JP6758895B2 - 液体吐出ヘッド用基板、液体吐出ヘッド、及び記録装置 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット記録ヘッド用基板などの液体吐出ヘッド用基板及びその基板を用いた液体吐出ヘッドと記録装置に関する。例えば、インクを吐出するエネルギー発生素子であるヒータを備えた液体吐出ヘッド用基板及びその基板を用いた液体吐出ヘッド、及び記録装置に関するものである。

一般的な液体吐出ヘッドとして、ヒータを用いて液体を吐出する液体吐出ヘッドがある。近年、液体吐出ヘッドの高性能駆動や小型化に対し、更なる改善要求が高まっている。

そこで、特許文献１に記載された技術が開示されており、同一電源を用いて、吐出する液滴のサイズに応じて異なる電圧を印加することで、液体吐出ヘッドの高性能駆動及び小型化を図っている。

特開２００９−１６６２５７号公報

特許文献１では、液体吐出ヘッドの小型化のために同一電源を用いヒータごとに電圧を調整する構成については記載されているが、液体吐出ヘッドのヒータと駆動回路について小型化のための配置についての詳しい検討は、なされていない。そこで、本発明の一様態は、ヒータと駆動回路が好的に配置されることで小型化された液体吐出ヘッド用基板、それを備えた液体吐出ヘッドまたは記録装置の提供に関する。

本発明の一様態は、平面視において、第１の方向に沿って配置された複数のヒータを有する第１のヒータ列と、前記複数のヒータのうちの１つのヒータに電流を供給する第１のトランジスタ及び第２のトランジスタと、を有し、
前記１つのヒータ及び前記第１のトランジスタは、第１の電位が供給される第１の配線と、前記第１の電位と異なる第２の電位が供給される第２の配線との間の電気経路において、直列に接続され、
前記１つのヒータ及び前記第２のトランジスタは、前記第１の配線と前記第２の配線との間の電気経路において、直列に接続され、
前記平面視において、前記１つのヒータは、前記第１の方向に交差する第２の方向で、前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタの間に配置されている液体吐出ヘッド用基板に関する。

本発明の別の一様態は、複数のノズルと、前記複数のノズルに対向する液体吐出ヘッド用基板と、を有し、前記液体吐出ヘッド用基板は、平面視において、第１の方向に沿って配置された複数のヒータを有する第１のヒータ列と、前記複数のヒータのうちの１つのヒータに電流を供給する第１のトランジスタ及び第２のトランジスタと、を有し、
前記１つのヒータ及び前記第１のトランジスタは、第１の電位が供給される第１の配線と、前記第１の電位と異なる第２の電位が供給される第２の配線との間の電気経路において、直列に接続され、
前記１つのヒータ及び前記第２のトランジスタは、前記第１の配線と前記第２の配線との間の電気経路において、直列に接続され、
前記平面視において、前記１つのヒータは、前記第１の方向に交差する第２の方向で、前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタの間に配置されている液体吐出ヘッドに関する。

また、本発明の別の一様態は、複数のノズルと液体吐出ヘッド用基板とを有する液体吐出ヘッド部と、前記液体吐出ヘッドに取り付けられたインクタンクと、を有し、前記液体吐出ヘッド用基板は、平面視において、第１の方向に沿って配置された複数のヒータを有する第１のヒータ列と、前記複数のヒータのうちの１つのヒータに電流を供給する第１のトランジスタ及び第２のトランジスタと、を有し、
前記１つのヒータ及び前記第１のトランジスタは、第１の電位が供給される第１の配線と、前記第１の電位と異なる第２の電位が供給される第２の配線との間の電気経路において、直列に接続され、
前記１つのヒータ及び前記第２のトランジスタは、前記第１の配線と前記第２の配線との間の電気経路において、直列に接続され、
前記平面視において、前記１つのヒータは、前記第１の方向に交差する第２の方向で、前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタの間に配置されている記録装置に関する。

本発明の一様態によれば、小型化された液体吐出ヘッド用基板、それを備えた液体吐出ヘッドまたは記録装置を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板の一例を説明するための図である。 図１の液体吐出ヘッド用基板の一部の拡大図である。 図２−１に記載の液体吐出ヘッド用基板の一部の回路図である。 （ａ）〜（ｅ）は、図２−１のＡ−Ｂに沿った断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板の一例を説明するための図である。 図３の液体吐出ヘッド用基板の一部の拡大図である。 本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板の一例を説明するための図である。 図５の液体吐出ヘッド用基板の一部の拡大図である。 本発明の第４の実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板の一例を説明するための図である。 図７の液体吐出ヘッド用基板の一部の拡大図である。 図８−１に記載の液体吐出ヘッド用基板の一部の回路図である。 本発明の第５の実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板の一例を説明するための図である。 図９の液体吐出ヘッド用基板の一部の拡大図である。 本発明の第６の実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板の一例を説明するための図である。 図１１の液体吐出ヘッド用基板の一部の拡大図である。 図１２−１に記載の液体吐出ヘッド用基板の一部の回路図である。 本発明の第７の実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板の一例を説明するための図である。 図１３の液体吐出ヘッド用基板の一部の拡大図である。 図１４−１に記載の液体吐出ヘッド用基板の一部の回路図の一部である。 液体吐出ヘッド用基板の適用例を説明する図。

本明細書において、トランジスタは、ソース領域、ドレイン領域、及びゲート電極を有し、ソース領域またはドレイン領域の少なくとも一方を共有する構成は、１つのトランジスタとみなす。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成する液体吐出ヘッド用基板１００１の一例の上面図である。

液体吐出ヘッド用基板１００１は、基板１０１と、平面視において第１の方向（図１中Ｘ方向）に沿って基板１０１に設けられた複数のヒータ１０２を有する第１のヒータ列を有する。また、該第１の方向に沿って配置され、それぞれが対応するヒータ１０２を駆動する駆動回路を有する。更に、液体吐出用ヘッドに液体が供給されるための供給口１０８を複数有し、複数の供給口１０８は、該第１の方向に沿って配列される。よって、第１のヒータ列は、第１の方向に延在し、複数の駆動回路が第１の方向に沿って配置される。本実施形態では、駆動回路が、トランジスタ１０３及びトランジスタ１０４を有する例を示す。

ヒータ１０２は、トランジスタ１０３とトランジスタ１０４に接続される。トランジスタ１０３とトランジスタ１０４が駆動されると、ヒータ１０２に電流が供給され、インクが吐出される。複数のヒータ１０２は図１のＸ方向（第１の方向）に沿って配置され、トランジスタ１０３とトランジスタ１０４は、Ｙ方向（第２の方向）において、間にヒータ１０２を挟んで対となって配置される。ここでは、例として第２の方向が第１の方向に対して垂直な場合を示すが、本発明はこれに限定されない。

図２−１は、図１の拡大範囲１０７における、液体吐出ヘッド用基板１００１のヒータ１０２近傍の平面レイアウト図である。図２−２は、図２−１に示される液体吐出ヘッド用基板の一部の回路図であり、図２−３（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、図２−１の破線Ａ−Ｂ、破線Ｂ−Ｃ、破線Ｃ−Ｄ、破線Ｄ−Ｅ、及び破線Ｅ−Ｆにおける液体吐出ヘッド用基板の断面図である。

図２−１において、供給口１０８は、基板１０１の裏面からインクを供給する為の穴である。供給口１０８は、図２−１に示すように、平面視において、第２の方向（Ｙ方向）で、第１のトランジスタ１０３及び第２のトランジスタ１０４の間に設けられている。

ここでは、トランジスタ１０３及びトランジスタ１０４をＮＭＯＳトラジスタで構成した例を示す。また、ここでは、ヒータ１０２の一端が、トランジスタ１０３及び１０４に配線を介して接続され、ヒータ１０２の他端が電源に接続され、第１の電位が供給される配線１０９（ＶＨ）に接続されている例を示す。

図２−２に示すように、ヒータ１０２及び第１のトランジスタ１０３は、第１の配線１０９及び第２の電位（ここでは接地電位）が供給される第２の配線１１０の間の電気経路において直列に接続される。同様に、ヒータ１０２及び第２のトランジスタ１０４は、第１の配線１０９及び第２の配線１１０の間の電気経路において直列に接続される。ここでは、第１の配線１０９と第２の配線１１０の間の電気経路において、第１のトランジスタ１０３と第２のトランジスタ１０４が並列に接続された例を示す。

具体的には、ヒータ１０２の第１の端子は、配線１０９（ＶＨ）に接続され、配線１０９（ＶＨ）は、例えば３２Ｖ程度の電圧を印加する電源に接続されている。また、ヒータ１０２の第２の端子は、トランジスタ１０３のドレイン配線１１３、及びトランジスタ１０４のドレイン配線１１６に接続される。トランジスタ１０３のソース配線１１２、及びトランジスタ１０４のソース配線１１５は、グランドレベルの配線１１０（ＧＮＤＨ）に接続される。

ここで、ソース配線１１２及びドレイン配線１１３は、それぞれトランジスタ１０３のソース領域及びドレイン領域に直接接続されてもよく、他の配線を介して接続されていてもよい。同様に、ソース配線１１５及びドレイン配線１１６は、それぞれトランジスタ１０４のソース領域及びドレイン領域に直接接続されてもよく、他の配線を介して接続されていてもよい。同様に、各ソース配線及びドレイン配線は、配線１０９及び配線１１０と、直接接続されていてもよく、間に他の配線を介して接続されていてもよい。

トランジスタ１０３及び１０４は、それぞれ、チャネル幅方向が第２の方向になるよう配置されている。

トランジスタ１０３のゲート１１１と、トランジスタ１０４のゲート１１４は、同一の配線を介して不図示の制御回路に接続される。

図２−３（ａ）〜（ｅ）に示すように、第２のトランジスタ１０４は、基板１０１に設けられたソース領域及びドレイン領域として、第１の導電型を有する半導体領域１２７（Ｎ型半導体領域）を有する。また、基板１０１の第２の導電型を有する半導体領域１２６（Ｐ型半導体領域）上にゲート絶縁膜を挟んで配置されたゲート電極１１４を有する。

ゲート電極１１４素子分離領域１２５、及び不純物領域１２７上には、層間膜１３３が設けられる。ソース領域には、層間膜１３３に設けられたコンタクト１２４を介してソース配線１１５が接続される。また、ドレイン領域には、層間膜１３３に設けられたコンタクトを介してドレイン配線１１６が接続される。

本願では、１つのソース領域またはドレイン領域において、該コンタクト１２４を複数有する例を示すが、本実施の形態はこれに限定されない。例えば、図２−１に示すような平面視において、半導体領域（ソース領域またはドレイン領域）と配線（ソース配線またはドレイン配線）が重なる部分に、その形状に合わせ、該平面視において一方向（ここではＹ方向）に長いコンタクトを設けてもよい。

ここでは、トランジスタ１０４について説明したが、トランジスタ１０３についても、同様の構造とすることができる。

図２−３では、ソース配線１１２、１１５及びドレイン配線１１３、１１６は、第１の導電層１３０と第２の導電層１３１の積層で形成される例を示す。ヒータ１０２は、第２の導電層１３１を有し、第１の導電層１３０は含まない。第１の導電層は、例えばアルミニウムで形成することができる。第１の導電層１３０上には、液体吐出ヘッド用基板１００１を水分等から保護するための保護膜１２２が形成されている。保護膜１２２は、例えば絶縁膜で形成することができる。

第１のトランジスタ及び第２のトランジスタのチャネル幅を大きくするとヒータに流れる電流（ヒータ電流）が増大し、液体吐出ヘッド用基板が用いられる液体吐出ヘッドにおいて、より大きな液体を吐出することができる。

第１及び第２のトランジスタにおいて、ヒータ１０２とドレイン領域の間の電流経路の抵抗が小さいほど、ヒータ１０２に所定の電流を流すために必要なエネルギーを小さくすることができる。ヒータに大電流を流すためにトランジスタのチャネル幅を大きくすると、ヒータ１０２とドレイン領域におけるドレイン配線との接続部との、電流経路に沿った距離が大きくなる。この電流経路における抵抗が大きくなると、ヒータ電流は小さくなる。

よって、ヒータ電流を増加させるためにトランジスタの大きさを増加させると、ドレイン領域においてドレイン配線とコンタクトで接続されている部分とヒータ１０２との間の電流経路が長くなる。その結果、ヒータ電流値はトランジスタの大きさの増加分に比例して増加していかない。つまり、所望の熱量をヒータで生成するためには、より大きなエネルギーを供給する必要が生じ、駆動効率が低下する。

ここで、ソース領域において、ドレイン配線とコンタクトで接続されている部分のうち、ヒータ１０２との間の電流経路が最も長い部分（以降、ドレインのヒータからの最遠端と称する）で、この抵抗が最も大きくなる。したがって、この電流経路の長さの増加を抑制しながらトランジスタのチャネル幅を増加することで、ヒータ電流値を効果的に増加されることができ、低消費電力で小型化された液体吐出ヘッド用基板を提供することができる。例えば、図２−１の液体吐出ヘッド用基板における、トランジスタ１０３のドレインのヒータからの最遠端を、ＭＤで示す。

本実施の形態において、駆動回路は、トランジスタ１０３とトランジスタ１０４が、第１の方向と交差する第２の方向において、ヒータ１０２を間に挟んで配置されるように構成される。このように構成することで、上記構成の場合と同量の電流を流せる駆動回路を、第２の方向においてヒータ１０２の片側のみに設けたトランジスタで構成した場合に比べ、ヒータと駆動回路による専有面積を低減することができる。

具体的には、本実施の形態の構成と比較対象の構成とでは、チャネル幅の長さは同じとなる一方、ドレインのヒータからの最遠端とヒータとの間の電流経路の長さは、本実施の形態の方が短くなる。上述のように、電流経路が増加すると、電流経路における抵抗の増加により、チャネル幅の長さの増加に対し、ヒータ電流の増加が比例しない。すなわち、液体吐出ヘッド用基板の２つの構成が、同じチャネル幅を有する一方、ドレインのヒータからの最遠端までの電流経路の長さが異なる場合には、電流経路の長さが大きい構成を有する方が、ヒータ電流は小さくなる。

よって、同じ量の電流をヒータに流そうとする場合、ヒータの片側に駆動回路となるトランジスタを設けるレイアウトよりも、トランジスタをヒータが間になるように配置する方が、液体吐出ヘッド用基板を小型化することがでる。また、本実施の形態の液体吐出ヘッド用基板の構成とすることで、比較対象の構成と同じエネルギーで駆動したとき、ヒータ電流をより大きいものとできるため、低消費電力化を図ることができる。

図２−１では、トランジスタ１０３とトランジスタ１０４は、Ｙ方向において、ヒータを間に挟んで一対の構成として配置される。よって、ドレイン１１３のヒータからの最遠端とヒータの間の電流経路の長さ、また、ドレイン１１６のヒータからの最遠端とヒータとの間の電流経路の長さを低減でき、これらの部分の抵抗を、ヒータの片側のみに駆動回路を設ける場合に比べて下げることが出来る。よって、トランジスタ１０３と１０４のトランジスタのサイズを低減することができ、液体吐出ヘッド用基板の小型化を図ることができる。

このように、ヒータ列が延在する第１の方向に対して交差する第２の方向において、ヒータの両側に駆動回路を分割配置する事で、液体吐出ヘッド用基板の小型化を図ることができる。また、駆動回路の効率化を向上させた液体吐出ヘッド用基板を提供できる。

なお、ここでは、ヒータ１０２にトランジスタ１０３及び１０４のドレインが接続されている構成を示したが、本発明の液体吐出ヘッド用基板はこれに限定されない。例えば、ヒータ１０２に、トランジスタ１０３及び１０４のいずれか１つまたは両方のソースが接続されている構成であってもよい。上記構成は、ヒータ１０２のトランジスタに接続されない第１の端子と、該トランジスタのヒータに接続されない側の端子とに供給される電位の関係や、トランジスタ１０３及び１０４に用いられるトランジスタの導電型等を考慮して決めることができる。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成するノズル付き液体吐出ヘッド用基板１００２の上面図（供給口１０８不図示）である。第１の実施形態との違いは、基板１２０上に、トランジスタ１０３とトランジスタ１０４が、Ｙ方向（第２の方向）において一直線上に配置されていた構成に対し、トランジスタ１０４が、トランジスタ１０３とに対してＸ方向（第１の方向）にずれて配置される点である。また、図３では、基板１２０は、一対の平行な辺を含む、４つの主な辺を有する形状とすることができる。該形状は、平行な一対の辺の一方と他の２辺のうちの１辺が成す角が鋭角であり、該一対の辺の一方と他の２辺のうちの他方の辺が成す角が鈍角となる形状を有する。もしくは、平行な一対の辺の一方を延長した線と他の２辺のうちの１辺を延長した線が成す角が鋭角であり、該一対の辺の一方を延長した線と他の２辺のうちの他方の辺を延長した線が成す角が鈍角となる形状を有する。例えば、基板１２０は、平行四辺形とすることができる。ここでは、第１の実施形態との相違点に関して説明を行い、第１の実施形態と同じ構成に関しては説明を省略する。

図４は、図３の拡大範囲１２１における、液体吐出ヘッド用基板１００２のヒータ１０２近傍の平面レイアウト図である。回路図は、図２−２と同一である。このように、第１の方向（ここではＸ方向）に交差する第２の方向（ここではＹ方向）において、ヒータ１０２は、第１のトランジスタ１０３及び第２のトランジスタ１０４の間に配置されている。このような構成とすることにより、小型化した液体吐出ヘッド用基板を提供できる。また、低消費電力の液体吐出ヘッド用基板を提供できる。

更に、基板１２０の形状が平行四辺形であるため、図２−１に示したように第１のトランジスタ１０３と第２のトランジスタ１０４がＹ方向に沿って（一直線上に）配置されると、基板の端の部分に駆動回路やヒータを形成できないデッドスペースができる。一方、本実施の形態のように、第１のトランジスタ１０３を第２のトランジスタ１０４に対して第１の方向（Ｘ方向）にすれた位置に配置することで、デッドスペースを小さくすることができ、基板１２０を有効活用することができる。これにより、液体吐出ヘッドの更なる小型化、コストの低減を図ることができる。

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成するノズル付きヘッド用基板１００３の上面図（供給口１０８不図示）である。第１の実施形態との違いは、基板１２２上に、トランジスタ１０３とトランジスタ１０４が、ヒータ１０２を中心として、Ｘ方向に垂直な方向から回転した状態で配置される事である。すなわち、第１のトランジスタ１０３及び第２のトランジスタ１０４がヒータ１０２を間に挟んで配置される方向である、第２の方向が、第１の方向（Ｘ方向）と垂直ではない例を示す。また、基板１２２の形状は、実施の形態２と同様の主たる４つの辺を有する形状とすることができ、例えば、基板１２２は、平行四辺形とすることができる。ここでは、第１の実施形態との相違点に関して説明を行い、第１の実施形態と同じ構成に関しては説明を省略する。

図６は、図５の拡大範囲１２３における、液体吐出ヘッド用基板１００３のヒータ１０２近傍の平面レイアウト図である。回路図は、図２−２と同一である。図６に示す通り、Ｙ方向（第２の方向）と交差するＺ方向において、ヒータ１０２がトランジスタ１０３と１０４の間に位置するよう配置される。ここで、平行四辺形を有する基板１２２の１対の辺がＸ方向と平行であるとき、Ｚ方向（第３の方向）は、Ｘ方向（第１の方向）と交差する方向である。また、Ｙ方向とＺ方向の角度（鋭角）は、Ｘ方向とＺ方向の角度（鋭角）より小さい。このように構成することで、駆動回路の効率化を向上させた液体吐出ヘッド用基板を提供できる。

また、トランジスタ１０３と１０４をＺ方向において、ヒータ１０２を間として並ぶよう配置することで、基板１２２の形状が平行四辺形であっても、駆動回路やヒータを形成できないデッドスペースを小さくすることができる。よって、基板１２０を有効活用することができる。ここで、Ｚ方向が、基板１２２の平行四辺形のＸ方向と平行でない一対の辺と平行であるとき、最も基板１２２を有効活用することができる。これにより、液体吐出ヘッドの更なる小型化、コストの低減を図ることができる。

（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成する液体吐出ヘッド用基板１００４の上面図（供給口１０８不図示）である。第２の実施形態との違いは、基板２０１上において、トランジスタ１０３が、トランジスタ２０３とトランジスタ２０４に分割され、トランジスタ１０４がトランジスタ２０５とトランジスタ２０６に分割され、Ｘ方向にずれて配置される点である。本実施の形態では、トランジスタ２０３乃至２０６は、それぞれトランジスタで構成される。

具体的には、本実施の形態において、トランジスタ２０４はトランジスタ２０３に電気的に接続され、トランジスタ２０６はトランジスタ２０５に電気的に接続される。したがって、トランジスタ２０４は、トランジスタ２０３とヒータ１０２との間にあり、トランジスタ２０５は、トランジスタ２０６とヒータ１０２との間にある。

トランジスタ２０４のゲート電極、ソース領域、及びドレイン領域は、それぞれトランジスタ２０３のゲート電極、ソース領域、及びドレイン領域から延在する。また、トランジスタ２０５のゲート電極、ソース領域、及びドレイン領域は、それぞれトランジスタ２０６のゲート電極、ソース領域、及びドレイン領域から延在する。

基板２０１は、実施の形態２または３と同様、平面視において主たる４つの辺を有する形状とすることができ、例えば、基板２０１は、平行四辺形とすることができる。ここでは、第２の実施形態との相違点に関して説明を行い、第２の実施形態と同じ構成に関しては説明を省略する。

図８−１は、図７の拡大範囲２０７における、液体吐出ヘッド用基板１００４のヒータ１０２近傍の平面レイアウト図である。

図８−２は、図８−１に示す液体吐出ヘッド用基板１００４の一部の回路図である。トランジスタ２０３〜２０６は、ソース領域、ドレイン領域を有し、また、それぞれゲート２０８、２１１、２１４、及び２１７を有する。また、トランジスタ２０３〜２０６のソース領域は、それぞれ、ソース配線２０９、２１２、２１５、及び２１８に接続される。トランジスタ２０３〜２０６のドレイン領域は、それぞれドレイン配線２１０、２１３、２１６、及び２１９に接続される。

第１〜第３の実施形態と同様に、ソース領域及びドレイン領域は、それぞれソース配線及びドレイン配線と、間に他の配線を介して接続されていてもよい。

図８−１において、トランジスタ２０３は、トランジスタ２０４に対してＸ方向（第１の方向）にずれた位置に配置される。また、トランジスタ２０６は、トランジスタ２０５に対してＸ方向（第１の方向）にずれた位置に配置される。

ここで、トランジスタ２０３と２０４のソース領域及びドレイン領域は一続きであり、Ｙ方向に延在している領域が、トランジスタ２０３と２０４でＸ方向にずれている。同様に、トランジスタ２０５と２０６のソース領域及びドレイン領域は一続きであり、Ｙ方向に延在している領域が、トランジスタ２０５と２０６でＸ方向にずれている。

本実施の形態の液体吐出ヘッド用基板は、実施の形態１同様、駆動回路をヒータを挟んで分割配置する構成としている。よって、トランジスタ２０３のドレイン領域の、ヒータ１０２からの最遠端とヒータ１０２の間の電流経路の抵抗、及びトランジスタ２０６のドレイン領域の、ヒータ１０２からの最遠端とヒータ１０２の間の電流経路の抵抗を下げる事が出来る。このように、ヒータを間に挟んで駆動回路を分割配置する事で、液体吐出ヘッド用基板の小型化を達成することができる。また、駆動回路の効率を向上させた液体吐出ヘッド用基板を提供できる。

また、トランジスタ２０３は、トランジスタ２０４に対して、第１の方向（Ｘ方向）と反対方向にずれた位置に配置され、トランジスタ２０６は、トランジスタ２０５に対して、第１の方向（Ｘ方向）にすれて配置されている。これにより、実施の形態２、３と同様に、基板２０１のデッドスペースを削減し、基板２０１のスペースを有効活用することができる。これにより、液体吐出ヘッドの更なる小型化、コストの低減を図ることができる。

（第５の実施形態）
図９は、本発明の第５の実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成する液体吐出ヘッド用基板１００５の上面図である。第４の実施形態との違いは、基板２２０上に、トランジスタ２０３、トランジスタ２０４、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６が、Ｙ方向（第２の方向）と交差するＺ方向（第３の方向）において並んで配置される。

ここでは、第４の実施形態との相違点に関して説明を行い、第４の実施形態と同じ構成に関しては説明を省略する。基板２２０は、実施形態２乃至４と同様に、平面視において主たる４つの辺を有する形状とすることができ、例えば、基板２２０は、平行四辺形とすることができる。なお、平行四辺形を有する基板２２０の１対の辺がＸ方向と平行であるとき、Ｚ方向（第３の方向）は、Ｘ方向（第１の方向）と交差する方向である。また、Ｙ方向とＺ方向の角度（鋭角）は、Ｘ方向とＺ方向の角度（鋭角）より小さい。

図１０は、図９の拡大範囲２２１における、液体吐出ヘッド用基板１００５のヒータ１０２近傍の平面レイアウト図である。回路図は、図８−２と同一である。このような構成とすることによって、基板２２０のスペースを有効活用することができ、液体吐出ヘッド用基板の小型化を達成することができる。また、駆動回路の効率を向上させた液体吐出ヘッド用基板を提供できる。また、これにより、液体吐出ヘッドのコストの低減を図ることができる。

（第６の実施形態）
図１１は、本発明の第６の実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成する液体吐出ヘッド用基板１００６の一例の上面図である。第１の実施形態との違いは、基板３０１上に、複数のヒータ１０２を有するヒータ列が、Ｙ方向に２つ設けられている点である。第１のヒータ列（１行目のヒータ列）のヒータ１０２がトランジスタ３０３及びトランジスタ３０４に接続され、第２のヒータ列（２行目のヒータ列）のヒータ１０２がトランジスタ３０５及びトランジスタ３０６に接続される。

また、回路構成は、ＮＭＯＳトランジスタ及びＰＭＯＳトランジスタを有するソースフォロアである点も、実施の形態１と異なる。すなわち、第１のヒータ列のヒータの駆動回路は、ＮＭＯＳトランジスタであるトランジスタ３０３と、ＰＭＯＳトラジスタであるトランジスタ３０４を含む。また、第２のヒータ列のヒータの駆動回路は、ＰＭＯＳトランジスタであるトランジスタ３０５及びＮＭＯＳトランジスタであるトランジスタ３０６を含む。

ここでは、第１の実施形態との相違点に関して説明を行い、第１の実施形態と同じ構成に関しては説明を省略する。

図１２−１は、図１１の拡大範囲３０９における、液体吐出ヘッド用基板１００６のヒータ１０２近傍の平面レイアウト図である。

図１２−２は、図１２−１に示した液体吐出ヘッド用基板の一部の一例の回路図である。１行目のヒータ１０２及び第１のトランジスタ３０３は、第１の配線１０９及び第２の配線１１０の間の電気経路において直列に接続される。同様に、ヒータ１０２及び第２のトランジスタ３０４は、第１の配線１０９及び第２の配線１１０の間の電気経路において直列に接続される。ここでは、第１の配線１０９と第２の配線１１０の電気経路において、第１のトランジスタ３０３、ヒータ１０２、及び第２のトランジスタ３０４が直列に接続された例を示す。図１２−２に示すように、２行目のヒータ１０２についても、配線１０９と１１０において同様の接続関係を有する。

具体的には、配線１０９（ＶＨ）は、トランジスタ３０３のドレイン配線３１４とトランジスタ３０６のドレイン配線３２３に接続される。１行目のヒータ１０２は、トランジスタ３０３配線のソース配線３１３とトランジスタ３０４のソース配線３１６に接続される。ここでも、他の実施形態と同様に、各ソース領域、ドレイン領域とソース配線、ドレイン配線は、それぞれ直接接続されていても、他の配線を介して接続されていてもよい。また、ソース配線、ドレイン配線と配線１０９及び配線１１０は、直接接続されてもよいし、配線を介して接続されていてもよい。

２行目のヒータ１０２は、トランジスタ３０５のソース配線３１９とトランジスタ３０６のソース配線３２２に接続される。

トランジスタ３０４とトランジスタ３０５のそれぞれのドレイン配線３１７及び３２０は、配線１１０（ＧＮＤＨ）に接続される。トランジスタ３０３、トランジスタ３０４、トランジスタ３０５、及びトランジスタ３０６のそれぞれのゲート電極３１２、３１５、３１８、及び３２１は、不図示の制御回路に接続される。ここでは、配線１０９が接地電位より電位の高い電源に接続され、配線１１０が接地されている例を示すが、電位の高さは逆であってもよい。

図１２−１において、トランジスタ３０３とトランジスタ３０４は、Ｙ方向において、第１のヒータ列のヒータ１０２が間になるよう配置されている。ＮＭＯＮトランジスタとＰＭＯＳトランジスタが隣り合うように形成しようとすると、一方のトランジスタからもう一方のトランジスタへ電流が流れる、所謂パンチスルーが起きる可能性がある。そのため、パンチスルーが起きるのを防ぐために、ＮＭＯＳトランジスタとＰＭＯＳトランジスタを距離をとって形成する必要があり、駆動回路の専有面積が大きくなる。

一方、本実施形態のように、ＮＭＯＳトランジスタであるトランジスタ３０３とＰＭＯＳトランジスタであるトランジスタ３０４を、第２の方向において、ヒータを挟んで配置する構成とすることで、パンチスルーを気にせず配置することができる。よって、液体吐出ヘッド用基板を小型化することができる。

同様に、トランジスタ３０６とトランジスタ３０５も、Ｙ方向において第２のヒータ列のヒータ１０２を間に挟んで配置される。よって、ＮＭＯＳトランジスタであるトランジスタ３０６とＰＭＯＳトランジスタであるトランジスタ３０５を、パンチスルーを考慮せずに配置することができるため、液体吐出ヘッド用基板の小型化を図ることができる。

また、ドレイン３１７とドレイン３２０を、同じ場所に在る共通の配線１１０（ＧＮＤＨ）へ接続する事によって、レイアウト面積を更に小さくする事が出来る。

このように、本実施の形態の液体吐出ヘッド用基板１００６では、第１の方向（Ｘ方向）に延在する第１のヒータ列、及び第２のヒータ列に対し、それぞれ、駆動回路を両側に分割配置する。これにより、片側に駆動回路を設ける場合に比べ、駆動回路のレイアウト面積を低減することができる。また、ヒータ列を２列設ける場合に、接地電位とする端子を２つのヒータ列で共通とすることで、更に液体吐出ヘッド用基板の小型化を図ることができる。

本実施の形態では、ヒーター１０２を挟むトランジスタ３０３と３０４の一方がＮＭＯＳトラジスタ、もう一方がＰＭＯＳトランジスタの例を示したが、本発明はこれに限定されず、トランジスタ３０３と３０４の導電型が同じであってもよい。

また、本実施の形態では、平面視において、トランジスタ３０３と３０４が第２の方向（Ｙ方向）に直線状に配置され、第１の方向と第２の方向が垂直な例を示す。しかし、本願構成はこれに限定されず、実施の形態２乃至５における、ヒータ１０２とトランジスタとの配置が適用されてもよい。

例えば、第２の実施形態と同様に、トランジスタ３０４が、トランジスタ３０３とに対してＸ方向（第１の方向）にずれて配置されていてもよい。また、第３の実施形態と同様に、トランジスタ３０３とトランジスタ３０４が、ヒータ１０２を中心として、Ｘ方向と垂直な方向から回転した配置として設けられていてもよい。第４の実施形態と同様に、トランジスタ３０３、３０４が、それぞれ２つのトランジスタに分割され、分割されたトランジスタが、Ｘ方向にずれて配置されていてもよく、更に第５の実施形態と同様に、ヒータ１０２を中心として回転した状態に配置されてもよい。

基板３０１は、実施形態２乃至６のいずれか１つと同様に、主たる４つの辺を有する形状とすることができ、例えば、基板３０１を平行四辺形とすることができる。

（第７の実施形態）
図１３は、本発明の第７の実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成する液体吐出ヘッド用基板１００７の上面図である。第１の実施形態との違いは、基板４０１上で、複数のヒータ１０２を有し、Ｘ方向に延在するヒータ列が２列になり、２列目のヒータ１０２がトランジスタ４０２とトランジスタ４０３に接続される点である。１列目のヒータ１０２のトランジスタ１０３及び１０４との接続は、実施の形態１と同様である。ここでは、第１の実施形態との相違点に関して説明を行い、第１の実施形態と同じ構成に関しては説明を省略する。

図１４−１は、図１３の拡大範囲４０４における、液体吐出ヘッド用基板１００７のヒータ１０２近傍の平面レイアウト図である。図１４−２は、図１４−１の２行目のヒータ１０２及びそれに接続されるトランジスタ４０３及びトランジスタ４０２の回路図である。

トランジスタ４０３とトランジスタ４０２はＮＭＯＳトランジスタで構成される。２列目のヒータ１０２は、一端が配線１０９（ＶＨ）に接続され、他端がトランジスタ４０３のドレイン配線４１０とトランジスタ４０２のドレイン配線４０７に接続される。トランジスタ４０３のソース配線４０９とトランジスタ４０２のソース配線４０６は、配線１１０（ＧＮＤＨ）に接続される。トランジスタ４０３のゲート電極４０８とトランジスタ４０２のゲート電極４０５は、同一の配線を介して不図示の制御回路に接続される。

図１４−１において、トランジスタ４０２及びトランジスタ４０３は、Ｙ方向（第２の方向）において、２列目のヒータ１０２がトランジスタ４０２とトランジスタ４０３の間に位置するよう配置される。よって、トランジスタ４０２のドレイン領域の２列目のヒータ１０２からの最遠端と該ヒータ１０２の間の電流経路、及びトランジスタ４０３のドレイン領域の該ヒータ１０２からの最遠端と該ヒータ１０２の間の電流経路の抵抗を下げる事が出来る。また、ソース１１５とソース４０６を、同じ場所に在る共通の配線１１０（ＧＮＤＨ）へ接続する事によって、レイアウト面積を小さくする事が出来る。

このように、Ｙ方向において、ヒータ１０２の両側に駆動回路を分割配置する事で、駆動回路の効率を向上させた絵規定吐出ヘッド用基板を提供できる。

（第８の実施形態）
図１５を用いて、上記液体吐出ヘッド用基板を記録装置に搭載した例について、インクジェット記録方式のものを例示して説明する。しかし、記録装置はこの形態には限定されず、例えば、溶融型や昇華型等の熱転写方式の記録装置についても同様である。記録装置は、例えば、記録機能のみを有するシングルファンクションプリンタであっても良いし、例えば、記録機能、ＦＡＸ機能、スキャナ機能等の複数の機能を有するマルチファンクションプリンタであっても良い。また、記録装置は、例えば、カラーフィルタ、電子デバイス、光学デバイス、微小構造物等を所定の記録方式で製造するための製造装置であっても良い。

「記録」は、記録媒体上に画像、模様、パターン、構造物等、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものを形成する場合だけでなく、媒体の加工を行う場合をも含みうる。「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、皮革等、記録剤を付することが可能なものをも含みうる。「記録剤」は、記録媒体に付されることにより、画像、模様、パターン等の形成又は記録媒体の加工に供されうるインク等の液体だけでなく、記録剤の処理（例えば、記録剤が含有する色剤の凝固又は不溶化）に供されうる液体をも含みうる。

図１５（ａ）は、液体吐出ヘッド８１０の外観を例示している。液体吐出ヘッド８１０は、液体吐出ヘッド８１１と、液体吐出ヘッド８１１に取り付けられたインクタンク８１２を備えうる。該液体吐出ヘッド８１０は、液体吐出ヘッド用基板と、該液体吐出ヘッド用基板に対向して設けられた複数のノズル１５３を有する。液体吐出ヘッド用基板としては、第１の実施の形態乃至第７の実施の形態のいずれかで説明した液体吐出ヘッド用基板を適用することができる。

インクタンク８１２は、液体吐出ヘッド８１１に供給するためのインクを保持する。インクタンク８１２と液体吐出ヘッド８１１とは、例えば破線Ｋで分離することができ、インクタンク８１２を交換することができる。

液体吐出ヘッド８１０は、キャリッジ９２０（図１５（ｂ））からの電気信号を受け取るための電気的コンタクト（不図示）を備えており、当該電気信号にしたがってインクを吐出して上述の記録を行う。インクタンク８１２は、例えば繊維質状又は多孔質状のインク保持材（不図示）を有しており、当該インク保持材によってインクを保持しうる。

図１５（ｂ）は、記録装置９００の鳥瞰図を示している。液体吐出ヘッド８１０は、図１５（ａ）に一部を示した液体吐出ヘッドであり、インクタンク（記録剤容器）と共に、キャリッジ９２０の上に搭載されうる。キャリッジ９２０は、螺旋溝９２１を有するリードスクリュー９０４に取り付けられうる。リードスクリュー９０４の回転により、液体吐出ヘッド８１０は、キャリッジ９２０と共にガイド９１９に沿って矢印ａ又はｂ方向に移動しうる。リードスクリュー９０４の回転は、駆動力伝達ギア９０２及び９０３を介して、駆動モータ９０１の回転に連動する。

記録用紙Ｐは、搬送部（不図示）によってプラテン９０６の上に搬送されうる。紙押え板９０５は、キャリッジ移動方向に沿って、記録用紙Ｐをプラテン９０６に対して押えうる。記録装置９００は、フォトカプラ９０７及び９０８を介して、キャリッジ９２０に設けられたレバー９０９の位置を確認し、駆動モータ９０１の回転方向の切換等を行いうる。支持部材９１０は、液体吐出ヘッド８１０の各ノズルをキャッピングするキャップ部材９１１を支持しうる。吸引手段９１２は、キャップ部材９１１の内部を吸引し、キャップ内開口９１３を介して液体吐出ヘッド８１０の吸引回復処理を為しうる。

クリーニングブレード９１４には、周知のクリーニングブレードが用いられ、移動部材９１５がクリーニングブレード９１４を前後方向に移動させうる。本体支持板９１６は、移動部材９１５及びクリーニングブレード９１４を支持しうる。レバー９１７は、吸引回復処理を開始するために設けられうる。

キャリッジ９２０と係合するカム９１８の移動に伴って、レバー９１７が移動する。駆動モータ９０１からの駆動力はクラッチ切換等の公知の伝達手段によって制御されうる。記録装置９００には記録制御部（不図示）が設けられ、記録装置９００は、外部からの記録データ等の電気信号に従って、各機構のそれぞれの駆動を制御しうる。記録装置９００は、液体吐出ヘッド８１０の往復移動と、搬送部（不図示）による記録用紙Ｐの搬送とを繰り返し、記録用紙Ｐへの記録を完成させうる。

また、上記記録装置は、３Ｄデータを有し、３次元の像を形成する装置としても用いることができる。

（その他の実施形態）
実施形態１、２、３、４、５、７では、ヒータ１０２と接地電位の配線１１０（ＧＮＤＨ）間にＮＭＯＳトランジスタを入れたソース接地の構成で示したが、本発明の液体吐出ヘッド用基板の駆動回路は、この構成に限定されない。例えば、ヒータ１０２と配線１０９（ＶＨ）間にＰＭＯＳトランジスタ（ソースを電源に接続される配線１０９に、ドレインをヒータ１０２に接続）を配置するソース接地の構成としても良い。

実施形態１，２、３、４、５、７では、ヒータ１０２と配線１１０間にＮＭＯＳトランジスタを入れたソース接地の構成で示したが、ＮＭＯＳトランジスタを用いたソースフォロア（ドレインを配線１０９、ソースをヒータ１０２に接続）としても良い。

実施形態６では、ヒータ１０２をＮＭＯＳトランジスタとＰＭＯＳトランジスタのソースフォロア接続としたが、ソース接地（ＰＭＯＳソースを配線１０９、ＰＭＯＳとＮＭＯＳのドレインをヒータ１０２、ＮＭＯＳソースを配線１１０）とした構成でも良い。

実施形態６では、ヒータ１０２を２列としたが、１列でも３列以上でも良い。

実施形態２、３、４、５では、ヒータ１０２を１列としたが、実施形態１の２列版の実施形態６と同様に、２列でも良く、３列以上でも良い。

実施形態４、５では、トランジスタ２０３とトランジスタ２０４、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６のように、それぞれ２分割したが、片側のみ分割しても良いし、３以上に分割しても良いし、分割数が異なっても良い。

実施形態１、２、３、４、５、６、７におけるトランジスタは、形状が異なっても良いし、トランジスタで構成されても良い。

実施形態６において、実施形態１が実施形態２、３、４、５の様に展開されたように、Ｘ１０５方向に移動させて配置したり、Ｙ１０６方向に回転したり、分割しても良い。

１０１ 基板
１０２ ヒータ
１０３ 第１のトランジスタ
１０４ 第２のトランジスタ
１０９ 第１の配線
１１０ 第２の配線

Claims (17)

1. 平面視において、第１の方向に沿って配置された複数のヒータを有する第１のヒータ列と、
   前記複数のヒータのうちの１つのヒータに電流を供給する第１のトランジスタ及び第２のトランジスタと、を有し、
   前記１つのヒータ及び前記第１のトランジスタは、第１の電位が供給される第１の配線と、前記第１の電位と異なる第２の電位が供給される第２の配線との間の電気経路において、直列に接続され、
   前記１つのヒータ及び前記第２のトランジスタは、前記第１の配線と前記第２の配線との間の電気経路において、直列に接続され、
   前記平面視において、前記１つのヒータは、前記第１の方向に交差する第２の方向で、前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタの間に配置されている液体吐出ヘッド用基板。
2. 前記第１の配線と前記第２の配線の間の電気経路において、前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタは並列に接続されてい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。
3. 前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタの導電型が同じである請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド用基板。
4. 前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタはＮＭＯＳトランジスタである請求項３に記載の液体吐出ヘッド用基板。
5. 前記第１の配線と前記第２の配線の間の電気経路において、前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタは直列に接続されてい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。
6. 前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタの導電型が異なることを特徴とする請求項１または５に記載の液体吐出ヘッド用基板。
7. 前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは、それぞれ、ゲート電極、ソース領域、ドレイン領域、及び前記ゲート電極と重なる活性領域と、を有し、チャネル幅方向が前記第２の方向である請求項１乃至６のいずれか１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、一対の平行な辺を含む、４つの主な辺を有する形状を有し、
   前記平行な一対の辺の一方と他の２辺のうちの１辺が成す角が鋭角であり、前記一対の辺の一方と他の２辺のうちの他方の辺が成す角が鈍角となる、
   または、前記平行な一対の辺の一方を延長した線と他の２辺のうちの１辺を延長した線が成す角が鋭角であり、前記一対の辺の一方を延長した線と前記他の２辺のうちの他方の辺を延長した線が成す角が鈍角となる形状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
9. 前記第２の方向は前記第１の方向に垂直な方向である請求項８に記載の液体吐出ヘッド用基板。
10. 前記第２の方向は、前記第１の方向に対し垂直ではない請求項８に記載の液体吐出ヘッド用基板。
11. 前記第２のトランジスタは、前記第１のトランジスタに対して前記第１の方向にずれて配置されている請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
12. 前記平面視において、前記第１の方向に沿って、複数の供給口を有する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
13. 前記複数の供給口のうちの１つは、前記平面視における前記第２の方向において、前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタの間にある請求項１２に記載の液体吐出ヘッド用基板。
14. 前記第１のトランジスタに接続された第３のトランジスタと、
    前記第２のトランジスタに接続された第４のトランジスタと、を有し、
    前記第２の方向において、前記第１のトランジスタ、前記１つのヒータ、及び前記第２のトランジスタは、前記第３のトランジスタ及び前記第４のトランジスタの間に配置されている請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
15. 前記第１の方向に並んで配置された複数のヒータを有する第２のヒータ列と、
    前記複数のヒータのうちの１つのヒータを駆動する第５のトランジスタと、
    前記１つのヒータを駆動する第６のトランジスタと、を有し、
    前記第１の方向に交差する第２の方向において、前記１つのヒータは、前記第５のトランジスタ及び前記第６のトランジスタの間に配置され、
    前記第１のヒータ列と前記第２のヒータ列は、前記第２の方向において並んで配置されている請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
16. 複数のノズルと、
    前記複数のノズルに対向する請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板と、
    を有する液体吐出ヘッド。
17. 請求項１６に記載の液体吐出ヘッドと、
    前記液体吐出ヘッドに取り付けられたインクタンクと、
    を有する記録装置。

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