JPH08216411A - Thermal head substrate for thermal ink jetting and driving method thereof - Google Patents

Thermal head substrate for thermal ink jetting and driving method thereof

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Publication number
JPH08216411A
JPH08216411A JP2548595A JP2548595A JPH08216411A JP H08216411 A JPH08216411 A JP H08216411A JP 2548595 A JP2548595 A JP 2548595A JP 2548595 A JP2548595 A JP 2548595A JP H08216411 A JPH08216411 A JP H08216411A
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JP
Japan
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layer
heating element
thermal
liquid
driving
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Application number
JP2548595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryosuke Uematsu
良介 上松
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08216411A publication Critical patent/JPH08216411A/en
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Abstract

PURPOSE: To reduce occupying areas of elements and reduce the cost by connecting heating bodies of a first layer of a two-layer heating body of a plurality of ink discharge channels to one or more of common electrodes respectively, and connecting heating bodies of a second layer in a state independently driven respectively. CONSTITUTION: Heating bodies 2a-2x of a first layer are connected to first layer heating body common electrodes A4 and B5 in parallel. The common electrode A4 is connected to a driver at the outside of a thermal head substrate 1. The common electrode B5 is connected to a driving power source through a stabilizing resistance at the outside of the substrate 1. A second layer heating body common electrode 7 is connected to the driving power source through the stabilizing resistance at the outside of the substrate 1. Accordingly, the heating bodies 2a-2x of the first layer of a plurality of ink discharge channels are driven regardless of whether a liquid is to be discharged or not and only heating bodies 3a-3x of the second layer relating to a channel which lets out the liquid of the heating bodies of the second layer are driven. Thus, ink discharge can be controlled by energy control of smaller heating bodies.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、サーマルインクジェッ
ト用サーマルヘッド基板およびその駆動方法に関し、例
えば、液体を熱エネルギ−の作用によってオリフィスか
ら吐出させて記録を行う、サーマルインクジェット用サ
ーマルヘッド基板およびその駆動方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal ink jet thermal head substrate and a method for driving the thermal ink jet substrate. For example, a thermal ink jet thermal head substrate for ejecting liquid from an orifice by the action of thermal energy for recording and a thermal ink jet thermal head substrate. It relates to a driving method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ノンインパクト記録方法は、記録
時における騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さい
という点において、特に関心を集めている。その中で、
高速記録が可能であり、しかも普通紙に特別の定着処理
を必要とせず記録の行えるインクジェット記録法は極め
て有力な記録法であって、これまでに様々な方式が提案
されている。インクジェット記録方法は、インクと称さ
れる記録液体の小滴を飛翔させ、記録部材に付着させて
記録を行うものである。この記録液体の小滴の発生方法
により、いくつかの方法に分類される。
2. Description of the Related Art Conventionally, non-impact recording methods have been of particular interest in that noise during recording is extremely small to a negligible extent. inside that,
The inkjet recording method, which enables high-speed recording and can perform recording without requiring a special fixing process on plain paper, is an extremely effective recording method, and various methods have been proposed so far. The inkjet recording method is one in which a small droplet of a recording liquid called ink is ejected and adhered to a recording member to perform recording. The recording liquid is classified into several methods according to the generation method thereof.

【0003】いわゆるバブルジェット記録方式は、発熱
体により熱作用部のインクを急激に加熱、気化させ、発
生した気泡の圧力によりインクの小滴をオリフィスから
吐出させる方式である。発生した気泡は、周囲のインク
によって冷却され、気泡内のインクの蒸気が凝縮して液
体に戻るため、ついには消滅する。吐出により消費され
たインクは、オリフィス内に後退したインクメカニズム
に働くインクの毛細管力により、インク流路を通じ、イ
ンク溜りから補給される。
The so-called bubble jet recording method is a method in which ink in a heat acting portion is rapidly heated and vaporized by a heating element, and a small droplet of ink is ejected from an orifice by the pressure of bubbles generated. The generated air bubbles are cooled by the surrounding ink, and the vapor of the ink in the air bubbles condenses and returns to the liquid, so that they disappear at last. The ink consumed by the ejection is replenished from the ink reservoir through the ink flow path by the capillary force of the ink that acts on the ink mechanism retracted into the orifice.

【0004】本発明の技術分野に関連する公開公報例を
以下に列挙する。特開平4−369544号公報は、共
通の圧力発生部材を用いても選択的にインク吐出を可能
としている。
Listed below are examples of publications related to the technical field of the present invention. In Japanese Patent Laid-Open No. 4-369544, ink can be selectively ejected using a common pressure generating member.

【0005】特開平2−217253号公報は、吐出ヒ
ータチップとドライバとを容易に分離可能とし、ローコ
ストで使い捨て可能な記録ヘッドを備えると共に、記録
態様を多様化することが可能なインクジェット記録装置
を提供することを目的としている。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-217253 discloses an ink jet recording apparatus in which a discharge heater chip and a driver can be easily separated, a low-cost disposable recording head is provided, and recording modes can be diversified. It is intended to be provided.

【0006】特開昭61−266253号公報は、高密
度化とマルチノズル化により印字速度をアップし、高印
字品質の熱インクジェットプリンタの駆動方法を提供す
ることを目的としている。
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 61-266253 aims to provide a method of driving a thermal ink jet printer having high printing quality by increasing the printing speed by increasing the density and using multiple nozzles.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】高速に記録を行うため
の一つの方法は、オリフィスから吐出されるインク滴の
吐出周波数を高めることであるが、このためには吐出に
より消費されたインクをオリフィス部に高速に補給する
必要がある。しかし、インクのオリフィス部ヘの補給は
インクメニスカス部の表面張力により行なわれるため、
高速化には限界がある。このため、他の方策として、プ
リントヘッドに組み込む吐出チャネル数、いわゆるノズ
ル数を増やすことが行なわれている。
One method for performing high-speed recording is to increase the ejection frequency of ink droplets ejected from the orifice. For this purpose, the ink consumed by ejection is ejected from the orifice. It is necessary to replenish the parts at high speed. However, replenishment of ink to the orifice portion is performed by the surface tension of the ink meniscus portion,
There is a limit to speeding up. Therefore, as another measure, the number of ejection channels incorporated in the print head, that is, the number of so-called nozzles has been increased.

【0008】ノズル数が少ない場合、例えば50ノズル
以下の場合には、各ノズルにそれぞれ一個のドライバを
有することが多い。しかしノズル数が多い場合、例えば
50ノズルを超える場合には、各ノズルにそれぞれ1個
のドライバを割当てるのは、コスト的に割高になる。ま
た特にディスポーザブルタイプカートリッジの場合に
は、電気的接続用コンタクト数が多くなり、信頼性が落
ちるのみならず、そもそもコンタクトを配置する場所す
ら無いという状態になってしまう。このため、ヒーター
をいくつかのグループに分け、いわゆるマトリクス接続
として必要ドライバ数や、コンタクト数を少なくする方
法が採られている。
When the number of nozzles is small, for example 50 or less, each nozzle often has one driver. However, when the number of nozzles is large, for example, when the number of nozzles exceeds 50, it is costly to allocate one driver to each nozzle. Further, particularly in the case of a disposable type cartridge, the number of contacts for electrical connection increases, which not only reduces reliability, but also places the contacts in the first place. Therefore, a method is adopted in which the heaters are divided into several groups and the required number of drivers and the number of contacts are reduced by so-called matrix connection.

【0009】マトリクス接続を行う場合には、電流の迂
回による他のヒーターの副次的駆動を避けるため、それ
ぞれのヒーターに逆流防止用のダイオードが必要であ
る。一般的に、サーマルインクジェットの基板には、熱
伝導性が良く、平面度にも優れるシリコンウエハが用い
られているため、この基板上に、逆流防止用ダイオード
や、更にはドライバ用トランジスタを同時に作り込むこ
とが行なわれる。
When the matrix connection is performed, a backflow prevention diode is required for each heater in order to avoid secondary driving of other heaters by bypassing the current. In general, the thermal ink jet substrate uses a silicon wafer that has good thermal conductivity and excellent flatness. Therefore, a backflow prevention diode and a driver transistor are simultaneously formed on this substrate. Crowding is done.

【0010】サーマルインクジェットは、その原理上イ
ンクを急激に加熱する必要があり、その発熱仕事率は、
概略1kW/mm2以上にもなる。例えば、300dp
i用のヘッドの場合、薄膜の抵抗体のサイズは約60μ
m×60μm程度、その抵抗値は、23Ω程度であるの
で、電流値は約400mAにも達する。400mAの電
流を扱い得るダイオードの面積は、104μm2以上も必
要とし、これは、ヒーターそのものの面積よりも大き
い。一方シリコンプロセスは、ウエハ単位で行なわれる
ため、ヘッドに用いるサーマルヘッド基板のコストは、
1ウエハ当りの基板取り数と歩留まりで決まる。そのた
め、ダイオード部が大きな面積を占めるというのは、基
板取り数が減ることを意味し、コストが高くなってしま
うという問題を伴う。
In principle, the thermal ink jet requires rapid heating of the ink, and its heat generation rate is
It is approximately 1 kW / mm 2 or more. For example, 300 dp
In the case of the head for i, the size of the thin film resistor is about 60μ.
m × 60 μm, and its resistance value is about 23Ω, so that the current value reaches about 400 mA. The area of the diode capable of handling a current of 400 mA requires 10 4 μm 2 or more, which is larger than the area of the heater itself. On the other hand, since the silicon process is performed on a wafer-by-wafer basis, the cost of the thermal head substrate used for the head is
It is determined by the number of substrates taken per wafer and the yield. Therefore, the fact that the diode portion occupies a large area means that the number of substrates to be taken is reduced, and there is a problem that the cost becomes high.

【0011】本発明は、低コストのサーマルインクジェ
ット用サーマルヘッド基板およびその駆動方法を提供す
ることを目的とする。
An object of the present invention is to provide a low cost thermal head substrate for a thermal ink jet and a driving method thereof.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明のサーマルインクジェット用サーマルヘッド
基板は、発熱体が形成され発熱体の生成する熱エネルギ
ーの作用によって液体をオリフィスから吐出させ、記録
を行うインクジェットプリントヘッドに用いられるサー
マルインクジェット用サーマルヘッド基板であり、複数
のインク吐出チャネルのそれぞれのインク吐出チャネル
毎に2層構造の発熱体が形成され、2層構造の発熱体の
第1層の発熱体は、第1層の発熱体がそれぞれ1以上の
共通の電極に接続され、2層構造の発熱体の第2層の発
熱体は、第2層の発熱体がそれぞれ独立した駆動状態に
接続され構成されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the thermal ink jet thermal head substrate of the present invention has a heating element formed therein, and a liquid is ejected from an orifice by the action of thermal energy generated by the heating element to record. A thermal head substrate for a thermal inkjet used in an inkjet print head for carrying out the above, wherein a heating element having a two-layer structure is formed for each ink ejection channel of a plurality of ink ejection channels, and a first layer of the heating element having a two-layer structure is formed. The heating element of the first layer is connected to one or more common electrodes, and the heating element of the second layer of the heating element of the two-layer structure is driven independently of the heating element of the second layer. It is characterized in that it is connected to and configured.

【0013】また、第2層の発熱体は、マトリクスに構
成するとよい。
The second layer heating element may be formed in a matrix.

【0014】本発明のサーマルインクジェット用サーマ
ルヘッド基板の駆動方法は、発熱体が形成され発熱体の
生成する熱エネルギーの作用によって液体をオリフィス
から吐出させ記録を行う、サーマルインクジェット用サ
ーマルヘッド基板の駆動方法であり、複数のインク吐出
チャネルのそれぞれのインク吐出チャネル毎に形成され
た2層構造の発熱体の内の第1層の発熱体を、液体を吐
出させるか否かに関係なく駆動する第1層の発熱体駆動
工程と、2層構造の発熱体の内の第2層の発熱体の液体
を吐出させるチャネルに係る第2層の発熱体のみを駆動
する第2層の発熱体駆動工程とを有し、液体の吐出に必
要なエネルギ−より小さいエネルギ−の第1層の発熱体
駆動工程と、液体の吐出に必要なエネルギ−より小さい
エネルギ−の第2層の発熱体駆動工程とで、液体の吐出
に必要なエネルギ−より大きなエネルギ−を生成するこ
とにより、液体をオリフィスから吐出させ記録を行うこ
とを特徴とする。
A method of driving a thermal ink jet thermal head substrate according to the present invention is a method of driving a thermal ink jet thermal head substrate in which a heating element is formed and liquid is discharged from an orifice by the action of thermal energy generated by the heating element to perform recording. A method of driving a heating element of a first layer among heating elements of a two-layer structure formed for each ink ejection channel of a plurality of ink ejection channels, regardless of whether or not liquid is ejected. One-layer heating element driving step and second-layer heating element driving step of driving only the second-layer heating element related to the channel for discharging the liquid of the second-layer heating element in the two-layer heating element And a step of driving the heating element of the first layer, which has an energy smaller than the energy required for ejecting the liquid, and a second energy lower than the energy required for ejecting the liquid. In the heating element driving step, the energy required for ejection of the liquid - greater energy - by generating, and performs recording by ejecting liquid from the orifice.

【0015】また、第1層の発熱体駆動工程は液体の吐
出に必要なエネルギ−の略1/2のエネルギ−を生成
し、第2層の発熱体駆動工程は液体の吐出に必要なエネ
ルギ−の略1/2のエネルギ−を生成するとよい。
The heating element driving step for the first layer produces energy which is approximately 1/2 of the energy required for ejecting the liquid, and the heating element driving step for the second layer produces the energy required for ejecting the liquid. It is good to generate the energy of about 1/2 of −.

【0016】[0016]

【作用】したがって、本発明のサーマルインクジェット
用サーマルヘッド基板およびその駆動方法によれば、複
数のインク吐出チャネルのそれぞれのインク吐出チャネ
ル毎に2層構造の発熱体が形成され、2層構造の発熱体
の第1層の発熱体は、それぞれ1以上の共通の電極に接
続され、2層構造の発熱体の第2層の発熱体は、それぞ
れ独立した駆動状態に接続され構成される。よって、複
数のインク吐出チャネルのそれぞれのインク吐出チャネ
ル毎に形成された2層構造の発熱体の内の第1層の発熱
体を、液体を吐出させるか否かに関係なく駆動し、ま
た、2層構造の発熱体の内の第2層の発熱体の液体を吐
出させるチャネルに係る第2層の発熱体のみを駆動す
る。これらの液体の吐出に必要なエネルギ−より小さい
エネルギ−の第1層の発熱体駆動と、液体の吐出に必要
なエネルギ−より小さいエネルギ−の第2層の発熱体駆
動とで、液体の吐出に必要なエネルギ−より大きなエネ
ルギ−が生成される。
Therefore, according to the thermal head substrate for thermal ink jet of the present invention and the driving method thereof, the heating element having the two-layer structure is formed for each ink ejection channel of the plurality of ink ejection channels, and the heat generation of the two-layer structure is performed. The heating elements of the first layer of the body are connected to one or more common electrodes, respectively, and the heating elements of the second layer of the heating element of the two-layer structure are connected to independent driving states. Therefore, the heating element of the first layer of the heating elements of the two-layer structure formed for each ink ejection channel of the plurality of ink ejection channels is driven regardless of whether or not the liquid is ejected, and Among the heating elements having a two-layer structure, only the heating element of the second layer that drives the liquid of the heating element of the second layer is driven. Ejection of the liquid is performed by driving the heating element of the first layer with energy lower than the energy required for ejecting the liquid and driving the heating element of the second layer with energy lower than the energy required for ejecting the liquid. Energy is generated which is greater than the energy required for.

【0017】[0017]

【実施例】次に添付図面を参照して本発明によるサーマ
ルインクジェット用サーマルヘッド基板およびその駆動
方法の実施例を詳細に説明する。図1〜図4を参照する
と、本発明のサーマルインクジェット用サーマルヘッド
基板およびその駆動方法の実施例が示されている。
Embodiments of the thermal ink jet thermal head substrate and its driving method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 4, there are shown an embodiment of a thermal head substrate for thermal inkjet and a driving method thereof according to the present invention.

【0018】図1において示された本実施例のサーマル
インクジェット用サーマルヘッド基板1は、第1層の発
熱体2a〜2x、第2層の発熱体3a〜3x、第1層発
熱体共通電極A4並びに第1層発熱体共通電極B5、第
2層発熱体個別電極6a〜6xおよび第2層発熱体共通
電極7により構成される。また、第1層の発熱体2a〜
2xおよび第2層の発熱体3a〜3xは、相互に積層さ
れて形成されている。
In the thermal ink jet thermal head substrate 1 of the present embodiment shown in FIG. 1, the first layer heating elements 2a to 2x, the second layer heating elements 3a to 3x, and the first layer heating element common electrode A4. In addition, the first layer heating element common electrode B5, the second layer heating element individual electrodes 6a to 6x, and the second layer heating element common electrode 7 are included. In addition, the first layer heating elements 2a to
2x and the heating elements 3a to 3x of the second layer are formed by being laminated on each other.

【0019】各構成部の接続関係において、全ての第1
層の発熱体2a〜2xは、一方が第1層発熱体共通電極
A4、および他方が第1層発熱体共通電極B5に接続さ
れ電気的導通が取られている。第1層発熱体上部に形成
された第2層発熱体3a〜3xの1端は、全て同一の第
2層発熱体共通電極7に接続され、第2層発熱体3a〜
3xの他端は、第2層発熱体個別電極6a〜6xに接続
されている。これらの接続関係は大局的に図2において
示されている。
In the connection relation of each component, all the first
One of the layer heating elements 2a to 2x is connected to the first layer heating element common electrode A4 and the other is connected to the first layer heating element common electrode B5 to establish electrical conduction. One ends of the second layer heating elements 3a to 3x formed on the first layer heating element are all connected to the same second layer heating element common electrode 7, and the second layer heating elements 3a to 3x are connected.
The other end of 3x is connected to the second layer heating element individual electrodes 6a to 6x. These connection relationships are generally shown in FIG.

【0020】図2は、サーマルヘッド基板1とこのサー
マルヘッド基板1の駆動回路部との接続関係を表した回
路図である。図2において、第1層の発熱体2a〜2x
は、第1層発熱体共通電極A4および第1層発熱体共通
電極B5とで、並列接続に構成されている。並列接続と
された第1層発熱体共通電極A4は、サーマルヘッド基
板1外のドライバ22に接続されている。また、第1層
発熱体共通電極B5は、サーマルヘッド基板1外の安定
化抵抗12を介して駆動電源Vdに接続されている。第
2層発熱体共通電極7は、サーマルヘッド基板1外の安
定化抵抗13を介して駆動電源Vdと接続されている。
2つの安定化抵抗12、13の接続された駆動電源端子
側は、ドライバ93、94のコレクタ端子と接続され、
駆動電源Vdの印加が制御可能とされる。また、第2層
発熱体3a〜3xの他端と接続された第2層発熱体個別
電極6a〜6xは、それぞれサーマルヘッド基板1上に
形成されたダイオード16a〜16xを介し、サーマル
ヘッド基板1外のドライバ100a〜100xに接続さ
れている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the connection relationship between the thermal head substrate 1 and the drive circuit section of the thermal head substrate 1. In FIG. 2, the first layer heating elements 2a to 2x
Are configured to be connected in parallel with the first layer heating element common electrode A4 and the first layer heating element common electrode B5. The first-layer heating element common electrode A4 connected in parallel is connected to the driver 22 outside the thermal head substrate 1. The first-layer heating element common electrode B5 is connected to the driving power supply Vd via the stabilizing resistor 12 outside the thermal head substrate 1. The second layer heating element common electrode 7 is connected to the driving power supply Vd via the stabilizing resistor 13 outside the thermal head substrate 1.
The drive power supply terminal side to which the two stabilizing resistors 12 and 13 are connected is connected to the collector terminals of the drivers 93 and 94,
The application of the driving power supply Vd can be controlled. Further, the second layer heating element individual electrodes 6a to 6x connected to the other ends of the second layer heating elements 3a to 3x respectively pass through the diodes 16a to 16x formed on the thermal head substrate 1 and the thermal head substrate 1 It is connected to the outside drivers 100a to 100x.

【0021】図2には、図1に示されていなかったダイ
オード16、116、ドライバ93、94、99、10
0、122、193、194、安定化抵抗12、13、
112、113、電源Vdを示すと共に、発熱体群2a
〜2x、3a〜3xと異なる発熱体群102a〜102
x、103a〜103xも示している。第2層発熱体1
03a〜103xは、それぞれダイオード116a〜1
16xを介し、ドライバ100a〜100xと接続され
ており、第2層発熱体はいわゆるマトリクス接続されて
いる。第1層発熱体、第2層発熱体ともサイズは約60
μm×60μmで、抵抗値が約25Ω、安定化抵抗が約
25Ω、電源電圧Vd=約14Vである。ドライバオン
時には、発熱体には約280mAの電流が流れる。
In FIG. 2, diodes 16, 116, drivers 93, 94, 99, 10 not shown in FIG. 1 are shown.
0, 122, 193, 194, stabilizing resistors 12, 13,
112, 113, the power source Vd, and the heating element group 2a
-2x, 3a-3x different heating element groups 102a-102
x, 103a to 103x are also shown. Second layer heating element 1
03a to 103x are diodes 116a to 1 respectively.
It is connected to the drivers 100a to 100x through 16x, and the second layer heating elements are so-called matrix-connected. The size of both the first layer heating element and the second layer heating element is about 60.
The size is μm × 60 μm, the resistance value is about 25Ω, the stabilizing resistance is about 25Ω, and the power supply voltage Vd = about 14V. When the driver is turned on, a current of about 280 mA flows through the heating element.

【0022】次に、本実施例の動作について、図面を見
ながら説明する。図3に示されるパタ−ンを記録する場
合の、図2の端子に与えられる駆動信号94、194、
101a〜101x、99、199の駆動のタイミング
を図4に示す。信号900は、印字の基本クロックを示
している。駆動信号94、194は、実際にインクを吐
出させる、させないに関らず、印字の基本クロックに合
せて常にオンになる。しかし、第1発熱体が発生する熱
は約500W/mm2で、インク吐出に必要な熱エネル
ギ−の略1/2であり、これのみではインク吐出には到
らない。駆動信号101a〜101x、99、199は
マトリクスを形成し、記録を行うべき第2層発熱体のみ
駆動される。この場合も、第2層発熱体のみではインク
吐出に十分な熱エネルギ−の発生はないが、第2層発熱
体駆動と同期して第1層発熱体も発熱しているため、発
生エネルギ−は重畳され、結果としてインク吐出に必要
なエネルギ−が供給される。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the drawings. When recording the pattern shown in FIG. 3, drive signals 94, 194 supplied to the terminals of FIG.
The driving timing of 101a to 101x, 99, and 199 is shown in FIG. The signal 900 indicates the basic clock for printing. The drive signals 94 and 194 are always turned on in synchronization with the basic clock for printing regardless of whether or not ink is actually ejected. However, the heat generated by the first heating element is about 500 W / mm 2, which is about half the heat energy required for ink ejection, and this alone does not lead to ink ejection. The drive signals 101a to 101x, 99, and 199 form a matrix, and only the second layer heating element to be recorded is driven. Also in this case, the second layer heating element alone does not generate sufficient thermal energy for ejecting ink, but since the first layer heating element also generates heat in synchronization with the driving of the second layer heating element, the generated energy Are superimposed, and as a result, the energy required for ink ejection is supplied.

【0023】以上説明したように本発明は、各発熱体部
を2層構造としている。1層は、複数あるいは全部の発
熱体が、複数あるいは1つの共通の電極に接続され、他
の1層は、各発熱部がダイオード、あるいはトランジス
タを介して、個別にマトリクス駆動可能とする。共通の
電極に接続された発熱体は、それらのチャネルを吐出さ
せる、させないに関係なく決められた駆動タイミング
に、吐出に必要なエネルギ−の略1/2で駆動する。吐
出させるチャネルについてのみ、個別の発熱層も同時に
吐出に必要なエネルギ−の略1/2で駆動することによ
り、サーマルヘッド基板上に形成するダイオード、ある
いはトランジスタのサイズを小さくできる。このため、
サーマルヘッド基板そのもののサイズを小さくできる。
言い換えるとコストを下げることができるという効果が
ある。
As described above, according to the present invention, each heating element has a two-layer structure. In one layer, a plurality or all of the heating elements are connected to a plurality of or one common electrode, and in the other one layer, each heating portion can be individually matrix-driven via a diode or a transistor. The heating element connected to the common electrode is driven with approximately ½ of the energy required for ejection at a drive timing determined regardless of whether or not those channels are ejected. The size of the diode or the transistor formed on the thermal head substrate can be reduced by driving the individual heat generating layers for only the channels to be ejected at the same time with about 1/2 of the energy required for ejection. For this reason,
The size of the thermal head substrate itself can be reduced.
In other words, there is an effect that the cost can be reduced.

【0024】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるが本発明はこれに限定されるものではなく
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可
能である。
The above embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
サーマルインクジェット用サーマルヘッド基板およびそ
の駆動方法は、複数のインク吐出チャネルのそれぞれの
インク吐出チャネル毎に2層構造の発熱体が形成され
る。第1層の発熱体はそれぞれ1以上の共通の電極に接
続され、第2層の発熱体はそれぞれ独立した駆動状態に
構成される。よって、複数のインク吐出チャネルの第1
層の発熱体を、液体を吐出させるか否かに関係なく駆動
し、また、第2層の発熱体の液体を吐出させるチャネル
に係る第2層の発熱体のみを駆動する。これらの液体の
吐出に必要なエネルギ−より小さいエネルギ−の第1層
の発熱体の駆動と第2層の発熱体の駆動とで、液体の吐
出に係るチャネルでは必要なエネルギ−より大きなエネ
ルギ−が生成される。この2層の発熱体による分離した
駆動により、より小さい発熱体のエネルギ−の制御によ
りインク吐出の制御が可能となる。
As is apparent from the above description, in the thermal head substrate for thermal ink jet of the present invention and the driving method thereof, a heating element having a two-layer structure is formed for each ink ejection channel of a plurality of ink ejection channels. To be done. The heating elements of the first layer are connected to one or more common electrodes, and the heating elements of the second layer are configured to be driven independently. Thus, the first of the plurality of ink ejection channels
The heating element of the layer is driven regardless of whether or not the liquid is discharged, and only the heating element of the second layer related to the channel of the heating element of the second layer that discharges the liquid is driven. The driving of the heating element of the first layer and the driving of the heating element of the second layer with the energy smaller than the energy required for ejecting the liquid, the energy larger than the energy required for the channel relating to the liquid ejection. Is generated. By the separate driving by the two layers of heating elements, ink ejection can be controlled by controlling the energy of smaller heating elements.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のサーマルインクジェット用サーマルヘ
ッド基板の実施例を示す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a thermal head substrate for thermal inkjet according to the present invention.

【図2】図1のサーマルインクジェット用サーマルヘッ
ド基板および駆動回路部の回路構成例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration example of a thermal ink jet thermal head substrate and a drive circuit unit of FIG.

【図3】図1のサーマルインクジェット用サーマルヘッ
ド基板に基づく記録パタン例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a recording pattern based on the thermal head substrate for thermal inkjet of FIG.

【図4】実施例のサーマルインクジェット用サーマルヘ
ッド基板の駆動信号のタイミング例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a timing example of a drive signal of the thermal head substrate for thermal inkjet of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 サーマルヘッド基板 2a〜2x、102a〜102x 第1層発熱体 3a〜3x、103a〜103x 第2層発熱体 4 第1層発熱体共通電極A 5 第1層発熱体共通電極B 6a〜6x 第2層発熱体個別電極 7 第2層発熱体共通電極 12、13 安定化抵抗 16a〜16x、116a〜116x ダイオード 93、94、101a〜101x ドライバ 1 Thermal Head Substrate 2a to 2x, 102a to 102x First Layer Heating Element 3a to 3x, 103a to 103x Second Layer Heating Element 4 First Layer Heating Element Common Electrode A 5 First Layer Heating Element Common Electrode B 6a to 6x 2 layer heating element individual electrode 7 2nd layer heating element common electrode 12, 13 stabilization resistance 16a-16x, 116a-116x diode 93, 94, 101a-101x driver

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発熱体が形成され該発熱体の生成する熱
エネルギーの作用によって液体をオリフィスから吐出さ
せ、記録を行うインクジェットプリントヘッドに用いら
れるサーマルインクジェット用サーマルヘッド基板にお
いて、 複数のインク吐出チャネルのそれぞれのインク吐出チャ
ネル毎に2層構造の発熱体が形成され、 前記2層構造の発熱体の第1層の発熱体は、該第1層の
発熱体がそれぞれ1以上の共通の電極に接続され、 前記2層構造の発熱体の第2層の発熱体は、該第2層の
発熱体がそれぞれ独立した駆動状態に接続され構成され
ていることを特徴とするサーマルインクジェット用サー
マルヘッド基板。
1. A plurality of ink ejection channels in a thermal head substrate for a thermal ink jet used in an ink jet print head for performing recording by ejecting liquid from an orifice by the action of heat energy generated by the heat generating element. A heating element having a two-layer structure is formed for each of the ink ejection channels, and the heating element of the first layer of the heating element of the two-layer structure has one or more common electrodes on one or more common electrodes. The thermal head substrate for a thermal inkjet, wherein the heating elements of the second layer of the heating elements having a two-layer structure are connected to each other and are driven independently of each other. .
【請求項2】 前記第2層の発熱体は、マトリクスに構
成されていることを特徴とする請求項1記載のサーマル
インクジェット用サーマルヘッド基板。
2. The thermal head substrate for thermal inkjet according to claim 1, wherein the heating elements of the second layer are arranged in a matrix.
【請求項3】 発熱体が形成され該発熱体の生成する熱
エネルギーの作用によって液体をオリフィスから吐出さ
せ記録を行う、サーマルインクジェット用サーマルヘッ
ド基板の駆動方法において、 複数のインク吐出チャネルのそれぞれのインク吐出チャ
ネル毎に形成された2層構造の発熱体の内の第1層の発
熱体を、前記液体を吐出させるか否かに関係なく駆動す
る第1層の発熱体駆動工程と、 前記2層構造の発熱体の内の第2層の発熱体の前記液体
を吐出させるチャネルに係る前記第2層の発熱体のみを
駆動する第2層の発熱体駆動工程とを有し、 前記液体の吐出に必要なエネルギ−より小さいエネルギ
−の前記第1層の発熱体駆動工程と、前記液体の吐出に
必要なエネルギ−より小さいエネルギ−の前記第2層の
発熱体駆動工程とで、前記液体の吐出に必要なエネルギ
−より大きなエネルギ−を生成することにより、前記液
体をオリフィスから吐出させ記録を行うことを特徴とす
るサーマルインクジェット用サーマルヘッド基板の駆動
方法。
3. A method of driving a thermal head substrate for a thermal ink jet, wherein a heating element is formed and liquid is ejected from an orifice by the action of thermal energy generated by the heating element to perform recording, and each of a plurality of ink ejection channels A first-layer heating element driving step of driving a first-layer heating element of a two-layer heating element formed for each ink ejection channel regardless of whether or not the liquid is ejected; A heating element driving step for driving only the heating element of the second layer related to a channel for discharging the liquid of the heating element of the second layer of the heating elements of the layer structure, The step of driving the heating element for the first layer, which is less than the energy required for discharging, and the step of driving the heating element for the second layer, which is less than the energy required for discharging the liquid. A method of driving a thermal head substrate for a thermal inkjet, wherein recording is performed by discharging the liquid from an orifice by generating energy larger than the energy required for discharging the liquid.
【請求項4】 前記第1層の発熱体駆動工程は前記液体
の吐出に必要なエネルギ−の略1/2のエネルギ−を生
成し、前記第2層の発熱体駆動工程は前記液体の吐出に
必要なエネルギ−の略1/2のエネルギ−を生成するこ
とを特徴とする請求項3記載のサーマルインクジェット
用サーマルヘッド基板駆動方法。
4. The heating element driving step for the first layer generates approximately half the energy required for ejecting the liquid, and the heating element driving step for the second layer ejects the liquid. 4. A method of driving a thermal head substrate for a thermal ink jet according to claim 3, wherein the energy required is about 1/2 of the energy required for the above.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009056627A (en) * 2007-08-30 2009-03-19 Canon Inc Substrate for inkjet recording head and inkjet recording head with the substrate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63247052A (en) * 1987-04-03 1988-10-13 Canon Inc Ink jet recording head

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