打印元件基板、液体喷射头和打印装置的制作方法

本发明涉及被配置为从喷射口喷射液体的打印元件基板、液体喷射头和打印装置，特别地涉及并入用于检查喷射质量的检查单元的打印元件基板、液体喷射头和打印装置。

背景技术：

在通过从包含于液体喷射头中的喷射口喷射液体来进行打印的打印装置中，需要更高的图像质量和更高速的打印，并且，最近公开了在打印宽度上配置多个打印元件基板并且用大量的喷射口进行打印的全幅型打印头。

日本专利特开2010-012795公开了这样一种配置，即通过以交错的方式配置打印元件基板或者在将打印元件基板配置于一行中时赋予打印元件基板的端部某个角度，使得喷射口行在打印元件基板的连接部分处在喷射口行方向上重叠。与以交错的方式配置打印元件基板相比，通过使端部成角度的方式配置打印元件基板，可减小相邻的打印元件基板的喷射口之间的距离。由于相邻的打印元件基板的喷射口之间的距离减小，因此，连接部分处的喷射口行的偏移减小，并且可抑制液体的着落位置偏移。

并且，在打印元件基板中，提出以下措施：通过设置用于检测各喷射口处的温度的检测元件以及通过基于该检测元件的检测结果识别具有缺陷喷射的喷射口来反映图像互补或打印头的恢复作业的识别。

在设置多个用于检测温度信息等的检测元件的检测元件行与喷射口行对应地被设置的打印元件基板中，出现以下的问题。即，在喷射口行的端部处的喷射口与打印元件基板的端部之间，用于驱动打印元件的驱动电路、检测元件电路和连接布线大量引绕。在引绕布线的布线区域中的布线数量增加的情况下，需要加宽布线区域。特别地，在与各喷射口对应地设置检测元件的打印元件基板中，打印元件基板具有更多的布线并且布线区域变大。

如上所述，在布线区域变大的情况下，喷射口行方向的打印元件基板的长度变长。特别是在通过赋予打印元件基板的延伸端部某个角度而在一行中配置多个打印元件基板的情况下，如果喷射口行的端部与检测元件行的端部之间的布线区域变大，则连接部分处的喷射口行的偏移增加，并且存在液体的着落位置偏移的问题。

技术实现要素：

因此，本发明提供具有与喷射口行对应地设置的检测元件行并且能够抑制喷射口行方向的长度的增加的打印元件基板、液体喷射头和打印装置。

因此，本发明的打印元件基板是这样一种打印元件基板，其包括：多个喷射元件行，其中，用于喷射液体的多个喷射元件形成行；多个检测元件行，其中，用于检测液体的喷射状态的多个检测元件形成行，所述检测元件行与所述喷射元件行对应地设置；控制单元，其控制从所述多个检测元件中选择用于进行检测的检测元件以及从多个检测元件行中选择包含用于进行检测的所述检测元件的检测元件行；行选择单元，其与所述检测元件行对应地设置，并且基于控制单元对检测元件行的选择来选择相应的检测元件行；以及第一共用布线，其针对所述多个检测元件行共同设置，其中，多个检测元件行中的各检测元件行和控制单元通过与检测元件行对应的行选择单元和所述第一共用布线来连接，以及所述第一共用布线被布线为通过所述打印元件基板的所述喷射元件行方向的端部与所述喷射元件行的端部及所述检测元件行的端部之间的区域。

根据本发明，在具有与喷射口行对应地设置的检测元件行的打印元件基板中，喷射口行方向的打印元件基板的长度的增加可被抑制。

根据以下参考附图对示例性实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1a是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图1b是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图1c是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图1d是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图2a是示出信号时序的示图；

图2b是示出变更例的示图；

图3a是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图3b是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图3c是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图3d是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图4a是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图4b是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图4c是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图4d是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图5是示出具有喷射检查的功能的打印元件基板的布线的示图；

图6a是示出具有喷射检查的功能的比较例的打印元件基板的布线的示图；

图6b是示出具有喷射检查的功能的比较例的打印元件基板的布线的示图；

图6c是示出具有喷射检查的功能的比较例的打印元件基板的布线的示图；

图7a是用于说明打印头中的打印元件基板的配置的示图；

图7b是用于说明打印元件基板中的布线的位置的示图；

图7c是用于说明打印元件基板中的布线的位置的示图；

图8是示出打印装置的配置示例的示图。

具体实施方式

(第一实施例)

以下参照附图描述本发明的第一实施例。

在描述本发明的实施例时，首先描述比较例的形式。用于这里描述的打印元件基板的打印元件是通过在接收到热能或机械能时产生压力来使液滴从喷射口喷射液滴的打印元件。并且，打印元件基板包括各喷射口上的检测元件，检测元件是检测温度或压力或静电容量的物理量的检测元件，并且，这里描述特别适于温度检测元件的形式。通过用温度检测元件获得温度轮廓，可检测出喷射状态是正常还是不良的液体喷射状态。

注意，不良喷射状态包括由通道中的剩余气泡导致的不良喷射或在杂质沉积于通道上并且不正常地执行液体的重新填充的情况下导致的不良喷射。并且，存在由沉积于喷射口的表面上的液体引起的不良喷射或由喷射口中的杂质的阻塞导致的不良喷射等。

图6a是示出包括打印元件和检测元件并且具有喷射检查的功能的比较例的打印元件基板的布线的示意图。图6b是示出实际的打印元件基板中的布线的外观布局的示图，图6c是图6b中的vic-vic上的截面图。控制电路703包含控制电路705和控制电路704，并且对检测元件电路和驱动构成与打印元件基板中的四个喷射口行对应的打印元件行的打印元件的驱动电路进行控制。电路706包含第一行上的打印元件驱动电路707和检测元件电路708，并且通过多个布线与控制电路703连接。

控制电路703的控制打印元件驱动电路的控制电路704与打印元件驱动电路707由布线束710连接。布线束710具有个体布线束712和共用布线束711。串行数据传送信号的时钟信号clk和数据信号d分别通过个体布线束712被传送到设置在各打印元件行中的打印元件驱动电路。并且，数据的锁存信号lt和驱动施加信号he通过针对设置在各打印元件行中的打印元件驱动电路共同设置的共用布线束711被传送。

并且，控制电路703中的控制检测元件电路的控制电路705和检测元件电路708通过布线束713连接。传送用于选择检测元件的数据的串行数据传送信号的时钟信号clks、数据信号ds和锁存信号lts通过针对设置在各打印元件行中的检测元件电路共同设置的共用布线束714被传送。并且，用于向检测元件馈送电力的电源is和检测信息的检测元件的端子电压s+和s-分别通过布线束715单独地与设置在各打印元件行中的检测元件电路连接。布线束713和布线束710的布线数量总共为25(参见图6c)。

如图6c所示，从打印元件基板701的基板端部718侧，依次排列作为用于连接控制电路705和检测元件电路708的布线束713和用于连接控制电路704和打印元件驱动电路707的布线束710。特别地，与检测元件电路708连接的电源is和端子电压s+和s-的布线应考虑避免由于模拟信号产生的噪声重叠来布线。因此，希望电源is和端子电压s+和s-的布线布线于具有更少的噪声源的基板端侧，以不与作为噪声源的打印元件驱动电路707相交。因此，连接各行的检测元件电路708和控制电路705的布线配置于基板端部718侧。

下面，描述本实施例中的打印元件基板的配置。

图1a是示出本实施例中的包括打印元件(喷射元件)和检测元件并且具有喷射检查功能的打印元件基板的布线的示意图。多个打印元件排成行并且形成打印元件行(喷射元件行)。并且，多个检测元件也排成行并且形成检测元件行。这里，与用于驱动打印元件的驱动电路有关的配置是与以比较例的形式描述的配置相同的配置。电路106包括第一行上的打印元件驱动电路107和检测元件电路108，并且通过多个布线与控制电路103连接。控制电路103中的检测元件电路的控制电路105和检测元件电路108通过布线束113连接。用于传送用于选择检测元件的数据(检测元件选择信号)的串行数据传送信号的时钟信号clks、数据信号ds和锁存信号lts中的各信号通过布线束113中的共用布线束114来传送。然后，用于选择检测元件电路的行的行选择信号a0和a1通过共用布线束(行选择信号传送布线)116来传送。并且，在布线束113中，向检测元件馈送电力的电源is和检测信息的检测元件的端子电压s+和s-通过共用布线束115(检测信息传送布线)传送到作为各行的行选择单元的行选择单元117。

在本实施例中，还进行配置，使得行选择电路117设置在各打印元件行中所设置的检测元件电路108中并且通过行选择信号a0和a1来选择检测元件电路的行，因此，可减少布线的数量。作为结果，共用布线束114、共用布线束116和共用布线束115的布线数量总共为18个布线(参见后面描述的图1d)。

以下描述本实施例中的检测元件的行中的特定电路配置以及选择方法。

图1b是示出使用加热电阻元件为打印元件的打印元件驱动电路107和使用温度敏感电阻元件作为检测元件的检测元件电路108的详细电路配置的示图。在用于驱动打印元件的驱动电路107中，打印元件123的一个端子与电源线122连接，而另一端与驱动开关124连接。驱动开关124在用于展开和存储在串行数据中传送的打印数据的选择电路125中被开/关控制。检测元件电路108包含用于展开和存储在串行数据中传送的检测元件的选择数据的偏移寄存器133和用于选择在接收到选择数据时选择执行检测的任意检测元件的解码器130。并且，检测元件电路108包含模拟开关多路复用器134，其用于在接收到行选择信号a1和a0时切换包含执行检测的检测元件126的检测元件行的选择。并且，检测元件电路108包含检测元件126的阵列和用于缓冲由检测元件126检测的信号的一对缓冲放大器132。注意，本实施例被配置为使得与各打印元件123对应地设置检测元件126，但不必针对各打印元件123设置检测元件126。只需要与打印元件123的一行对应地设置通过设置多个检测元件126构成的检测元件126的行。

检测元件126的一个端子与向检测元件126馈送电力的电源is(这里，为恒定电流)的布线共同连接，而各另一端子与选择开关129连接。并且，检测元件126的两个端子分别与用于读出端子电压的读出开关127和128连接。读出开关127和128的另一端子分别与一对共用布线131连接，并且共用布线131与缓冲放大器132连接。选择开关129和读出开关127和128由解码器130进行开/关控制。

模拟开关多路复用器134包含针对各行固定为特定的解码的解码器135、用于选择电源is的开关136和用于选择缓冲放大器132的输出信号的一对开关137。在从控制电路105发送行选择信号a1和a0和检测元件的选择数据的情况下，选择特定行的检测元件和模拟开关多路复用器134。然后，共用布线的电源is馈送电力，并且，检测元件126的端子电压被输出到共用布线的布线s+和布线s-。

图1c是示出相邻配置的打印元件基板的连接部分中的布线的外观布局的示图，并且是以放大的方式示出图7a所示的打印头100的区域a的示图。图1d是图1c中的id-id上的截面图。打印元件基板101和打印元件基板102包含以锐角与喷射元件行延伸的方向相交的外缘(端部)。打印元件基板101和打印元件基板102被设置成使得其端部相邻。这里，打印元件基板101和打印元件基板102即相邻设置的两个打印元件基板被示为作为液体喷射头的打印头的一部分。多个打印元件基板被设置成使得沿与喷射元件行的方向相交的方向延伸的打印元件基板的端部相邻，以配置全幅型打印头。在本实施例的打印元件基板中的布线中，如图1d那样，从基板端部101a依次地排列布线束113和布线束110，其中布线束113连接控制电路105和各检测元件电路108，布线束110用于连接控制电路104和各打印元件驱动电路107的串行数据传送。并且，共用布线的束113以电源is和检测信号s+和s-的共用布线的束115、行选择信号a0和a1的共用布线的束116和串行数据传送信号的clks、ds和lts的共用布线的束114的次序排列。

如上所述，在本实施例中，行选择电路117设置在检测元件电路108中，并且接收通过多个检测元件行共用的共用布线所传送的行选择信号a0和a1的行选择电路117切换相应检测元件行的选择。作为结果，通过使连接控制电路103与打印元件驱动电路和检测元件电路的布线为共用布线并且通过使得能够进行选择信号传送，布线数量可减少到18且可使得基板端部中的布线区域变窄。作为结果，可使得打印元件基板102和打印元件基板101之间的连接部分中的喷射口118的连接距离119比比较例中的连接距离719(参见图6b)短。

作为结果，能够实现具有与喷射口行对应地设置的检测元件行并且能够抑制连接部分中的液体的冲击位置偏移的打印元件基板和打印装置。并且，通过具有与喷射口行对应地设置的检测元件行的打印元件基板，能够抑制打印元件基板在喷射口行方向的长度的增加。

图7b是示出打印元件基板101中的用于打印元件的布线束110和用于检测元件的布线束113的布局的示图。这些布线束110和113连接包括多个电路106的电路部分120与控制电路103，其中各电路106具有打印元件和检测元件。如上所述，行选择电路117被配置于检测元件行的一个端部上，并且，布线束113被配置于该端部与打印元件基板的接近该端部的端部101a之间。并且，行选择电路117不被配置于打印元件基板101的检测元件行的另一端部上，并且，布线束也不被配置于该另一端部与打印元件基板101的接近该另一端部的端部101b之间。然后，如图1c和图7a所示，在打印头100中，打印元件基板101的设置布线束113的一个端部101a与打印元件基板102的不设置布线束的另一端部102b相邻地配置。

图7c是示出变更例的打印元件基板801中的用于打印元件的布线束810和用于检测元件的布线束813的布局的示图。在一个打印元件基板801中配置多个喷射口行的情况下，可进行配置以使得电路分成两个即电路120a和电路120b，并且，控制电路803a和803b被设置为分别与电路120a和电路120b对应。在这种情况下，与电路120a连接的布线束810a和813a被配置于打印元件基板的一个端部810a上，而与电路120b连接的布线束810b和813b被配置于另一个端部810b。在变更例中的要通过使用多个打印元件基板801构成打印头的情况下，也只需要打印元件基板801的一个端部801a和另一打印元件基板801的另一端部801b相邻地配置。

注意，虽然通过考虑噪声重叠的抑制而将模拟信号的共用布线束115配置于打印元件基板的端部侧，但是，特别地，这里，将行选择的共用布线束116配置于也是噪声源的布线114和110与共用布线束115之间。由于行选择信号a0和a1不可避免地在选择检测元件且读出检测信息的周期中进入恒定电压状态，因此，可以期望针对噪声源的屏蔽效果。

图2a是示出行选择信号a0和a1、数字动作的布线114和110和模拟信号is、s+和s-之间的时序关系的示图。关于在所有时间动作的数字动作的信号，在选择检测元件seg1的周期t_seg1期间，行选择信号a0和a1为恒定电压，由此可获得屏蔽效果。

(变更例)

图2b是示出本实施例的打印元件基板的变更例的截面图。在第一实施例中的上述形式中，描述在同一布线层中配置的布线的排列的形式，但是在变更例中，描述在布线层之间也可获得类似的屏蔽效果的形式。在变更例中的打印元件基板中，在模拟信号的共用布线束115配置于第一层中并且变为噪声源的打印元件123的电源线122配置于第三层中的情况下，通过在第二层中配置用于行选择的共用布线116，可以期望屏蔽效果。

(第二实施例)

以下通过参照附图描述本发明的第二实施例。注意，由于本实施例的基本构成与第一实施例类似，因此以下仅描述特征配置。在本实施例中，描述用于连接控制电路和四行的检测元件电路各自的布线的数量进一步减少的形式。

图3a是示出与打印元件一起包含检测元件并且具有喷射检查的功能的打印元件基板301的连接部分上的布线的示图。并且，图3b是示出实际的打印元件基板中的连接部分上的布线的外观布局的示图，图3c是图3b中的iiic-iiic上的截面图。在本实施例中，由于与打印元件驱动电路有关的配置与第一实施例类似，因此省略描述。

本实施例中的电路306包括第一行上的打印元件驱动电路307和检测元件电路308，并且，控制电路303中的检测元件电路的控制电路305和四行的检测元件电路308各自通过布线束313连接。在本实施例中，与第一实施例相比，用于选择行的行选择信号a0和a1的共用布线减少。在本实施例中，除了用于选择检测元件的数据以外，还在串行数据传送信号中传送用于选择行的行选择数据，使得实现行选择信号a0和a1的共用布线的减少。

用于传送用于选择检测元件的数据的串行数据传送信号的时钟信号clks、数据信号ds和锁存信号lts通过共用布线束314被传送到各行。用于向检测元件馈送电力的电源is和检测信息的检测元件的端子电压s+和s-通过共用布线束315被传送到各行中的行选择电路317。在本实施例中，也通过共用布线束314传送用于选择行的行选择数据。作为结果，共用布线束314和共用布线束315的布线数量总共变为16个(参见图3c)。

图3d是示出以使用温度敏感电阻元件作为检测元件的检测元件电路(包含行选择电路)308的电路配置的示图。本实施例的与第一实施例不同的电路配置是接收串行数据传送信号的部分，并且，其它电路(解码器、检测元件的电路、缓冲放大器和模拟开关多路复用器)的配置与第一实施例相同。

在本实施例中，在串行数据中传送的检测元件的选择数据和行选择数据在偏移寄存器333中展开和存储。然后，行选择数据的信号被传送到针对模拟开关多路复用器334中所包括的各行而固定为特定的解码的解码器335。选择从控制电路305发送的行选择数据所针对的指定行中的检测元件和模拟开关多路复用器334，共同布线的电源is馈送电力，并且，检测元件的端子电压被输出到共同布线的布线s+和布线s-。

打印元件基板的连接部分中的布线从打印元件基板301的基板端部依次排列，上述布线诸如用于连接控制电路305和四行的检测元件电路308各自的布线束313和用于连接控制电路304和四行的打印元件驱动电路307各自的布线束310。然后，与检测元件电路308连接的共用布线束313按电源is和检测信号s+和s-的共用布线束315和串行数据传送信号clks、ds和lts的共用布线束314的次序排列。

在本实施例中，通过将用于选择行的行选择数据作为串行数据来传送，减少了行选择信号的布线数量，并且，进一步减小了连接部分中的基板端部上的布线区域。作为结果，使得打印元件基板302和打印元件基板301之间的连接部分中的喷射口的连接距离319比比较例的连接距离719(参见图6b)短。

注意，在增加第一实施例中描述的屏蔽效果的情况下，只需要在噪声源与模拟信号的共用布线束315之间配置gnd布线。

(第三实施例)

以下通过参照附图描述本发明的第三实施例。注意，由于本实施例的基本构成与第一实施例类似，因此以下仅描述特征配置。在本实施例中，描述用于连接控制电路和四行的检测元件电路各自的布线的数量减少的形式。

图4a是示出与打印元件一起包含检测元件并且具有喷射检查功能的打印元件基板401的连接部分中的布线的示图。注意，与检测元件电路有关的配置与在第二实施例中描述的相同。

电路406是包括第一行上的打印元件驱动电路407和检测元件电路408的电路。控制电路403中的打印元件驱动的控制电路404和四行的打印元件驱动电路407各自通过布线束410被连接。

本实施例的配置与第一和第二实施例的不同在于，使得通过布线束410传送到四行的打印元件驱动电路407各自的串行数据传送的clk信号和d信号共用布线，以减少对各行单独布线的clk信号和d信号的布线数量。

传送到四行的打印元件驱动电路407各自并且选择打印元件行的串行数据传送信号(是喷射元件行选择信号)的时钟信号clk和数据信号d通过共用布线束410传送到各行，并且，与打印元件驱动有关的布线的数量总共为四个。通过共用布线束410，数据的锁存信号lt和驱动施加信号he通过共用布线束411传送，并且，串行数据传送信号的时钟信号clk和数据信号d通过共用布线束412传送。在第一和第二实施例中，时钟信号clk和数据信号d通过单个布线传送到四行的打印元件驱动电路各自，但是在本实施例中，使得布线共用并且信号通过共用布线束412传送。作为结果，通过添加与检测元件电路408连接的共用布线束413的6个布线，布线数量总共为10个。

图4b是示出使用加热电阻元件作为打印元件的打印元件驱动电路407的详细电路配置的示图。本实施例中的打印元件驱动电路407的电路配置与第一和第二实施例的不同在于，包含用于接收串行数据传送信号的行选择电路440。

行选择电路440在偏移寄存器中展开和存储串行数据中传送的打印元件的选择数据和行选择数据。然后，行选择电路440并入在接收到行选择数据时针对各行以特定的解码固定的多路复用器，并且接通/关断对于打印元件驱动电路407的输入。

图4c是示出实际打印元件基板的连接部分中的布线的外观布局的示图，图4d是图4c中的ivd-ivd上的截面图。从打印元件基板401的基板端部420开始，依次排列用于连接控制电路405和四行的检测元件电路408各自的布线束413和用于连接控制电路404和四行的打印元件驱动电路407各自的共用布线束410。在共用布线束410中，排列用于传送串行数据传送信号clk和d的共用布线束412和用于传送lt信号和he信号的共用布线束411。

在本实施例中，通过使得用于传送到四行的打印元件驱动电路407各自的串行数据传送的clk信号和d信号共用布线，减少了对各行单独布线的串行数据传送布线的数量，并且进一步减少了连接部分中的基板端部上的布线区域。作为结果，进一步使得打印元件基板402与打印元件基板401之间的连接部分中的喷射口的连接距离419比比较例的连接距离719(参见图6b)短。

(第四实施例)

以下参照附图描述本发明的第四实施例。注意，由于本实施例的基本配置与第一实施例类似，因此，以下仅描述特征配置。

图5是示出以交错的方式配置各自具有正常的方形形状的打印元件基板的情况下的、打印元件基板501与502之间的连接部分的基板端部区域中的布线组的外观布局的示图。电路配置、连接控制电路和各行的布线组和各布线的的排列与第一实施例、第二实施例或第三实施例相同。

在交错配置的情况下，喷射口的连接距离由打印元件基板501的基板尺寸y确定，因此，基板端部上的布线的数量没有影响，但是，由于基板端部的宽度减小，因此，可使得基板尺寸x短。作为结果，可使得打印头的喷射口行方向的尺寸小。

(打印头和打印装置)

描述安装上述实施例的打印元件基板的喷墨打印头(液体喷射头)和使用该喷墨打印头的打印装置的示例。

图8是用于说明使用喷墨打印头100的喷墨打印装置1的配置示例的示意性透视图。本示例的打印装置1是所谓的全幅型打印装置，并且，使用在打印介质p的宽度方向的整个区域上延伸的长的打印头100。通过使用传输带等的传输机构130，打印介质p连续地沿箭头a方向被传输。在沿箭头a方向传输打印介质p的同时从打印头100喷射墨(液体)导致在打印介质p上打印图像。在本示例的情况下，通过使用喷射青色(c)、品红色(m)、黄色(y)和黑色(k)墨的打印头100c、100m、100y和100bk作为打印头100，可以打印彩色图像。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。