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】印字装置の中でインクジェットプリンタ
は、高速、低騒音、小型等の特徴があり、オフィス用
途、個人用途を問わず広く普及している。特に近年実用
に供されているサーマルジェット型プリンタは、構造が
簡単であり、高速化、多ドット化、カラー化が容易であ
るなどの理由で特に注目されている。
【0003】従来、サーマルジェット型プリントヘッド
(以下、TJ型ヘッドと略す)は例えば、「Mechanical
Design of a Color Graphics Printer」(HEWLETTPACKAR
D JOURNAL Augst 1988 Volume 39・Number4)に記載のよ
うに、オリフィス列に対し、列毎に一つのドライバーI
Cを割り当てた構造のものが知られていた。図5は、該
TJ型ヘッドの平面透視図である。図5に於いて、1は
ベースプレート、2は発熱素子基板、3はドライバーI
C基板、4はインク供給口、5は共通電極、6はコモン
電極用FPC、7はセグメント電極、8は発熱素子、9
はドライバーIC駆動用電極、10はドライバーIC、
11はボンディングワイヤー、12はキャビティーフィ
ルム、14はオリフィス、15はオリフィスプレート、
16はヘッド駆動用FPCである。しかし、このように
2列形成されたオリフィス列のそれぞれのオリフィス1
4に対向する発熱素子8に対し、列毎にドライバーIC
10が割り当てられている。このため、3列以上にオリ
フィス14を形成する場合、オリフィス14の配列方向
の一端にドライバーIC10を配置する必要が生じる。
図6に、従来のTJ型ヘッドで4列にオリフィス14を
配列した場合の平面透視図を示す。
【0004】このような構造で4列のオリフィス14を
有するヘッドを得る場合、ドライバーIC10を列毎に
配列するためのスペースや、ドライバーIC駆動用電極
9及び、ヘッド駆動用FPC16の実装スペースが増大
するため、ヘッド全体が大きくなってしまうという欠点
があり、コスト高ともなる。また多ドット化を考えた場
合、より一層問題となる。これを解決するために、セグ
メント電極の配線を多層化することで解決する方法も考
案されている。しかしながら、セグメント電極の多層配
線を実現するためには、ヘッドの製造プロセスがより複
雑になるため、コストアップは避けられないといった欠
点がある。
【0005】また、小型化を図る別の方法として、同一
の記録ヘッドを複数積層することによりマルチノズル化
したものもある。しかし、同一ヘッドを複数個必要とす
ることから必要個数に比例したコストになってしまう。
更に、積層構造をとることによって、オリフィス(この
場合はノズル)列とオリフィス列間の距離が、積層に使
用される接着剤、或いはヘッドを取り付けるキャリッジ
のスペーサーの厚みに左右されるため、ヘッド間の間隔
の精度を確保するのが難しく、製造が困難である等の欠
点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みなされたもので、その目的とするところは、複
数列のオリフィスを有するインクジェットヘッド、特に
カラーインクを使用するカラーTJ型ヘッドを、小型化
しかつ安価に製造することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、複数個のオリフィスからなるオリフィス列が
複数列形成されたオリフィスプレートと、オリフィスの
それぞれに対向して配置された複数の発熱素子からなる
発熱素子列と、発熱素子のそれぞれに電力を供給するた
めのセグメント電極と、セグメント電極に接続され発熱
素子を駆動するドライバーICと、を備えるインクジェ
ットヘッドにおいて、少なくとも2列以上の発熱素子列
に電力を供給するためにセグメント電極をオリフィス列
の一端に各発熱素子列交互に引き出し、セグメント電
極をドライバーICの出力端子に接続し、列内の隣接オ
リフィス間のピッチをL、オリフィス列の列数をm(m
は4以上の整数)としたとき、最端のオリフィス列から
順次、各オリフィス列の先頭のオリフィスを、隣接する
オリフィス列の先頭のオリフィスに対してL/mオリフ
ィスの列方向にずらしてm列のオリフィス列を形成し、
オリフィス列毎に異なる色のインクが供給されるインク
液室を形成した。
【0008】
【実施例】図1は本発明のインクジェットヘッドの斜視
図である。図1中、1はベースプレート、2は発熱素子
基板、3はドライバIC基板、5は共通電極、6は共通
電極用FPC、7はセグメント電極、8は発熱素子、9
はドライバIC駆動用電極、11はボンディングワイヤ
ー、12はキャビティーフィルム、14はオリフェス、
15はオリフェスプレート、16はヘッド駆動用FP
C、4a〜4dはインク供給口、10a及び10bはド
ライバーIC、13a〜13dは液室である。次に図1
に示すヘッドの製造方法について説明する。図2の
(a)〜(d)は本発明のインクジェットヘッドの製造
方法を示す平面透視図である。
【0009】まず、図2(a)に示したように、通常の
サーマルヘッドの製造方法と同様の方法で、インク供給
口4a〜4dを有する発熱素子基板2上にセグメント電
極7、発熱素子8、共通電極5を形成する。本実施例の
場合、発熱素子8は10個づつ4列形成する。このう
ち、2列を発熱素子8の配列方向と直角方向の一端に引
き出す。この時、第1列目の発熱素子8に接続したセグ
メント電極7と第2列目の発熱素子8に接続したセグメ
ント電極7を交互に基板端に引き出す。残りの2列は、
別の一端に交互に引き出す。セグメント電極7の引き出
し方として、第1列、第1列、第2列、第2列、第1列
・・・、というように2列づつ或いはそれ以上まとめて
引き出すことも可能である。しかし、第2列のセグメン
ト電極7を数本ずつまとめて引き出した場合、第1列の
発熱素子8の間を引き回すセグメント電極7の本数が増
えるため、セグメント電極7のパターンをより精細にす
る必要があり、ヘッドの歩留り低下につながる。このた
め、セグメント電極7は交互に引き出すことが望まし
い。また、3列の発熱素子8を同一端に引き出す場合で
も、第1列、第2列、第3列、第1列、第2列・・・と
順番に引き出すのが望ましいのは同様の理由によるもの
である。
【0010】ドライバーIC基板3上には、通常のフォ
トリソプロセス等により、ドライバーIC駆動用電極9
を形成する。ベースプレート1上に発熱素子基板2及
び、ドライバーIC基板3を接着し、発熱素子基板2上
の共通電極5と、ドライバーIC基板3上の共通電極5
を共通電極用FPC6で接続する。
【0011】次に、図2(b)に示すように、ドライバ
ーIC基板3上にドライバーIC10a及び10bを接
着し、ドライバーIC10a及び10bと、発熱素子基
板2上のセグメント電極7及び、ドライバーIC基板2
上のドライバーIC駆動用電極9と、ボンディングワイ
ヤー11で電気的に接続する。接続方法としては、例え
ばフェースダウン実装で接続することも可能である。そ
の場合、ドライバーIC基板3上にドライバーIC側セ
グメント電極(図示せず)を設け、ドライバーIC10
a及び10bと、ドライバーIC駆動用電極9、ドライ
バーIC側セグメント電極をフェースダウン実装後、ド
ライバーIC側セグメント電極と、セグメント電極7を
ボンディングワイヤー11で電気的に接続する。
【0012】更に図2(c)に示すように、液室13a
〜13dを有するキャビティーフィルム12を接着す
る。キャビティーフィルム12は、発熱素子8の各列毎
に液室13a〜13dに分離されており、更に各発熱素
子8毎にクロストークを防ぐように形成されている。こ
のようにキャビティーフィルム12は、微細な加工が必
要であり、かつ厚さも数十μm程度と薄いため、あらか
じめ加工を施したフィルムを接着するのは困難である。
従って、通常キャビティーフィルム12の材料として、
感光性樹脂フィルムを使用する。感光性樹脂フィルムを
発熱素子基板2の全面に接着し、通常のフォトリソ方に
より、パターン形成する方法が一般化している。
【0013】最後に図2(d)に示すように、発熱素子
8毎に対応したオリフィス14を有するオリフィスプレ
ート15を接着し、TJ型ヘッドを得る。
【0014】このようにして得られたTJ型ヘッドは、
ドライバーIC10a及び10bをヘッドの基板端に実
装ができるため、非常に小型にする事が可能になる。ま
た、小型化にともないヘッドコストを大幅に低減するこ
とが可能である。更に、オリフィス14の配列方向にド
ライバーICを配列する必要がないことから、オリフィ
ス14を多数配列することが可能になり、長尺化が比較
的簡単にできるといった利点を有する。
【0015】本実施例では、1列内に20個のオリフェ
スを有する4列ヘッドについて、説明したが、本発明は
実施例に限られるものではない。特に、1列内のオリフ
ィス数は、本発明によれば制限されることはなく、例え
ばページプリンタ、FAX等に使用されるラインヘッド
を製造することも比較的容易である。
【0016】次に、本実施例のTJ型ヘッドに、図2
(c)示す13a〜dの液室にそれぞれ、イエロー
(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック
(K)の4色のカラーインクを供給した場合の駆動方法
について説明する。
【0017】ドライバーIC10aの出力端子にはYと
Mに対応する発熱素子8が交互に接続され、ドライバー
IC10bの出力端子にはCとKに対応する発熱素子8
が交互に接続されることになる。従って1つのドライバ
ーIC10aを駆動する場合、奇数番目の駆動素子でY
の発熱素子8を、偶数番目の駆動素子でMの発熱素子8
を駆動することになる。同様にドライバーIC10b
は、C及びKの2色を駆動することになる。
【0018】図3は、本発明の別の実施例であり、それ
ぞれのオリフェス列をL/4だけずらして配列した場合
のオリフィスの配列を示す図である。これによれば、カ
ラー印字を行う場合、第4図に示すように、紙20に形
成される各色のドット21の位置がずれるため、色再現
性に優れた印字が可能になる。また各液室13a〜13
dに同一のモノクロインクを供給した場合、印字をL/
4のピッチで行うことが可能になる。例えば、オリフィ
ス14の間隔Lが300DPIであった場合、1200
DPI相当の印字を行うことが可能になる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、多数列配列された
オリフィスに対する発熱素子のセグメント電極を数列づ
つまとめて基板の一端に引き出し、ドライバーICに接
続することにより、ドライバーICをヘッドの基板端に
実装することができ、ヘッドの小型化が可能になる。ま
た、小型化にともないヘッドコストを大幅に低減するこ
とが可能である。更に、オリフィスの配列方向にドライ
バーICを配列する必要がないことから、オリフィスを
多数配列することが可能になり、長尺化が比較的簡単に
できるといった利点も有する。また、それぞれのオリフ
ィス列をL/mだけずらして配列し、オリフィス列毎に
異なる色のインクが供給されるインク室を設けたので、
カラー印字を行う場合、形成される各色のドットの位置
がずれるため、色再現性に優れた印字が可能になる。
【0020】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェットヘッドの斜視図であ
る。
【図2】本発明のインクジェットヘッドの製造工程を示
す平面透視図である。
【図3】本発明のインクジェットヘッドのオリフィスプ
レートの平面図である。
【図4】本発明のインクジェットヘッドの印字例を示す
図である。
【図5】従来のインクジェットヘッドの平面透視図であ
る。
【図6】従来のインクジェットヘッドを多ドット化した
場合の平面透視図である。
【符号の説明】
1 ・・・・・・・ ベースプレート 2 ・・・・・・・ 発熱素子基板 3 ・・・・・・・ ドライバーIC基
板 4 ・・・・・・・ インク供給口 4a〜4d ・・・・・・・ インク供給口 5 ・・・・・・・ 共通電極 6 ・・・・・・・ 共通電極用FPC 7 ・・・・・・・ セグメント電極 8 ・・・・・・・ 発熱素子 9 ・・・・・・・ ドライバーIC駆
動用電極 10 ・・・・・・・ ドライバーIC 10a及び10b ・・・・・・・ ドライバーIC 11 ・・・・・・・ ボンディングワイ
ヤー 12 ・・・・・・・ キャビティーフィ
ルム 14 ・・・・・・・ オリフィス 13a〜13d ・・・・・・・ 液室 15 ・・・・・・・ オリフィスプレー
ト 16 ・・・・・・・ ヘッド駆動用FP

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個のオリフィスからなるオリフィス
    列が複数列形成されたオリフィスプレートと、前記オリ
    フィスのそれぞれに対向して配置された複数の発熱素子
    からなる発熱素子列と、前記発熱素子のそれぞれに電力
    を供給するためのセグメント電極と、前記セグメント電
    極に接続され前記発熱素子を駆動するドライバーIC
    と、を備えるインクジェットヘッドにおいて、 少なくとも2列以上の前記発熱素子に電力を供給する
    ために前記セグメント電極を前記オリフィス列の一端に
    各発熱素子列交互に引き出して、前記セグメント電極を
    前記ドライバーICの出力端子に接続し、 列内の隣接オリフィス間のピッチをL、前記オリフィス
    列の列数をm(mは4以上の整数)としたとき、最端の
    オリフィス列から順次、各オリフィス列の先頭のオリフ
    ィスを、隣接するオリフィス列の先頭のオリフィスに対
    してL/mオリフィスの列方向にずらして前記m列のオ
    リフィス列を形成し、 前記オリフィス列毎に異なる色のインクが供給されるイ
    ンク液室を形成した インクジェットヘッド。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のインクジェットヘッドの
    駆動方法であって、前記インク液室に異なる色のインク
    を供給し、前記ドライバーICにより複数色のインクジ
    ェット駆動をするインクジェットヘッドの駆動方法。
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