JP3372834B2 - Ink jet recording head, ink jet recording apparatus, and substrate for ink jet recording head - Google Patents
Ink jet recording head, ink jet recording apparatus, and substrate for ink jet recording headInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被記録媒体に対し
て記録を行う記録ヘッド、記録装置および記録ヘッド用
基体に関し、さらに詳しく言えば、液体をオリフィスか
ら噴射して液滴を形成するインクジェット記録ヘッド、
インクジェット記録装置およびインクジェット記録ヘッ
ド用基体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording head, a recording device and a recording head for recording on a recording medium.
Relates substrate, more particularly, an ink jet recording head that forms droplets by ejecting liquid from Orifice office,
Ink jet printing apparatus and an ink jet recording heads
The present invention relates to a substrate for a cord .
【0002】[0002]
【従来の技術】この種のインクジェット記録に関し、例
えば特開昭54−51837に記載されているような熱
エネルギーを液体に作用させて、液滴吐出の原動力を得
るインクジェット記録方法が知られている。2. Description of the Related Art With regard to this type of ink jet recording, there is known an ink jet recording method as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 54-51837, in which thermal energy is applied to a liquid to obtain a driving force for droplet ejection. .
【0003】即ち、上述の公報に開示されている記録法
は、熱エネルギーの作用を受けた液体が加熱されて気泡
を発生し、この気泡発生に基づく作用力によって、記録
ヘッド部先端のオリフィスから液滴を吐出して被記録部
材に記録が行われるものである。That is, in the recording method disclosed in the above-mentioned publication, the liquid which has been subjected to the action of heat energy is heated to generate bubbles, and the action force based on the generation of the bubbles causes an orifice at the tip of the recording head portion to exit. Recording is performed on a recording member by ejecting droplets.
【0004】この記録法に適用される記録ヘッドは、一
般に液体を吐出するために設けられたオリフィス(吐出
口)と、液滴を吐出するための熱エネルギーを発生する
手段である電気熱変換体としての発熱抵抗体とそれをイ
ンクから保護する上部保護層と、オリフイスに連通する
と共に液滴を吐出するための熱エネルギーが液体に作用
する部分である熱作用部を構成の一部とする液流路とを
有する液吐出部を具備している。A recording head applied to this recording method generally includes an orifice (ejection port) provided for ejecting a liquid, and an electrothermal converter which is means for generating thermal energy for ejecting a droplet. As a part of the constitution of a heat generating resistor and an upper protective layer for protecting it from ink, and a heat acting part which is a part communicating with the orifice and a heat energy for discharging droplets acting on the liquid And a liquid discharge part having a flow path.
【0005】ところで、これら電気熱変換体を駆動する
ための駆動素子を電気実装部の簡略化のため同一素子基
体内に作り込むことが特開昭57−72867に提案さ
れている。By the way, it has been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 57-72867 that drive elements for driving these electrothermal converters are built in the same element substrate in order to simplify the electrical mounting portion.
【0006】このように素子基体に作り込まれている駆
動素子は、バイポーラトランジスタ及びNMOSトラン
ジスタで形成されているのが一般的である。そしてそれ
ぞれのトランジスタには、ともにON抵抗値がある。特
に、NMOSトランジスタではON抵抗値のばらつきが
大きいと云われる。The drive element built in the element substrate in this way is generally formed of a bipolar transistor and an NMOS transistor. Each of the transistors has an ON resistance value. Especially, it is said that the ON resistance value of the NMOS transistor has a large variation.
【0007】また、特願平5−223495に述ベられ
ているように、電気熱変換体を構成する発熱抵抗層のシ
ート抵抗値のばらつきに対応して電気熱変換体に印加さ
れるエネルギーの補正を行う場合には、電気熱変換体が
形成される素子基体上にシート抵抗値のばらつきを検知
する素子を設け、その情報をへッドから取り出し、プリ
ンター側からヘッドに入力される駆動信号の条件、具体
的にはパルス幅を変えることによってその補正を行って
おり、このような補正によって電気熱変換信号体に印加
されるエネルギーを一定にしている。Further, as described in Japanese Patent Application No. Hei 5-223495, the energy applied to the electrothermal converter corresponding to the variation in the sheet resistance value of the heating resistance layer constituting the electrothermal converter. When performing the correction, an element for detecting the variation in the sheet resistance value is provided on the element substrate on which the electrothermal converter is formed, the information is taken out from the head, and the drive signal input to the head from the printer side. The condition is corrected by changing the pulse width, specifically, the energy applied to the electrothermal conversion signal body is made constant by such a correction.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】電気熱変換体に印加す
るエネルギー量は印字性能及び耐久性に非常に関係す
る。印字性能の面では、エネルギー量を上げれば上げる
ほど良い。耐久性の面では電気熱変換体の破断を防止す
るためエネルギーを下げなければならない。特に、高密
度高精彩記録になればなるほど従来よりも小さな液滴を
吐出しなければならない。そのため従来よりも印字性能
に関して十分配慮しなければならない。The amount of energy applied to the electrothermal converter has a great relation to printing performance and durability. In terms of printing performance, the higher the amount of energy, the better. In terms of durability, energy must be reduced to prevent breakage of the electrothermal converter. In particular, the higher the density and the higher definition recording, the smaller the liquid droplet needs to be ejected than in the conventional case. Therefore, it is necessary to pay more attention to printing performance than before.
【0009】また、近年、エコロジーの観点からへッド
とインクタンク一体型カートリッジからへッドとインク
タンク分離型に変わってきており、インクタンクだけを
交換することでヘッドを長期間使用するためへッドは従
来よりも耐久性が要求されている。Further, in recent years, from the viewpoint of ecology, the head-and-ink-tank integrated cartridge has been changed from the head-and-ink-tank separated type, and the head is used for a long time by exchanging only the ink tank. The head is required to be more durable than before.
【0010】したがって、電気熱変換体に印加されるエ
ネルギー量を精密に制御しなければならなくなってい
る。Therefore, it has become necessary to precisely control the amount of energy applied to the electrothermal converter.
【0011】しかしながら、前述したように前述電気熱
変換体を駆動するための駆動素子にはON抵抗が存在
し、それも駆動素子作製プロセスに起因するばらつきが
存在する。ヘッド印加電圧一定の場合、ON抵抗値のば
らつきによって、電気熱変換体の両端に印加される電圧
のばらつきが発生し、ヘッドごとに印字性能が変わって
しまうことがあり、不良印字のヘッドが発生することが
あった。また、ヘッドによって早期に電気熱変換体が断
線することがあった。However, as described above, the drive element for driving the electrothermal converter has an ON resistance, which also has variations due to the drive element manufacturing process. When the voltage applied to the head is constant, variations in the ON resistance value cause variations in the voltage applied to both ends of the electrothermal converter, which may change the printing performance from head to head, resulting in defective printing heads. There was something to do. In addition, the electrothermal converter may be disconnected early by the head.
【0012】特に、プロセスが簡単であることにより駆
動素子作製プロセスのコストダウンを成すことができる
NMOSトランジスタの場合、ON抵抗値のばらつきが
大きい。したがって駆動素子がNMOSトランジスタで
ある場合、上記問題が発生することが予想される。In particular, in the case of an NMOS transistor which can reduce the cost of the drive element manufacturing process due to the simple process, the ON resistance value has a large variation. Therefore, when the driving element is an NMOS transistor, the above problem is expected to occur.
【0013】当然、ON抵抗値のばらつきをヘッド出荷
時にヘッドごとに測定し、それによって駆動条件を設定
すればよいが、ヘッドがユーザーによる交換可能なタイ
プの場合には、ヘッドの交換ごとにユーザーが駆動条件
を設定しなくてはならない。Naturally, the variation in the ON resistance value may be measured for each head at the time of shipment of the head, and the driving condition may be set accordingly. However, when the head is of a type replaceable by the user, the user is required to change the head every time the head is replaced. Must set the driving conditions.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上述のような課題を解決
する目的を達成するための記録ヘッドは、熱エネルギー
を発生するための電気熱変換体を構成する発熱抵抗層と
電極層とを素子基体上に有し、電気熱変換体を駆動する
複数の駆動素子が同一素子基体上に作り込まれている記
録ヘッドであって、素子基体上には、駆動素子と同じ工
程で製造され駆動素子の特性を検知するための検知素子
と、発熱抵抗層のシート抵抗値を測定するシート抵抗値
測定素子が作り込まれており、駆動素子特性の検知とシ
ート抵抗値の測定とが一つの端子で行えるよう、検知素
子とシート抵抗値測定素子が素子基体上で結線されてい
ることを特徴とする記録ヘッドである。Means for Solving the Problems] recording head for achieving the purpose of solving the problems as described above, the heat generating resistor layer and the electrode layer and the elements constituting the electrothermal transducer for generating thermal energy has on a substrate, a plurality of driving elements for driving the electrothermal transducer is a recording head which is built in the same element on the substrate, on the element substrate, the same engineering a drive element
Sensing element manufactured in order to detect the characteristics of the driving element
And the sheet resistance value for measuring the sheet resistance value of the heating resistance layer
It has a built-in measuring element to detect drive element characteristics and
Sensor element so that measurement of
The child and the sheet resistance measuring element are connected on the element substrate.
A recording head, characterized in that that.
【0015】また、別の記録ヘッドは、熱エネルギーを
発生するための電気熱変換体を構成する発熱抵抗層と電
極層とを素子基体上に有し、電気熱変換体を駆動するM
OSトランジスタで構成された複数の駆動素子が同一素
子基体上に作り込まれている、被記録媒体に対して記録
を行う記録ヘッドであって、素子基体上には、駆動素子
と同じ工程で製造され駆動素子の特性を検知するための
MOSトランジスタで構成された検知素子であり、駆動
素子よりも大きなON抵抗値を有する検知素子が素子基
体上に作り込まれていることを特徴とする記録ヘッドで
ある。なお、これらの記録ヘッドは、液体に熱エネルギ
ーを与えることでこの液体中に気泡を形成させる電気熱
変換対が配された熱作用部を備え、インク吐出用の吐出
口に連通したインク流路を有するものであってもよい。
また、被記録媒体に対して記録を行う記録装置は、上述
の記録ヘッドと、被記録媒体を搬送する手段を有する装
置である。 Another recording head uses heat energy.
The heating resistance layer and the electric
M having an electrode layer on the element substrate and driving the electrothermal converter
A plurality of driving elements composed of OS transistors have the same element
Recording on the recording medium that is built on the substrate
A recording head for performing a drive element on the element substrate.
Manufactured in the same process as
Driven by a sensing element composed of MOS transistors
A sensing element having an ON resistance value larger than that of the element
With a recording head characterized by being built on the body
is there. It should be noted that these recording heads are provided with a thermal action portion in which an electrothermal conversion pair that forms bubbles in the liquid by applying thermal energy to the liquid is arranged, and an ink flow path communicating with an ejection port for ejecting ink. May be included.
Further, the recording device for recording on the recording medium is described above.
Apparatus having a recording head and a means for conveying a recording medium.
It is a place.
【0016】また、記録ヘッド用素子基体は、熱エネル
ギーを発生するための電気熱変換体を構成する発熱抵抗
層と電極層とを素子基体上に有し、電気熱変換体を駆動
する複数の駆動素子が作り込まれている素子基体であっ
て、駆動素子と同じ工程で製造され駆動素子の特性を検
知するための検知素子と、発熱抵抗層のシート抵抗値を
測定するシート抵抗値測定素子が作り込まれており、駆
動素子特性の検知とシート抵抗値の測定とが一つの端子
で行えるよう、検知素子とシート抵抗値測定素子が素子
基体上で結線されていることを特徴とする素子基体であ
る。The element body for the recording head is a thermal energy source.
Heat resistance constituting an electrothermal converter for generating electric energy
Layer and electrode layer on the element substrate to drive electrothermal converter
It is an element substrate that has multiple drive elements
Manufactured in the same process as the drive element, the characteristics of the drive element are detected.
The sensing element to know and the sheet resistance value of the heating resistance layer
It has a built-in sheet resistance measuring element for measurement.
One terminal for detecting moving element characteristics and measuring sheet resistance
Sensor element and sheet resistance measuring element
The element substrate is characterized in that it is connected on the substrate .
【0017】また、別の記録ヘッド用素子基体は、熱エ
ネルギーを発生するための電気熱変換体を構成する発熱
抵抗層と電極層とを素子基体上に有し、電気熱変換体を
駆動するMOSトランジスタで構成された複数の駆動素
子が作り込まれている素子基体であって、駆動素子と同
じ工程で製造され駆動素子の特性を検知するためのMO
Sトランジスタで構成された検知素子であり、駆動素子
よりも大きなON抵抗値を有する検知素子が素子基体上
に作り込まれていることを特徴とする素子基体である。 Another recording head element substrate is a thermal element.
Heat generation that constitutes an electrothermal converter to generate energy
It has a resistance layer and an electrode layer on the element substrate,
A plurality of driving elements composed of driving MOS transistors
An element substrate with a built-in child, which is the same as the driving element.
MO for detecting the characteristics of the driving element manufactured in the same process
A driving element, which is a sensing element composed of an S-transistor
On the element substrate with a larger ON resistance than
The element substrate is characterized in that it is built in .
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0019】まず、本発明に用いられる「記録」とは、
文字や図形当の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付
与することだけでなくパターン当の意味を持たない画像
を付与することをも意味するものである。First, "recording" used in the present invention means
This means not only giving an image having the meaning of characters or figures to the recording medium, but also giving an image having no meaning of the pattern.
【0020】また、本発明は紙、糸、繊維、布巾、皮
革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス
等の被記録媒体に対し記録を行う、プリンター、複写
機、通信システムを有するファクシミリ、プリンター部
を有するワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理
装置と複合的に組み合せた産業用記録装置に適用可能な
発明である。Further, the present invention is a printer, a copying machine, a facsimile machine having a communication system, a printer for recording on a recording medium such as paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics. The present invention can be applied to an apparatus such as a word processor having a unit, and an industrial recording apparatus that is combined with various processing apparatuses in a complex manner.
【0021】さらに、以下に用いる「素子基体」とは、
シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものでは
なく、各素子や配線等が設けられた基体を示すものであ
る。さらに、「素子基体上」とは、単に素子基体の上を
指し示すだけでなく、素子基体の表面、表面近傍の素子
基体内部側をも示すものである。また、本発明でいう
「作り込み」とは、別体の各素子を単に基体上に配置す
ることを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体
回路の製造工程等によって素子基体上に一体的に形成、
製造することを示すものである。Furthermore, the term "element base" used below refers to
It does not indicate a simple base body made of a silicon semiconductor, but a base body provided with each element, wiring, and the like. Furthermore, "on the element substrate" means not only the element substrate but also the surface of the element substrate and the inside of the element substrate near the surface. Further, the term "fabrication" in the present invention does not mean simply disposing each element as a separate body on the substrate, but each element is integrated on the element substrate by a manufacturing process of a semiconductor circuit or the like. Formed into,
It shows that it is manufactured.
【0022】以下の説明では、電気熱変換体が発生する
熱を流路中のインクに与えて膜沸騰現象に伴う圧力で吐
出口からインクを吐出するためのインクジェット記録ヘ
ッドで行うが、これに限らず記録を行うための電気熱変
換体とこの電気熱変換体を駆動するための駆動素子とが
同じ素子基体上に配された形態のヘッドであれば本発明
を適用することができる。In the following description, the heat generated by the electrothermal converter is applied to the ink in the flow path to eject the ink from the ejection port with the pressure associated with the film boiling phenomenon. The present invention can be applied to any head as long as the electrothermal converter for recording and the driving element for driving the electrothermal converter are arranged on the same element substrate.
【0023】まず、本発明の記録ヘッドの構成について
説明する。First, the structure of the recording head of the present invention will be described.
【0024】図1は、本発明の記録ヘッドの模式的斜視
図、図2は、本発明の記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of the recording head of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the recording head of the present invention.
【0025】図1の斜視図でわかるように、本例でのイ
ンクジェットカートリッジJICは、インクジェットヘ
ッドユニットとインクタンクとが一体化されたものであ
り、インクの収納割合が大きくなっているものである。
このインクジェットカートリッジJCは、インクジェッ
ト記録装置本体IJRAに載置されているキャリッジの
位置決め手段および電気的接点によって固定支持される
とともに、このキャリッジに対して着脱可能なディスポ
ーザブルタイプである。インクジェットユニットIJU
は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じさせ
るための熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いて
記録を行うバブルジェット方式のユニットである。As can be seen from the perspective view of FIG. 1, the ink jet cartridge JIC in this example is one in which the ink jet head unit and the ink tank are integrated, and the ink storage ratio is large. .
The inkjet cartridge JC is a disposable type that is fixedly supported by the positioning means and electrical contacts of the carriage mounted on the inkjet recording apparatus main body IJRA and is detachable from the carriage. Inkjet unit IJU
Is a bubble-jet type unit that performs recording by using an electrothermal converter that generates heat energy for causing film boiling in ink according to an electric signal.
【0026】図2において、100はSi基板上に複数
の列状に配された電気熱変換体(吐出ヒータ)と、これ
に電力を供給するAI等の電気配線、電気熱変換体を選
択的に駆動するための駆動素子と後述する駆動素子特性
検知手段等が成膜技術により作り込まれているヒータボ
ード(素子基体)である。200はヒータボード100
に対する配線基板である。In FIG. 2, reference numeral 100 denotes an electrothermal converter (ejection heater) arranged in a plurality of rows on a Si substrate, an electric wire such as AI for supplying electric power to the electrothermal converter, and an electrothermal converter. It is a heater board (element substrate) in which a driving element for driving the driving element and a driving element characteristic detecting means described later are formed by a film forming technique. 200 is a heater board 100
Is a wiring board for.
【0027】1300は、前述の電気熱変換体に対応し
て設けられた複数のインク流路をそれぞれ区分するため
の隔壁(溝)や各インク流路(液流路)へインクを与え
るためにインクを収納するための供給液室等を設けた溝
付天板で、各インク流路に対応した吐出口を複数有する
オリフィスプレート400を一体成型したものである。
これらの一体成型材料としてはポリサルフォン樹脂が望
ましいが、他の成型樹脂材料でも良い。Reference numeral 1300 denotes a partition wall (groove) for partitioning a plurality of ink flow paths provided corresponding to the above-mentioned electrothermal converter and ink to each ink flow path (liquid flow path). An orifice plate 400 having a plurality of ejection ports corresponding to respective ink flow paths is integrally molded with a grooved top plate provided with a supply liquid chamber for accommodating ink.
Polysulfone resin is desirable as the integral molding material, but other molding resin materials may be used.
【0028】300は配線基板200の裏面を平面で支
持する例えば金属性の支持体で、インクジェットユニッ
トの底板となる。500は押圧部材である押さえばねで
あり、M字形状でそのM字の中央で共通液室を軽圧で押
圧するとともに前だれ部501で液路の一部、好ましく
は吐出口近傍の領域を線圧で集中付勢力によってヒータ
ボード100と天板1300とを圧着固定している。Reference numeral 300 denotes, for example, a metallic support member that supports the back surface of the wiring board 200 on a flat surface and serves as a bottom plate of the ink jet unit. Reference numeral 500 denotes a pressing spring which is a pressing member, and is M-shaped and presses the common liquid chamber with a light pressure at the center of the M-shape, and a front salient portion 501 forms a part of the liquid passage, preferably a region near the discharge port. The heater board 100 and the top plate 1300 are pressure-bonded to each other by the concentrated biasing force of the linear pressure.
【0029】インクタンクは、カートリッジ本体100
0と、インク吸収体900とインク吸収体900をカー
トリッジ本体1000の上記ユニットIJU取付面とは
反対側の側面から挿入した後、これを封止する蓋部材1
100とで構成されている。1200はユニットIJU
に対してインクを供給するための供給口である。140
1はカートリッジ内部を大気に連通するために蓋部材に
設けられた大気連通口である。なお、本実施例において
は天板1300は耐インク性に優れたポリサルフォン、
ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンオキサイド、
ポリプロピレンなどの樹脂を用い、ポリフィスプレート
部400とともに金型内で一体に同時成型してある。The ink tank is the cartridge body 100.
0, the ink absorber 900, and the ink absorber 900 are inserted from the side surface of the cartridge body 1000 opposite to the unit IJU attachment surface, and then the lid member 1 for sealing the same.
It is composed of 100 and. 1200 is the unit IJU
Is a supply port for supplying ink to. 140
Reference numeral 1 is an atmosphere communication port provided in the lid member for communicating the inside of the cartridge with the atmosphere. In this embodiment, the top plate 1300 is made of polysulfone having excellent ink resistance,
Polyether sulfone, polyphenylene oxide,
A resin such as polypropylene is used and is integrally molded together with the police plate portion 400 in the mold.
【0030】上述のように一体成型部品は、インク供給
部材600、天板・オリフィスプレート一体、インク本
体1000としたので組立て精度が高水準になるばかり
でなく、大量生産の品質向上に極めて有効である。ま
た、部品点数の個数は従来に比較して現象できているの
で、所望特性を確実に発揮できる。As described above, since the integrally molded part is the ink supply member 600, the top plate / orifice plate integrated, and the ink main body 1000, not only the assembly accuracy becomes high, but also the mass production quality is extremely effective. is there. In addition, since the number of parts is a phenomenon compared to the conventional one, desired characteristics can be surely exhibited.
【0031】次に、本発明の特徴要件についてさらに詳
細に説明する。Next, the characteristic requirements of the present invention will be described in more detail.
【0032】本発明では前述のような課題を解決するた
めに素子基体上に形成している駆動素子特性検知素子を
素子基体上に設けている。そして、そこで検出した情報
に基づいてヘッドの駆動条件を変えている。具体的に
は、図3の等価回路を示すように素子基体に設けられた
駆動素子と同じ設計、同じ工程で作られた駆動素子をO
N抵抗値測定用素子としてヘッドを構成する素子基体の
一つ一つに配置する。そして、そのON抵抗値測定用素
子をヘッド外部の装置側から駆動し、印加電流と測定電
圧の関係からON抵抗値を算出し、装置側にあらかじめ
設定してあるテーブルを用いて、駆動条件であるパルス
幅を可変させる。このようにすれば、電気熱変換体に印
加されるエネルギーを各ヘッド間で一定にすることがで
きる。エネルギーがヘッド間で一定になれば、ヘッド間
で一定な印字性能が得られ、印字歩留まりが向上する。
また、早期断線もなくなり、信頼性をさらに向上させる
ことができる。In the present invention, in order to solve the above problems, the drive element characteristic detection element formed on the element substrate is provided on the element substrate. Then, the drive condition of the head is changed based on the information detected there. Specifically, as shown in the equivalent circuit of FIG. 3, the drive element provided in the element base has the same design and the drive element manufactured in the same process as the drive element.
An N resistance value measuring element is arranged on each of the element bases constituting the head. Then, the ON resistance value measuring element is driven from the device side outside the head, the ON resistance value is calculated from the relationship between the applied current and the measured voltage, and the table set in advance on the device side is used to set the ON condition. Vary a pulse width. By doing so, the energy applied to the electrothermal converter can be made constant between the heads. If the energy is constant between the heads, a constant printing performance is obtained between the heads, and the printing yield is improved.
Also, early disconnection is eliminated, and reliability can be further improved.
【0033】なお、ON抵抗値は一般的に低い値(〜1
0Ω)であることが多いので電気熱変換体の駆動素子と
同じ設計の駆動素子のON抵抗値測定用素子では測定精
度(S/N比)が十分でない場合があるが、その時は、
測定精度を向上させるような設計を変えたON抵抗値測
定用素子を用いることもできる。なお、この時ばらつき
量の相対値は変わらないようにする必要があり、NMO
Sトランジスタの場合に具体的にはゲート長を変えるこ
とで対応することができる。The ON resistance value is generally low (~ 1).
Since it is often 0 Ω), the measurement accuracy (S / N ratio) may not be sufficient with the ON resistance value measuring element of the driving element having the same design as the driving element of the electrothermal converter, but at that time,
It is also possible to use an ON resistance value measuring element whose design is changed so as to improve the measurement accuracy. At this time, it is necessary to keep the relative value of the variation amount unchanged.
In the case of the S transistor, specifically, it can be dealt with by changing the gate length.
【0034】また、特願平5−223495に述べられ
ているように電気熱変換体が形成される素子基体上にシ
ート抵抗値のばらつきを検知する素子を作り込み、図4
で示すように前述のON抵抗知測定用素子とともに作り
込む構成にすることもできる。この時、ON抵抗値測定
用素子からの信号線と、シート抵抗値のばらつきを検知
する素子からの信号線との2本が通常必要となる。しか
し、ON抵抗値測定用素子からの信号線と、シート抵抗
値のばらつきを検知する素子からの信号線とを素子基体
内で結線し、信号線1本で対応する構成とすると良い。
具体的には、図4で示すようにON抵抗値測定用素子と
シート抵抗値のばらつきを検知する素子とを並列に結線
すると良い。ON抵抗値測定用素子にある信号、例えば
ブロック選択信号を与えてON抵抗値測定用素子すなわ
ち駆動素子をONさせたり、0FFさせたりすること
で、駆動素子のON抵抗と、電気熱変換体のシート抵抗
を一つの外部出力端子で取り出すことができる。Further, as described in Japanese Patent Application No. 5-223495, an element for detecting a variation in sheet resistance value is formed on an element substrate on which an electrothermal converter is formed, and FIG.
It is also possible to adopt a configuration in which it is built together with the above-mentioned ON resistance measuring element as shown in FIG. At this time, two signal lines from the ON resistance value measuring element and the signal line from the element for detecting the variation in the sheet resistance value are usually required. However, it is advisable to connect the signal line from the ON resistance value measuring element and the signal line from the element that detects the variation in the sheet resistance value in the element base, and use a single signal line.
Specifically, as shown in FIG. 4, the ON resistance value measuring element and the element for detecting the variation in the sheet resistance value may be connected in parallel. By turning on or turning off the ON resistance value measuring element, that is, the driving element by giving a signal to the ON resistance value measuring element, for example, a block selection signal, the ON resistance of the driving element and the electrothermal converter The sheet resistance can be taken out with one external output terminal.
【0035】ONの時は、ON抵抗値測定用素子とシー
ト抵抗値のばらつきを検知する素子の情報(抵抗値)を
検知することができ、OFFの時は、シート抵抗値のば
らつきを検知する素子のみの情報を検知できる。このよ
うにすれば、外部に取り出す信号線を1本にできるので
プリンター本体、ヘッドのコストをアップさせずヘッド
の印字性能ばらつきの減少により歩留まり向上、電気熱
変換体の早期破断がなくなり、信頼性が向上する。When ON, information (resistance value) of the ON resistance value measuring element and the element for detecting the variation in the sheet resistance value can be detected, and when OFF, the variation in the sheet resistance value can be detected. Information on only the element can be detected. By doing so, since only one signal line can be taken out to the outside, the cost of the printer main body and the head is not increased, the yield is improved due to the reduction in the printing performance variation of the head, the early breakage of the electrothermal converter is eliminated, and the reliability is improved. Is improved.
【0036】以上のようにしてON抵抗値測定用素子の
測定結果や、発熱抵抗体のシート抵抗値のばらつきの測
定結果を外部出力端子を介して外部端子に出力すること
によって、これら出力結果から駆動素子や発熱素子の駆
動条件を変えることができる。As described above, by outputting the measurement result of the ON resistance value measuring element and the measurement result of the variation of the sheet resistance value of the heating resistor to the external terminal via the external output terminal, these output results can be obtained. It is possible to change the driving conditions of the driving element and the heating element.
【0037】また、ON抵抗値のばらつきとシート抵抗
値のばらつきの情報を外部に取り出して外部から駆動条
件を変えなくても、ON抵抗値のばらつきとシート抵抗
値のばらつきの情報ともヘッド内部の情報であるためヘ
ッド内部で演算処理させれば外部取り出し信号線をなく
すことができ、信頼性、コストの観点から有利になる。
当然、素子基体内に駆動素子を作製しているので演算素
子、予め決められているテーブルを作製することは容易
であり、コストアップの要因にはならない。したがっ
て、基板内にON抵抗値測定用素子とシート抵抗値のば
らつきを検知する素子を形成し、その情報を演算処理
し、駆動条件を変える素子を設けることによって、信号
線が減るのでプリンター本体、ヘッドのコストをアップ
させずへッドの印宇性能ばらつきの減少により歩留まり
向上、電気熱変換体の早期破断がなくなり、信頼性が向
上する。Even if the information on the variation in the ON resistance value and the variation in the sheet resistance value is taken out to the outside and the driving condition is not changed from the outside, both the information on the variation in the ON resistance value and the variation in the sheet resistance value are stored in the head. Since it is information, it is possible to eliminate the externally taken out signal line by performing arithmetic processing inside the head, which is advantageous in terms of reliability and cost.
As a matter of course, since the driving element is manufactured in the element base, it is easy to manufacture the arithmetic element and the predetermined table, which does not cause a cost increase. Therefore, by forming an element for measuring the ON resistance value and an element for detecting the variation in the sheet resistance value in the substrate, processing the information, and providing an element for changing the driving condition, the signal line is reduced, so that the printer main body, The yield is improved by reducing the variation in printing performance of the head without increasing the head cost, the early breakage of the electrothermal converter is eliminated, and the reliability is improved.
【0038】次に、本発明の回路構成について等価回路
図面を参照して説明する。Next, the circuit configuration of the present invention will be described with reference to the equivalent circuit drawings.
【0039】図3は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの一実施形態例に用いられるON抵抗値測定素子11
の等価回路図である。FIG. 3 shows an ON resistance value measuring element 11 used in an embodiment of the ink jet recording head of the present invention.
2 is an equivalent circuit diagram of FIG.
【0040】まず、シリコン基板上にMOSプロセスで
電気熱変換体を駆動する駆動素子を形成する。その時図
3に示すような回路でON抵抗値測定素子11を電気熱
変換体を駆動する駆動素子と同じ設計で形成する。次に
電気熱変換体と電気熱変換体に電気を供給する電極を形
成する。電気熱変換体の大きさは50μ×50μで電気
熱変換体を形成する発熱抵抗層はシート抵抗値40Ω/
□であり電気熱変換体の抵抗値は40Ωであった。電極
の総抵抗値は2Ωであった。次に素子基体上にノズル及
び吐出ロを形成した溝板を貼り付け、ヘッドが完成す
る。First, a drive element for driving an electrothermal converter is formed on a silicon substrate by a MOS process. At that time, the ON resistance value measuring element 11 is formed with the same design as the driving element for driving the electrothermal converter in the circuit as shown in FIG. Next, an electrothermal converter and electrodes for supplying electricity to the electrothermal converter are formed. The size of the electrothermal converter is 50 μ × 50 μ, and the heating resistance layer forming the electrothermal converter has a sheet resistance value of 40 Ω /
□, and the resistance value of the electrothermal converter was 40Ω. The total resistance value of the electrodes was 2Ω. Next, a groove plate having nozzles and ejection holes is attached on the element substrate to complete the head.
【0041】検出方法は、内部端子14を常時ONの状
態にして外部出力端子13により測定する。As a detection method, the internal terminal 14 is always turned on, and the external output terminal 13 is used for measurement.
【0042】[0042]
【表1】
表1に3つのへッドのON抵抗値測定素子11の検出
値、そしてその値によって変えた駆動条件であるパルス
幅、そしてパルス幅を変えることによって制御したヒー
タに印加されるエネルギーを示している。なお、駆動電
圧は10Vである。表1でわかるようにON抵抗値測定
素子11の検出値によりパルス幅を変えることによって
ヒータに印加されるエネルギーを一定にできることがわ
かる。このように、ヘッドに形成したON抵抗値測定素
子11からの測定結果に基づいてヘッドの駆動条件を変
えることによってヒータに印加されるエネルギーを一定
にすることができる。このことで印字性能のばらつきを
減らすことができ、歩留まり向上、電気熱変換体の早期
破断の防止による信頼性を図ることができる。[Table 1] Table 1 shows the detection values of the ON resistance value measuring elements 11 of the three heads, the pulse width which is the driving condition changed by the values, and the energy applied to the heater controlled by changing the pulse width. There is. The driving voltage is 10V. As can be seen from Table 1, the energy applied to the heater can be made constant by changing the pulse width according to the detection value of the ON resistance measuring element 11. As described above, the energy applied to the heater can be made constant by changing the driving condition of the head based on the measurement result from the ON resistance value measuring element 11 formed on the head. As a result, it is possible to reduce variations in printing performance, improve yield, and prevent early breakage of the electrothermal converter, thereby improving reliability.
【0043】次に、第2の実施形態例について説明す
る。Next, the second embodiment will be described.
【0044】素子基体の作製方法及び電気熱変換体と電
極の大きさ及び抵抗値は第1の実施形態例と同じであ
る。回路図も同じであるので図示を省略する。異なる点
は測定精度(S/N比)を良くするため、ON抵抗値測
定素子11の抵抗値を第1の実施形態例の場合の30倍
にしてある。ON抵抗値のばらつきの相対値を同じにす
るために、ON抵抗素子の構成は駆動素子の構成と同じ
設計にしてある。異なる点は、ON抵抗素子のゲート長
を駆動素子のゲート長の1/30にしてある。このよう
にすると検出値はON抵抗値の30倍になり、測定精度
(S/N比)が良くなる。The manufacturing method of the element substrate and the sizes and resistance values of the electrothermal converter and the electrodes are the same as those in the first embodiment. Since the circuit diagram is the same, the illustration is omitted. In order to improve the measurement accuracy (S / N ratio), the difference is that the resistance value of the ON resistance value measuring element 11 is 30 times as large as that in the first embodiment. In order to make the relative values of the variations in the ON resistance value the same, the configuration of the ON resistance element is the same as the configuration of the drive element. The difference is that the gate length of the ON resistance element is 1/30 of the gate length of the drive element. By doing so, the detected value is 30 times the ON resistance value, and the measurement accuracy (S / N ratio) is improved.
【0045】検出方法は、前例と同様に内部端子14を
常時ONの状態にして外部出力端子13により測定す
る。In the detection method, the internal terminal 14 is always kept in the ON state as in the previous example, and the external output terminal 13 is used for measurement.
【0046】[0046]
【表2】
表2に、3つのへッドのON抵抗値測定素子11の検出
値、そして換算したON抵抗値そしてその値によって変
えた駆動条件であるパルス幅、そしてパルス幅を変える
ことによって制御したヒータに印加されるエネルギーを
示している。なお、駆動電圧は10Vである。表2でわ
かるようにON抵抗値測定素子11の検出値によりパル
ス幅を変えることによってヒータに印加されるエネルギ
ーを一定にでぎることがわかる。このように、ヘッドに
ON抵抗値測定素子11を形成しそれによってヘッドの
駆動条件を変えることによってヒータに印加されるエネ
ルギーを一定にでき、それによって印字性能ばらつきの
減少により歩留まり向上、電気熱変換体の早期破断がな
くなり、信頼性が向上する。[Table 2] Table 2 shows the detected values of the ON resistance value measuring elements 11 of the three heads, the converted ON resistance value, the pulse width which is the driving condition changed by the value, and the heater controlled by changing the pulse width. The applied energy is shown. The driving voltage is 10V. As can be seen from Table 2, the energy applied to the heater can be kept constant by changing the pulse width according to the detected value of the ON resistance measuring element 11. As described above, by forming the ON resistance value measuring element 11 in the head and changing the driving condition of the head, the energy applied to the heater can be made constant, thereby improving the yield and reducing the electrothermal conversion by reducing the variation in printing performance. Premature rupture of the body is eliminated and reliability is improved.
【0047】次に、第3の実施形態例について説明す
る。Next, the third embodiment will be described.
【0048】図4は、第3の実施形態例の記録ヘッドに
用いられるON抵抗値測定素子31およびシート抵抗値
測定素子32の等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the ON resistance value measuring element 31 and the sheet resistance value measuring element 32 used in the recording head of the third embodiment.
【0049】素子基体の作製方法及び電気熱変換体と電
極の大きさは第1の実施形態例と同じである。ON抵抗
値測定素子31は第2の実施形態例の場合と同じであ
る。シート抵抗値測定素子31は縦横比を4対1にして
シート抵抗値の4倍の大きさにしてある。また、大きさ
を400μ×100μと大きくしてパターン形成のばら
つきの影響を少なくしている。The manufacturing method of the element substrate and the sizes of the electrothermal converter and the electrodes are the same as those in the first embodiment. The ON resistance value measuring element 31 is the same as in the case of the second embodiment. The sheet resistance measuring element 31 has an aspect ratio of 4: 1 and a size four times the sheet resistance value. Further, the size is increased to 400 μ × 100 μ to reduce the influence of variations in pattern formation.
【0050】そして、図4で示してあるように、ON抵
抗値測定素子31とシート抵抗値測定素子32を並列に
結線してある。そして、ON抵抗値測定素子31にON
信号として、内部端子34に電気熱変換体のブロック選
択信号の2番ブロックを選択したときにON信号が入る
ように信号をつなげた。Then, as shown in FIG. 4, the ON resistance value measuring element 31 and the sheet resistance value measuring element 32 are connected in parallel. Then, the ON resistance value measuring element 31 is turned ON.
As a signal, a signal was connected so that an ON signal was input to the internal terminal 34 when the second block of the block selection signal of the electrothermal converter was selected.
【0051】このような結線をすると、ON信号が入っ
た時すなわち内部端子34にブロック2を選択したとき
は、ON抵抗値測定素子31とシート抵抗値測定素子3
2の並列の抵抗値、OFFの時すなわちブロック2以外
を選択したときは、シート抵抗値測定素子32のみの抵
抗値が外部出力端子33にて測定される。この二つのデ
ータから、ON抵抗値、シート抵抗値が計算によって得
られる。With such a connection, when an ON signal is input, that is, when the block 2 is selected as the internal terminal 34, the ON resistance measuring element 31 and the sheet resistance measuring element 3 are connected.
When two parallel resistance values are OFF, that is, when a block other than block 2 is selected, the resistance value of only the sheet resistance value measuring element 32 is measured at the external output terminal 33. From these two data, the ON resistance value and the sheet resistance value are obtained by calculation.
【0052】[0052]
【表3】
表3に、4つのへッドのON抵抗値測定素子31にOF
Fの時、すなわち内部端子34にブロック2以外を選択
したときの検出値すなわちシート抵抗値、ON信号が入
った時、すなわち内部端子34にブロック2を選択した
ときの検出値、そして換算したON抵抗値、そしてその
値によって変えた駆動条件であるパルス幅、そしてパル
ス幅を変えることによって制御したヒータに印加される
エネルギーを示している。なお、駆動電圧は10Vであ
る。表3でわかるようにON抵抗値測定素子31の検出
値およびシート抵抗値測定素子32測定のシート抵抗値
により、パルス幅を変えることによってヒータに印加さ
れるエネルギーを−定にできることがわかる。このよう
に、ヘッドにON抵抗値測定素子31とシート抵抗値測
定素子32とを形成しそれを結線し、その検出値により
へッドの駆動条件を変えることによってヒータに印加さ
れるエネルギーを−定にでき、それによって印字性能ば
らつきの減少により歩留まり向上、電気熱変換体の早期
破断がなくなり、信頼性が向上する。また、信号線を増
やさずに行えるのでヘッド、プリンター本体はコストア
ップしない。[Table 3] In Table 3, the ON resistance of the four heads is measured by the OF measuring element 31.
When F, that is, the detection value when the block other than the block 2 is selected for the internal terminal 34, that is, the sheet resistance value, when the ON signal is input, that is, when the block 2 is selected for the internal terminal 34, and the converted ON It shows the resistance value, the pulse width which is the driving condition changed by the resistance value, and the energy applied to the heater controlled by changing the pulse width. The driving voltage is 10V. As can be seen from Table 3, the energy applied to the heater can be made constant by changing the pulse width depending on the detected value of the ON resistance value measuring element 31 and the sheet resistance value of the sheet resistance value measuring element 32. In this way, the ON resistance value measuring element 31 and the sheet resistance value measuring element 32 are formed in the head, and the head resistance value measuring element 32 and the sheet resistance value measuring element 32 are connected to each other. As a result, it is possible to improve the yield by reducing the variation in printing performance, eliminate the early breakage of the electrothermal converter, and improve the reliability. Further, since the operation can be performed without increasing the number of signal lines, the cost of the head and the printer main body does not increase.
【0053】次に、第4の実施形態例について説明す
る。Next, a fourth embodiment will be described.
【0054】図5は、第4の実施形態例内におけるON
抵抗値測定素子41、シート抵抗値測定素子42、これ
らの結線および演算回路43図である。FIG. 5 shows ON in the fourth embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a resistance value measuring element 41, a sheet resistance value measuring element 42, their connections, and an arithmetic circuit 43.
【0055】素子基体の作製方法および電気熱変換体と
電極の大きさは第1の実施形態例と同じである。ON抵
抗値測定素子41は第2の実施形態例と同じである。シ
ート抵抗値測定素子42は第3の実施形態例と同じであ
る。The manufacturing method of the element substrate and the sizes of the electrothermal converter and the electrodes are the same as those in the first embodiment. The ON resistance value measuring element 41 is the same as that of the second embodiment. The sheet resistance measuring element 42 is the same as that of the third embodiment.
【0056】そして、図5で示してあるように、ON抵
抗値測定素子41とシート抵抗値測定素子42を並列に
結線してある。そして、ON抵抗値測定素子41にON
信号として内部端子34に電気熱変換体のブロック選択
信号の2番ブロックを選択したときにON信号が入るよ
うに信号をつなげた。As shown in FIG. 5, the ON resistance value measuring element 41 and the sheet resistance value measuring element 42 are connected in parallel. Then, the ON resistance measuring element 41 is turned ON.
As a signal, the signal was connected so that an ON signal was input to the internal terminal 34 when the block 2 of the block selection signal of the electrothermal converter was selected.
【0057】さらに、この信号線を演算回路ヘとつなげ
ている。また、ON抵抗値測定素子と41シート抵抗値
測定素子42を並列に結線し抵抗値を検出する回路につ
なげている。そして、その値を演算回路ヘ送る。−方そ
の値をもとに、ROM上にあるテーブル45にしたがっ
て、ヒート信号即ちパルス幅を可変する。そして、その
ヒート信号とビット選択信号のAND46で駆動素子の
ON/OFFする。このようにヘッドの基板内にこれら
の素子を形成することによって、ヘッド外部に信号を出
す必要がなくなり、信頼性向上およびコストダウンを計
ることができた。また、これら回路の形成は駆動素子と
同時に同一基板上に形成することが可能であり、コスト
アップはしない。したがって、ヘッド、プリンタートー
タルとしての信頼性向上、コストダウンすることができ
た。Furthermore, this signal line is connected to an arithmetic circuit. Further, the ON resistance value measuring element and the 41 sheet resistance value measuring element 42 are connected in parallel and connected to a circuit for detecting the resistance value. Then, the value is sent to the arithmetic circuit. On the other hand, based on the value, the heat signal, that is, the pulse width is changed according to the table 45 on the ROM. Then, the AND 46 of the heat signal and the bit selection signal turns ON / OFF the drive element. By forming these elements in the substrate of the head as described above, it is not necessary to output a signal to the outside of the head, and reliability can be improved and cost can be reduced. Further, these circuits can be formed on the same substrate at the same time as the driving elements, and the cost does not increase. Therefore, the reliability of the head and the printer as a whole can be improved and the cost can be reduced.
【0058】以下に本発明の記録ヘッドを適用したイン
クジェット記録装置を説明する。An ink jet recording apparatus to which the recording head of the present invention is applied will be described below.
【0059】図6は、本発明が適用されるインクジェッ
ト記録装置IJRAの模式的斜視図(外観図)である。
駆動モータ5013の正逆回転に連動して駆動力伝達ギ
ア5011、5009を介して回転するリードスクリュ
ー5005の螺旋溝5004に対して係合するキャリッ
ジHCはピン(不図示)を有し、矢印1、2方向に往復
移動される。5002は紙押さえ板であり、キャリッジ
移動方向にわたって紙をプラテン5000に対して押圧
する。5007、5008はフォトカプラでキャリッジ
のレバー5006のこの域での存在を確認してモータ5
013の回転方向切換等を行うためのホームポジション
検知手段である。5016は記録ヘッド前面をキャップ
するキャップ部材5022を支持する部材で、5015
はこのキャップ内を吸引する吸引手段でキャップ内開口
5023を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。501
7はクリーニングブレードで、5019はこのブレード
を前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板5
018にこれらは支持されている。ブレードはこの形態
でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できる
ことは言うまでもない。また、5012は、吸引回復の
吸引を開始するためのレバーで、キャリッジと係合する
カム5020の移動に伴って移動し、駆動モニタからの
駆動力がクラッチ切換等の公知の伝達手段で移動制御さ
れる。FIG. 6 is a schematic perspective view (outside view) of an ink jet recording apparatus IJRA to which the present invention is applied.
The carriage HC that engages with the spiral groove 5004 of the lead screw 5005 that rotates via the driving force transmission gears 5011 and 5009 in conjunction with the forward / reverse rotation of the drive motor 5013 has a pin (not shown), and has an arrow 1 It is reciprocated in two directions. A paper pressing plate 5002 presses the paper against the platen 5000 in the carriage movement direction. Reference numerals 5007 and 5008 denote photocouplers for confirming the presence of the lever 5006 of the carriage in this area, and checking the motor 5
This is a home position detecting means for switching the rotation direction of 013 and the like. Reference numeral 5016 denotes a member that supports a cap member 5022 that caps the front surface of the recording head.
The suction means for sucking the inside of the cap performs suction recovery of the recording head through the opening 5023 in the cap. 501
Reference numeral 7 is a cleaning blade, and 5019 is a member for moving the blade in the front-back direction.
These are supported by 018. Needless to say, the blade is not limited to this form, and a known cleaning blade can be applied to this embodiment. Reference numeral 5012 is a lever for starting suction for suction recovery, which moves with the movement of the cam 5020 that engages with the carriage, and the driving force from the driving monitor is controlled by a known transmission means such as clutch switching. To be done.
【0060】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側領域に来た
ときにリードスクリュー5005の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれ
ば、本例には何れも適用できる。上述における各構成は
単独でも複合的に見ても優れた発明であり、本発明にと
って好ましい構成例を示している。The capping, cleaning, and suction recovery are configured so that the desired processing can be performed at their corresponding positions by the action of the lead screw 5005 when the carriage comes to the home position side area. Any of the present embodiments can be applied as long as the desired operation is performed at the timing. Each of the above-described configurations is an excellent invention, either alone or in combination, and shows a preferred configuration example for the present invention.
【0061】なお、本装置にはインク吐出圧発生素子を
駆動するための駆動信号供給手段を有している。The apparatus has drive signal supply means for driving the ink ejection pressure generating element.
【0062】[0062]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明により、駆動
素子の特性を検知する素子を基板上に設け、そこで検出
した情報によってヘッドの駆動条件を変えることによっ
て、電気熱変換体に印加されるエネルギーをヘッド間で
一定にすることができる。エネルギーがヘッド間で一定
になれば、ヘッド間で一定な印字性能が得られ、印字歩
留まりが向上する。また、早期断線も無くなり、信頼性
が向上する。As described above, according to the present invention, the element for detecting the characteristic of the driving element is provided on the substrate, and the driving condition of the head is changed according to the information detected there, so that it is applied to the electrothermal converter. The energy can be constant between the heads. If the energy is constant between the heads, a constant printing performance is obtained between the heads, and the printing yield is improved. Also, early disconnection is eliminated and reliability is improved.
【0063】また、駆動素子の特性を検知する素子とし
てのON抵抗値測定用素子とシート抵抗値のばらつきを
検知する素子を並列に結線し、ON抵抗値測定用素子に
ある信号、例えばブロック選択信号を与えてON抵抗値
測定用素子すなわち駆動素子をONさせたり、OFFさ
せたりする。ONのときはON抵抗値測定用素子とシー
ト抵抗値のばらつきを検知する素子の情報、OFFの時
はシート抵抗値のばらつきを検知する素子のみの情報を
検知できる。このようにすれば、外部に取り出す信号線
を1本にできるのでプリンター本体、ヘッドのコストを
アップさせずにヘッドの印字性能ばらつきの減少により
歩留まりが向上し、電気熱変換体の早期破断がなくな
り、信頼性が向上する。Further, an ON resistance value measuring element as an element for detecting the characteristic of the driving element and an element for detecting the variation of the sheet resistance value are connected in parallel, and a signal in the ON resistance value measuring element, for example, block selection is selected. A signal is given to turn on and off the ON resistance value measuring element, that is, the driving element. When it is ON, it is possible to detect the information of the ON resistance value measuring element and the information of the element that detects the variation of the sheet resistance value, and when it is OFF, the information of only the element that detects the variation of the sheet resistance value can be detected. By doing so, the number of signal lines that can be taken out to the outside can be reduced to one, so the yield of the printer can be improved by reducing variations in the printing performance of the head without increasing the cost of the printer body and head, and the early breakage of the electrothermal converter is eliminated. , Reliability is improved.
【0064】さらに、基板内にON抵抗値測定用素子と
シート抵抗値のばらつきを検知する素子を形成し、その
情報を演算処理し、駆動条件を変える素子を設けること
によって、信号線が減るのでプリンター本体、ヘッドの
コストをアップさせずヘッドの印字性能ばらつきの減少
により歩留まり向上、電気熱変換体の早期破断がなくな
り、信頼性が向上する。Further, since the ON resistance value measuring element and the element for detecting the variation of the sheet resistance value are formed in the substrate, the information is arithmetically processed, and the element for changing the driving condition is provided, the number of signal lines is reduced. The yield is improved due to the reduction in the print performance variation of the head without increasing the cost of the printer body and the head, the early breakage of the electrothermal converter is eliminated, and the reliability is improved.
【図1】本発明の記録ヘッドの模式的斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of a recording head of the present invention.
【図2】本発明の記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the recording head of the present invention.
【図3】本発明のインクジェット記録ヘッドの一実施形
態例に用いられるON抵抗値測定素子の等価回路図であ
る。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of an ON resistance value measuring element used in an embodiment of an inkjet recording head of the present invention.
【図4】本発明の記録ヘッドの第3の実施形態例に用い
られるON抵抗値測定素子およびシート抵抗値測定素子
の等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of an ON resistance value measuring element and a sheet resistance value measuring element used in a third embodiment of the recording head of the present invention.
【図5】本発明の記録ヘッドの第4の実施形態例に用い
られるON抵抗値測定素子、シート抵抗値測定素子、こ
れらの結線および演算回路図である。FIG. 5 is an ON resistance value measuring element, a sheet resistance value measuring element used in the fourth embodiment of the recording head of the present invention, and their connection and arithmetic circuit diagram.
【図6】本発明の記録装置の概要を示す模式的斜視図で
ある。FIG. 6 is a schematic perspective view showing the outline of a recording apparatus of the present invention.
11,31,41 ON抵抗値測定素子 13,33 外部出力端子 14,34 内部端子 32,42 シート抵抗値測定素子 43 演算回路 44 抵抗値測定回路 45 テーブル 46 AND回路 47 駆動素子 48 電気熱変換体 11, 31, 41 ON resistance measuring element 13,33 External output terminal 14,34 internal terminals 32,42 Sheet resistance measuring element 43 Operation circuit 44 Resistance measurement circuit 45 table 46 AND circuit 47 Drive element 48 Electrothermal converter
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Claims (10)
換体を構成する発熱抵抗層と電極層とを素子基体上に有
し、前記電気熱変換体を駆動する複数の駆動素子が同一
素子基体上に作り込まれている、被記録媒体に対して記
録を行うインクジェット記録ヘッドにおいて、前記素子基体上には、前記駆動素子と同じ工程で製造さ
れ前記駆動素子の特性を検知するための検知素子と、前
記発熱抵抗層のシート抵抗値を測定するシート抵抗値測
定素子が作り込まれており、 前記駆動素子特性の検知とシート抵抗値の測定とが一つ
の端子で行えるよう、前記検知素子とシート抵抗値測定
素子が前記素子基体上で結線されている ことを特徴とす
るインクジェット記録ヘッド。1. A heating element resistance layer and an electrode layer constituting an electrothermal converter for generating thermal energy are provided on an element substrate, and a plurality of driving elements for driving the electrothermal converter are the same element substrate. In an ink jet recording head for recording on a recording medium, which is built in above, it is manufactured on the element substrate in the same process as the driving element.
A sensing element for sensing the characteristics of the driving element,
Sheet resistance measurement to measure the sheet resistance of the heating resistance layer
The constant element is built in, and the detection of the driving element characteristic and the measurement of the sheet resistance value are done in one.
Measurement of the sheet resistance with the sensing element so that
An ink jet recording head, wherein elements are connected on the element base .
ある、請求項1記載のインクジェット記録ヘッド。2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the driving element is an NMOS transistor.
換体を構成する発熱抵抗層と電極層とを素子基体上に有
し、前記電気熱変換体を駆動するMOSトランジスタで
構成された複数の駆動素子が同一素子基体上に作り込ま
れている、被記録媒体に対して記録を行うインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、 前記駆動素子と同じ工程で製造され前記駆動素子の特性
を検知するためのMOSトランジスタで構成された検知
素子であり、前記駆動素子よりも大きなON抵抗値を有
する検知素子が前記素子基体上に作り込まれていること
を特徴とする インクジェット記録ヘッド。3. An electrothermal converter for generating thermal energy.
The heat generating resistance layer and the electrode layer forming the replacement body are provided on the element substrate.
A MOS transistor that drives the electrothermal converter
Multiple configured drive elements are built on the same element substrate.
Ink jet for recording on the recording medium
In preparative recording head, the characteristics of the drive element is manufactured in the same process as the drive element
Detection composed of MOS transistor for detecting
Element and has an ON resistance value larger than that of the driving element.
The sensing element to be installed on the element substrate
An inkjet recording head characterized by .
該液体中に気泡を形成させる電気熱変換対が配された熱
作用部を備え、インク吐出用の吐出口に連通したインク
流路を有する、請求項1または3記載のインクジェット
記録ヘッド。4. with a heat acting portion electrothermal converting pair to form a bubble in the liquid was arranged by giving thermal energy to the liquid, having an ink flow paths communicating with the discharge port for discharging ink, claim 1 or 3 An ink jet recording head according.
素子のON抵抗値測定素子である、請求項1または3記
載のインクジェット記録ヘッド。Wherein said driving device characteristics detecting device is ON resistance measuring element of the driving device, according to claim 1 or 3 An ink jet recording head according.
した情報を演算処理して電気熱変換体の駆動条件を変え
るための手段を同一素子基体上に有する、請求項1また
は3記載のインクジェット記録ヘッド。6. comprising means for varying the driving condition of the driving device characteristics information detected by the detection device performs calculation process on electrothermal transducers on the same element substrate also Claim 1
Is an inkjet recording head described in 3 .
同一基板内で演算処理して電気熱変換体の駆動条件を変
えるための手段を備えている、請求項6記載のインクジ
ェット記録ヘッド。7. The ink jet recording head according to claim 6 , further comprising means for performing arithmetic processing on the information detected by the both elements in the same substrate to change the driving condition of the electrothermal converter.
であって、 請求項1または請求項3記載の記録ヘッドと、該記録ヘ
ッドによって記録がなされる被記録媒体を搬送するため
の被記録媒体搬送手段とを有する、インクジェット記録
装置。8. A recording apparatus for recording on a recording medium, the recording head according to claim 1 or 3 , and a recording medium for conveying the recording medium on which recording is performed by the recording head. An inkjet recording apparatus having a recording medium conveying unit.
換体を構成する発熱抵抗層と電極層とを素子基体上に有
し、前記電気熱変換体を駆動する複数の駆動素子が作り
込まれている素子基体において、 前記駆動素子と同じ工程で製造され前記駆動素子の特性
を検知するための検知素子と、前記発熱抵抗層のシート
抵抗値を測定するシート抵抗値測定素子が作り込まれて
おり、 前記駆動素子特性の検知とシート抵抗値の測定とが一つ
の端子で行えるよう、前記検知素子とシート抵抗値測定
素子が前記素子基体上で結線されていることを特徴とす
るインクジェット記録ヘッド用素子基体。 9. An electrothermal converter for generating thermal energy.
The heat generating resistance layer and the electrode layer forming the replacement body are provided on the element substrate.
Then, a plurality of driving elements for driving the electrothermal converter are formed.
The characteristics of the drive element manufactured in the same process as the drive element in the embedded element substrate.
And a sheet of the heating resistance layer for detecting the
Built-in sheet resistance measuring element for measuring resistance
And the detection of the driving element characteristics and the measurement of the sheet resistance value are one
Measurement of the sheet resistance with the sensing element so that
An element is connected on the element base,
An element substrate for an inkjet recording head.
変換体を構成する発熱抵抗層と電極層とを素子基体上に
有し、前記電気熱変換体を駆動するMOSトランジスタ
で構成された複数の駆動素子が作り込まれている素子基
体において、 前記駆動素子と同じ工程で製造され前記駆動素子の特性
を検知するためのMOSトランジスタで構成された検知
素子であり、前記駆動素子よりも大きなON抵抗値を有
する検知素子が前記素子基体上に作り込まれていること
を特徴とするインクジェット記録ヘッド用素子基体。 10. Electric heat for generating thermal energy
The heating resistance layer and the electrode layer constituting the converter are formed on the element substrate.
A MOS transistor having the same and driving the electrothermal converter
An element base in which multiple drive elements composed of
In the body, the characteristics of the drive element manufactured in the same process as the drive element
Detection composed of MOS transistor for detecting
Element and has an ON resistance value larger than that of the driving element.
The sensing element to be installed on the element substrate
An ink jet recording head element substrate.
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| JP20655297A JP3372834B2 (en) | 1996-07-31 | 1997-07-31 | Ink jet recording head, ink jet recording apparatus, and substrate for ink jet recording head |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20207796 | 1996-07-31 | ||
| JP8-202077 | 1996-07-31 | ||
| JP20655297A JP3372834B2 (en) | 1996-07-31 | 1997-07-31 | Ink jet recording head, ink jet recording apparatus, and substrate for ink jet recording head |
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- 1997-07-31 JP JP20655297A patent/JP3372834B2/en not_active Expired - Fee Related
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