(57)【要約】【課題】インク吐出用アクチュエータと外部回路との電気的接続経路を簡略化して、記録ヘッドの製造を容易にするとともに、記録ヘッド全体でのコストダウンを図り、電力配線のインピーダンスを低減させ、インク吐出口面と記録媒体との間隔を短縮して、インク弾道のずれによる画質低下を防止し、前記電気的接続経路の構造を平坦化して、インク吐出面に付着したインクを拭き取りやすくする。【解決手段】インクジェットプリンタのヘッドにおいて、インクを吐出させるアクチュエータに無線通信手段を搭載して、アクチュエータとアクチュエータ制御回路との信号線接続を無線通信で行うことにより、有線通信路を削除または削減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタのヘッドにおいて、インクを吐出するインク吐出用アクチュエータに無線通信手段を搭載したことを特徴とするインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項２】
インク吐出用アクチュエータに搭載する無線通信手段の媒体は電磁波であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項３】
インク吐出用アクチュエータに搭載する無線通信手段は光通信手段であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項４】
インクを吐出するアクチュエータはバブルジェット(登録商標)方式のアクチュエータであることを特徴とする請求項２または３記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項５】
インクを吐出するアクチュエータはピエゾジェット方式のアクチュエータであることを特徴とする請求項２または３記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項６】
インクを吐出するアクチュエータは、インク吐出面と反対側の面（背面）に無線通信用のアンテナを配置したことを特徴とする請求項２記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項７】
インクを吐出するアクチュエータに貫通電極を形成して、インク吐出アクチュエータと無線通信用アンテナとを接続したことを特徴とする請求項６記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項８】
インク吐出アクチュエータの側面に電極を設けて、インク吐出アクチュエータと無線通信用アンテナとを接続したことを特徴とする請求項６記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項９】
インク吐出アクチュエータのインク吐出面に電極を設けて、インク吐出アクチュエータと無線通信用アンテナとを接続することを特徴とする請求項６記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項１０】
無線通信用アンテナは薄膜半導体プロセスで形成した半導体材料で構成されていることを特徴とする請求項６記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項１１】
無線通信用アンテナは積層セラミックスアンテナであることを特徴とする請求項６記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項１２】
無線通信用アンテナはフレキシブルプリント回路で形成されていることを特徴とする請求項６記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項１３】
無線通信用アンテナはインク吐出アクチュエータに一体形成されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項１４】
無線通信用アンテナはマイクロ波用の導波管であることを特徴とする請求項１１記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項１５】
インク吐出用アクチュエータにマイクロ波を用いて電力を供給することを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項１６】
インク吐出用アクチュエータに誘導結合による電力供給手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項１７】
インク吐出用アクチュエータに、アクチュエータ駆動電源からインク吐出用アクチュエータ内の論理回路用電源を生成する論理回路用電源回路を搭載したことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項１８】
インク吐出用アクチュエータに、インク吐出用アクチュエータ内の論理回路をリセットするリセット信号発生回路を搭載したことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項１９】
インク吐出用アクチュエータに、インク吐出タイミングの基準となるクロック回路を搭載したことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【請求項２０】
インクを吐出するアクチュエータは薄膜半導体プロセスで形成されることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタのヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタにおいて、記録ヘッドを記録媒体に近接させて用いるものに関するもので、インクを記録ヘッドから吐出させて記録媒体に付着させ印刷を行うインクジェットプリンタのヘッドに関するものである。
【０００２】
詳しくは、記録ヘッドに搭載されたインク吐出用アクチュエータとその外部との電気的信号授受を無線通信によって行うものである。
【０００３】
また、記録ヘッドに搭載されたインク吐出用アクチュエータに外部から供給する電力を無線手段によって行うものである。
【背景技術】
【０００４】
また、このインク吐出用アクチュエータと外部との接続機構がプリンタの高画質化に伴い、微細化される傾向にあるため、精度の要求が厳しくなり、工程数も多く、歩留まりを下げる要因ともなっているので、製造上の課題となっている。
【０００５】
さらに、接続機構の部材が高価格なため記録ヘッドのコストを押し上げる要因となっている。
【０００６】
さらに、チップへの電気配線において、配線部材の構成や実装が困難であった。
【０００７】
開発では開発期間・工数・費用がかかり、製造時には製造装置の費用・工程数・構成の複雑さによる歩留まりの減少などがあった。
【０００８】
チップへの電気配線を簡略化し、または無くすことにより、電気配線に関わる課題を減らしたり無くしたりして、期間短縮、歩留まり向上、信頼性向上、コストダウンを図る。
（プリントヘッドに対するプリンタ本体側との電気的接続ではなく、プリントヘッド内のインク吐出用アクチュエータとの接続）
【０００９】
一般に、ライン型ヘッドを用いたフルマルチタイプのインクジェットプリンタにおいては、複数のインク吐出用アクチュエータがベースとなるベースプレートにとりつけられていて、ノズルの数、つまり１秒当たりに吐出できるインク的の総数が増えるため、印刷速度を高めることができる。
【００１０】
べースプレートに複数のインク吐出用アクチュエータを取り付けるには、各吐出用アクチュエータに備わっている複数の電力線、アース線、データ線に外部電源回路および外部制御回路との接続を行うので、多数の電気的接続を行わなければならないという問題点があった。
【００１１】
ベースプレート上に配置されたインク吐出用アクチュエータを避けるようにして配線を行う必要があるため、配線密度が高くなり、配線抵抗を下げることが困難となる。
【００１２】
配線抵抗が高くなると、信号線については、ノイズの影響を受けやすくなり、電力線については、配線抵抗による電圧降下によってインク吐出用アクチュエータの吐出用ヒーター抵抗両端にかかる電圧の減少を引き起こし、インク吐出が不安定になる。
【００１３】
さらに、この電気的接続は一般にフレキシブルプリント回路基板で行われるが、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）上に導電体でトレースした回路であるため、ポリイミドがインクによって化学的変化を起こすという問題点があった（特許文献１参照）。
【００１４】
特許文献２の段落番号［０００５］で言及されているフルマルチタイプのプリントヘッドにおいては、上記実装における課題は困難の度合いを増すものであり、高画質に対応する高密度かつ長尺のインク吐出用アクチュエータへの実装は、精密度と大面積を両立しなければならないので、シリアルタイプのプリントヘッドに比べて実装の難易度・実現性に課題があった。
【００１５】
［先行技術との差異の説明］
従来、インクジェットプリンタにおいて、プリンタヘッドとプリンタ本体部の電気的接続を無線通信で行う例があった。
以下にそれぞれ要約し説明する。
【００１６】
特許文献３では、発明の目的を、「記録処理を自動的に行わせ、プリンタヘッドをワイヤレスヘッドにし、かつインク残量を使用者に知らせる」としている。
【００１７】
また、構成は請求項４によると「記録媒体に対して走査されるプリントヘッドにおいて、本体側装置の赤外線発行装置からのデータを含む赤外線信号を受光する赤外線受信装置と、赤外線信号を記憶する記憶装置と、記憶装置に記憶されたデータに基づいて記録を制御する制御装置とを有することを特徴とするプリントヘッド」となっており、赤外線通信を用いてプリンタ本体とプリンタヘッドとの通信を行うとしている。
【００１８】
特許文献４では、
（目的）キャリッジ・ロッドに沿って移動するプリントヘッドに対するプリンタ本体側との電気的接続を低コスト・高信頼で実現する。
（概要）補正後の特許請求範囲によればプリンタヘッドは移動式に限定されているが、段落番号［０００３］ではプリンタは全幅ヘッドまたはスキャニング・ヘッドとなっており、固定式ヘッドと移動式ヘッドの両方を対象としている。
【００１９】
本先願例では、課題は移動式プリンタヘッドとプリンタ本体側との電気的接続の低コスト化・高信頼性化にあり、段落番号［０００４］で述べている第２のレベルの接続を発明の対象としている。
【００２０】
補正後の［特許請求の範囲］の［請求項２］に明らかなように、本先願例のスキャニング・ヘッド・プリンタは、ドライブ信号の無線による受信手段と送信手段とを備えているが、受信手段は移動可能なアセンブリに物理的にマウントされており、一方送信機は固定ベースにマウントされていて、更に受信手段と送信機は印字動作中に相対的に位置が変わるとなっている。
【００２１】
代表図において、センサー７２は移動可能なアセンブリに物理的にマウントされており、送信手段７６は固定されたベースにマウントされていて、なおかつセンサー７２と送信手段７６とは相対的に位置が変わる構成となっている。
【００２２】
すなわち、本先願例は移動式プリンタヘッドとプリンタ本体側との間の接続（本先願例における第２のレベルの接続）を発明の対象としていることは明らかである。
【００２３】
プリンタヘッドの固定式または移動式を問わず、プリンタヘッド内における無線通信を対象としたものではない。
【００２４】
また、固定式プリンタヘッドとプリンタ本体間の無線通信を対象としたものでもない。
【００２５】
また本先願例では、補正後の［特許請求の範囲］［請求項４、５，６］および図４にも見られるように、信号のみならず、プリンタヘッドの抵抗駆動用電力についてもコイルによる誘導結合によって無線で電力を供給しているが、これもドライブ信号の送信機と受信手段の関係と同様に第１のコイルと第２のコイルが固定された手段と移動可能なアセンブリとにそれぞれ別々にマウントされ、相対的に位置が変わる構成となっている。
【００２６】
これに対して本発明では、段落番号［０００３］で述べている第１のレベルの接続に相当する部位を発明の対象としている。
【００２７】
すなわち、本先願例の図１ｂで示されている突起状コンタクト・パッド２３とプリントヘッド１４を接続するトレース２４をフレックス回路による有線通信から無線通信に置き換えるものである。
【００２８】
なお、本先願例で１４をプリントヘッドと呼称している部分は、本発明ではインク吐出用アクチュエータと呼称している。
【００２９】
またこれは、特許文献１における印字ヘッドダイ４０に相当する部分である。
【００３０】
特許文献５では、
（目的）移動する記録ヘッドを制御部に電気接続するフレキシブルケーブルを不要にして、記録装置の小型軽量化及び製品寿命の向上を図り、部品交換時に部品同士が接触して損傷する可能性を無くす。
（概要）本先願例も特許文献４と同様にプリンタ本体側とプリンタヘッド間の電気的接触部分を発明対象としている。
【００３１】
本先願例では、段落番号［０００３］でシリアル型（移動式ヘッド）、［０００４］でライン型（固定式ヘッド）に言及しているが、発明の対象はシリアル型の場合である。
【００３２】
信号は無線通信（赤外線・電波・超音波）を用いて、電力供給はプリンタヘッドのガイドレールからの供給、プリンタヘッド搭載の太陽電池、プリンタヘッドにマイクロウェーブ受信機を搭載してプリンタ本体からマイクロウェーブで供給する手段が述べられている。
【００３３】
特許文献６では、
（課題）プリンタ本体とキャリッジとの間の信号の授与に無線を用い、かつ双方向にて無線通信を行うことにより、高品位のプリント、および装置自体の耐久性と組立性の向上、並びに高機能化を図ること。
（概要）本先願例も特許文献４，特許文献５と同様、プリンタ本体側とキャリッジ（プリントヘッド）間の電気的接続を発明の対象としている。
【００３４】
本先願例と特許文献３との差異は、後者が信号の伝達方向が本体からキャリッジへの一方向であるのに対し、本先願例はヘッドの諸状態を本体側にフィードバックする双方向であること（段落番号［０００５］による）と、請求項６にあるように無線通信手段を用いて、移動するキャリッジの位置測定を行うところにある。
【００３５】
特許文献７では、
（課題）キャリッジのような可動物体と制御部のような固定物体間を接続する信号線の先数を極力少なくして装置の小型化とコスト低減を図る。
（概要）本先願例も前述の４つの先願例と同様、本体側とキャリッジ（プリントヘッド）間の電気的接続部分を発明の対象としている。
【００３６】
但し、これは全ての信号線を無線化するということではなく、プリンタ本体側とキャリッジ上に搭載されているインクジェットヘッド及びインクカートリッジ間の情報が増加する傾向にある中で、信号線の本数を極力少なくするために無線通信を併用するものである。
【００３７】
無線通信で通信する情報の内容としては、インク残量検出情報とインクカートリッジ有無情報及びヘッド有無情報である。
【００３８】
無線通信以外に光通信でも行ってもよい。
【００３９】
以下の一連の出願においては、球面半導体を用いて、単体の半導体素子に対して外部電気回路から、無線による信号の授受および電力の供給を行っている例が記載されている。
【００４０】
特許文献８  立体形半導体素子、該素子が配されたインクタンク、該タンクを備えたインクジェット記録装置、前記立体形半導体素子を用いた通信システム、および立体形半導体素子の製造方法
特許文献９  通信方法、インクタンク、インクジェット記録装置、および通信システム
特許文献１０  立体形半導体素子、インクタンク、該インクタンクを備えたインクジェット記録装置、液体の情報入手方法および液体の物性変化の判断方法
特許文献１１  立体形半導体素子、該素子が配されたインクタンク、該タンクを備えたインクジェット記録装置
特許文献１２  インクジェット記録方法、インクジェット記録ヘッド、およびインクジェット記録装置
特許文献１３  立体形半導体素子、インクタンク、該インクタンクを備えたインクジェット記録装置、および圧力調整方法
特許文献１４  インクタンク、およびこれを備えたインクジェット記録装置
特許文献１５  立体形半導体素子、該素子が配されたインクタンク、該タンクを備えたインクジェット記録装置、および前記立体形半導体素子を用いた通信システム
特許文献１６  立体形半導体素子、該素子が配されたインクタンク、および該インクタンクが搭載されるインクジェット記録装置
【００４１】
以上の例においては、単体の半導体素子との無線による信号授受および電力の供給という点では本発明と同様であるが、発明の目的・課題・構成・効果は全く異なるものである。
【００４２】
さらに、インクジェットプリンタにおいては、記録ヘッドから吐出したインクが、記録媒体に到達するまでに、弾道がそれて着弾位置が理想着弾位置からずれることにより、画質が低下することがあった。
【００４３】
これを解決するためには、弾道がそれないように弾道を制御する方法と、弾道がそれたとしても、その影響を小さくするためにインク吐出口から記録媒体までの距離を短くする方法とがある（図１１）。または、両方の方法を用いる場合もある。
【００４４】
距離を短くする方法を選択する場合、記録ヘッドにおいてはインク吐出面上の構造物は存在しないことが望ましい。
【００４５】
ところが、インクジェットプリント用ヘッドにおいては、半導体プロセスでインク吐出用アクチュエータを形成する手法が用いられており、インク吐出面上にインク吐出用の駆動回路や制御回路が形成されている。
【００４６】
このインク吐出面上に形成されている回路と外部との信号授受を行うための接続機構が必要となるが、これがインク吐出面上の構造物となり、インク吐出口と記録媒体との距離を短くすることの障害となっていた。
【００４７】
この接続機構とは、例えばワイヤボンディングとその封止剤や、フレキシブルプリント板による接続である（図１２、図１３）。
【００４８】
また、インク吐出面には、印刷時やインク流路の回復時に出た余剰インクがたまることがあり、このインク吐出面の余剰インクを拭き取る機構を備えた場合には、このフレキシブルプリント回路基板をも同時に擦ることとなり、フレキシブルプリント回路基板の耐久性がヘッド全体の寿命を規定する場合がある。
【００４９】
また、拭き取るさいには、ワイヤボンディングおよびその封止剤の突起部が拭き取る際の障害となり、インクの拭き残りが生じることがある。
【００５０】
さらにベースプレートにフレキシブル回路基板を貼り合わせるには、接着剤を必要とするので、この接着剤の耐久性も問題となる。
【特許文献１】特開２００２−０８６６９６号公報
【特許文献２】特開平１０−２６９０４０号公報
【特許文献３】特開平６−２８６２７７号公報
【特許文献４】特開平７−７６１４５号公報
【特許文献５】特開平１０−２６９０４０号公報
【特許文献６】特開平１１−１７０４９８号公報
【特許文献７】特開２００１−１９１５１１号公報
【特許文献８】特開２００１−２９３８８３号公報
【特許文献９】特開２００１−３５３９２６号公報
【特許文献１０】特開２００１−３５８２９１号公報
【特許文献１１】特開２００１−３５８２９２号公報
【特許文献１２】特開２００２−１９３３号公報
【特許文献１３】特開２００２−１９９０号公報
【特許文献１４】特開２００２−１９９１号公報
【特許文献１５】特開２００２−５７２４号公報
【特許文献１６】特開２００２−５８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５１】
本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、
第１の課題は、インク吐出用アクチュエータと外部との電気的接続経路を簡略化して、構成部材を減らし、記録ヘッドの製造を容易にするとともに、記録ヘッド全体でのコストダウンを図ることである。
【００５２】
第２の課題は、インク吐出用アクチュエータと外部との電気的接続の本数を減らして、電力用の配線に割り当て可能な面積を増やして、電力線のインピーダンスを低減させることである。
【００５３】
第３の課題は、インク吐出用アクチュエータのインク吐出口面と記録媒体との間隔距離を短縮して、インク弾道のそれによるインク着弾位置の理想着弾位置からのずれ量を少なくすることである。
【００５４】
第４の課題は、インク吐出用アクチュエータと外部との電気的接続経路の構造をなるべく平坦化して、インク吐出面に付着したインクの拭き残りを少なくすることである。
【００５５】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、インク吐出用アクチュエータと外部回路との電気的接続経路を簡略化して、記録ヘッドの製造を容易にするとともに、記録ヘッド全体でのコストダウンを図り、電力配線のインピーダンスを低減させ、インク吐出口面と記録媒体との間隔を短縮して、インク弾道のずれによる画質低下を防止し、前記電気的接続経路の構造を平坦化して、インク吐出面に付着したインクを拭き取りやすくする、インクジェットプリンタのヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５６】
上記４つの課題を解決する為に本発明においては、
インクジェットプリンタの記録ヘッドに搭載するインク吐出用アクチュエータとその外部との電気的接続手段として、インク吐出用アクチュエータに信号線の無線通信手段を設ける（第１、第２の課題）。
【００５７】
更に、インク吐出用アクチュエータへの電力供給をも、無線通信手段を用いて行う（第３、第４の課題）。
【００５８】
上記無線通信手段は、電磁波、光、マイクロウェーブを用いて行う無線通信手段である。
【００５９】
なお、さらに説明すれば、本発明の第一の発明について下記のように示す。
【００６０】
（１）インクジェットプリンタのヘッドにおいて、インクを吐出するインク吐出用アクチュエータに無線通信手段を搭載したことを特徴とするインクジェットプリンタのヘッド。
【発明の効果】
【００６１】
本発明によれば、プリンタにおいて、記録ヘッドに搭載されたインク吐出用アクチュエータとその外部との電気的信号授受を無線通信によって行うことにより、以下の効果がある。
【００６２】
第１に、インク吐出用アクチュエータと外部との電気的接続経路を簡略化して、構成部材を減らし、記録ヘッドの製造を容易にするとともに、記録ヘッド全体でのコストダウンを可能とする。
【００６３】
第２に、インク吐出用アクチュエータと外部との電気的接続の本数を減らして、電力用の配線に割り当て可能な面積を増やして、電力線のインピーダンスを低減させることを可能とする。
【００６４】
第３に、インク吐出用アクチュエータのインク吐出口面と記録媒体との間隔距離を短縮して、インク弾道のそれによるインク着弾位置の理想着弾位置からのずれ量を少なくする。
【００６５】
第４に、インク吐出用アクチュエータと外部との電気的接続経路の構造をなるべく平坦化して、インク吐出面に付着したインクの拭き残りを少なくする。
【００６６】
なお、本発明はインクジェットプリンタのヘッドに関するものであるが、ラインスキャナーの読み取りヘッドにおいても、読み取り対象の原稿に読み取りヘッドのセンサー素子を近接させて読み取る構成で、ヘッド表面のセンサー素子への電気的接続部品が間隔短縮の障害となる場合は、本発明と同様の解決手段が適用できる可能性は充分である。この場合センサー素子はインクジェットプリンタのヘッドに比べてはるかに消費電力量が少ないので更に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
特開２００１−２３２７９５号公報では、プリント装置本体制御部とプリントヘッド側との接続信号線を削減し、プリントヘッドの小型化および接続ケーブルの細線化を図っているが、本発明では無線通信手段によりさらに有線接続を削減する。
【００６８】
この場合、インク吐出用のデータ信号は単純に無線におきかえればよいが、インク吐出用アクチュエータ上の論理回路をリセットするリセット信号と、インク吐出のタイミング信号であるヒートイネーブル信号については工夫が必要である。
【００６９】
リセット信号については、論理回路電源を監視してリセット動作を行う、所謂パワーオンリセット回路を吐出用アクチュエータに搭載すればよい。
【００７０】
パワーオンリセット回路は公知であり、外部素子を必要としないＩＣも市販されている。
【００７１】
ヒートイネーブル信号については、従来のプリンタにおいては一般的にエンコーダが利用されており、所定位置を検出したタイミングでインクを吐出するように生成される。
【００７２】
無線通信を用いる場合には、無線で受信したクロック毎に吐出を行うのでは、電気回路の処理の負荷が大きいので、印刷単位毎（例えば頁単位毎）に印刷開始トリガ信号を別に設けて、内部で生成したクロックに同期させてインク吐出を行うとよい。
【００７３】
この場合、印刷開始トリガ信号は無線で送受信する。
【００７４】
上記リセット信号とヒートイネーブル信号の構成については、一例であり、本発明はこれにとらわれるものではない。
【実施例】
【００７５】
実施例１〜３はいずれもバブルジェット(登録商標)方式のインクジェットプリンタにおける本発明の実施例であるが、本発明はインクジェットプリンタにおいてはバブルジェット(登録商標)方式に限定するものではなく、またインクジェットプリンタに限定するものでもない。
【００７６】
［実施例１］
（電力線・信号線ともに無線通信で行う場合）
図１は、本発明の電気回路ブロック図で信号、電力ともに無線の場合である。
【００７７】
１はインク吐出用アクチュエータで薄膜半導体プロセスによって製造される。
【００７８】
２はヒーター抵抗で、通電による発熱でインクを吐出する素子である。
【００７９】
３はヒーター抵抗２を駆動する駆動トランジスタ、４は駆動トランジスタ３を制御するトランジスタ制御回路、５は温度センサーで、ダイオードセンサである。
【００８０】
６は無線通信用高周波回路で、無線通信により外部回路との間で信号の授受を行う。
【００８１】
ヒーター抵抗２以外のトランジスタ制御回路４、温度センサー５、無線通信用高周波回路６などを合わせて論理回路７として説明する。
【００８２】
８は電源回路でＡＣ−ＤＣコンバータであり、インク吐出用アクチュエータ１内の回路に電力を供給する。
【００８３】
電力を供給する対象は、ヒーター抵抗２、トランジスタ制御回路４、温度センサー５、無線通信用高周波回路６がある。
【００８４】
９は電源回路８のヒータ−駆動用電源出力ＶＨとヒーター抵抗２を結ぶヒーター駆動用電源線、１０は電源回路８とインク吐出用アクチュエータ１内の論理回路とを結ぶ論理回路用電源線、１１はグランド線で、電源回路８とインク吐出用アクチュエータ１内の回路とを結ぶ。
【００８５】
１２は制御信号線で、無線通信用高周波回路６で受信した信号を解読してトランジスタ制御回路４に渡す信号線、１３は状態信号線で、温度センサー５で測定した温度信号を無線通信用高周波回路６に渡す信号線である。
【００８６】
１４は一次側コイル、１５は二次側コイルで、一次側コイル１４から二次側コイル１５へ誘導結合により電力の供給を行う。
【００８７】
一次側コイル１４は外部電源回路に接続されており、二次側コイル１５は電源回路８に接続されている。
【００８８】
また、マイクロ波をインク吐出用アクチュエータ１に照射することにより、二次側コイル１５に起電力を発生して電源回路８でＤＣに変換してもよい（マイクロ波−ＤＣ変換）。
【００８９】
マイクロ波を発生させる装置としては、クライストロン、ガン・ダイオード、トランジスタ、そしてマグネトロンなどがある。
【００９０】
また、マイクロ波を用いた無線エネルギー伝送手段に限らず、他の無線送電手段を用いてもよい。
【００９１】
［実施例２］
（電力線は有線で、信号線は無線通信で行う場合）
図２と図３は、本発明の電気回路ブロック図で信号は無線通信で行い、電力の供給は有線で行う場合である。
【００９２】
図２はヒーター抵抗２の駆動用電源と論理回路７用の電源を、外部から別々に供給する２電源方式の場合の図で、図３は外部から１種類の電源を供給し、インク吐出用アクチュエータ内部の電源回路８でヒーター抵抗２の駆動用電源と論理回路７用の電源を作り出してヒーター抵抗２と論理回路７にそれぞれ供給する場合の図である。
【００９３】
図２において、１６、１７、１８、１９は電源用の電極であり、１６はヒーター駆動用電源の電極、１７はヒーター駆動用電源のグランドの電極、１８は論理回路用電源の電極、１９は論理回路用電源のグランドの電極である。
【００９４】
電極１６はヒーター駆動用電源線９を通じてヒーター抵抗２に接続されている。
【００９５】
電極１７はヒーター駆動用電源線１１ａを通じてヒーター駆動用トランジスタ３に接続されている。
【００９６】
電極１８は論理回路用電源線１０を通じてトランジスタ制御回路４、温度センサ５、無線通信用高周波回路６に接続されている。
【００９７】
電極１９は論理回路用電源線１１ｂを通じてトランジスタ制御回路４、温度センサ５、無線通信用高周波回路６に接続されている。
【００９８】
電極１７と電極１９とはいずれもグランド線であり、外部回路において接続する。また、図２においては、インク吐出用アクチュエータ１内で結線されていないが、インク吐出用アクチュエータ内で結線してもよい。
【００９９】
図１との比較では、図１の電源回路８と二次側コイル１５を取り去って、電源回路８の電源出力に接続されていた電力供給線を直接電極１６，１７，１８、１９に接続した構成となっている。
【０１００】
図３において、１６、１７は電源用の電極であり、１６はヒーター駆動用電源の電極、１７はヒーター駆動用電源のグランドの電極である。
【０１０１】
電極１６はヒーター駆動用電源線９を通じてヒーター抵抗２と結ばれている。
【０１０２】
電極１７はグランド線１１を通じて駆動トランジスタ３、トランジスタ制御回路４、温度センサ５、無線通信用高周波回路６と接続されている。
【０１０３】
また、電源回路８はＤＣ−ＤＣコンバータで、ヒーター駆動用電源線９とグランド線１１と接続されていて、ヒーター駆動用電源から論理回路用電源を生成して論理回路７に供給する。
【０１０４】
図３では、駆動トランジスタ３のグランド線と論理回路７のグランド線がインク吐出用アクチュエータ内で接続されているが、内部における配線経路は別々にして、電源回路８の近傍で接続することが望ましい。
【０１０５】
図１との比較では、電源回路８はＡＣ−ＤＣコンバータからＤＣ−ＤＣコンバータとなっていてＡＣ入力からＤＣ入力となっている。
【０１０６】
［実施例３］
（無線通信を光通信で行う場合）
図４は、図３の構成のうち、無線通信用高周波回路６を光通信用回路２６に置き換えた構成である。
【０１０７】
［実施例１、２についてのチップレイアウトによる説明］
図５、６、７、８、９、１０はインク吐出用アクチュエータのチップレイアウトの概略図で、図５は従来例、図６〜図１０は本発明の図である。
【０１０８】
図５において、２はヒーター抵抗、３はヒーター抵抗２を駆動する駆動トランジスタ、２１はヒーター電源用コンタクトパッド、２２はロジック回路用コンタクトパッド、２３は信号線用コンタクトパッドで２１−２３を総称してコンタクトパッド２０として説明する。
【０１０９】
２４はデコーダ、２５はシフトレジスタで、信号線用コンタクトパッド２３で外部回路から入力された信号を受けて、駆動トランジスタ３のオンオフを制御する信号を作り出す。
【０１１０】
ここで、高解像度印刷を実現可能なようにヒーター抵抗２が多数あるため、全体の抵抗負荷は重くなる傾向にあり、電源のインピーダンスを減らすことは非常に重要である。このためヒーター電源用コンタクトパッド２１は複数備わっており、電源線のインピーダンス低減に寄与している。これに対しロジック回路の電力負荷は小さい為、ロジック回路電源用コンタクトパッド２２はインク吐出用アクチュエータ１の両端に一対ずつあればよい。
【０１１１】
残りのコンタクトパッド２３は信号線用として用いられている。
【０１１２】
なお、コンタクトパッドはインク吐出用アクチュエータ１の短辺側に設けられている。
【０１１３】
長辺側に設けた方がパッドを多数設けることができ、電力用パッドを増やしたり、外部回路接続が容易になる場合があるが、チップ面積が増大しコストアップを招く為である。この傾向は長辺・短辺のアスペクト比が大きくなると顕著になる。
【０１１４】
このようにコンタクトパッドが多数あるので、外部回路との接続が困難であり、多数の電気的接続を行う方法としてワイヤボンディングの手法を用いて接続した場合などはインク吐出面上に突起した構造物となって前述したような障害の原因となる。
【０１１５】
図６と図７は本発明のアクチュエータのチップレイアウトであり、信号、電力ともに無線の場合である。
【０１１６】
図６は実施例１の図１に対応する図である。
【０１１７】
図６は図５のコンタクトパッド２０を取り去って、外部回路との信号授受に用いる無線通信用高周波回路６と電源回路８と二次側コイル１５を加えたものである。
【０１１８】
図７は図６の構成を一部変更したもので、二次側コイル１５と電源回路８を、それぞれ論理回路７用とヒーター抵抗２用とに別に設けたもので、二次側コイル１５ａと電源回路８ａが論理回路７用の電源を供給するもので、二次側コイル１５ｂと電源回路８ｂがヒーター抵抗２の駆動用電源を供給するものである。
【０１１９】
図８は本発明のアクチュエータのチップレイアウトであり、信号は無線、電力は有線の場合である。また電源は２電源方式であり、図８は実施例２の図２に対応するものである。
【０１２０】
図８は図５におけるコンタクトパッド２０のうち、信号線用コンタクトパッド２３を取り去り、電源用のコンタクトパッド２１、２２を残してパッド面積を拡大したものである。
【０１２１】
信号については、無線通信用高周波回路６により外部回路との信号授受を行う。
【０１２２】
電源については、コンタクトパッドの数を減らしたことにより外部回路との接続を容易にし、コンタクトパッドの面積を増やしたことで電源線のインピーダンスを減少させている。
【０１２３】
図９と図１０は本発明のアクチュエータのチップレイアウトであり、信号は無線、電力は有線の場合である。また電源は１電源方式であり、実施例２の図３に対応するものである。
【０１２４】
１電源方式としているので、電源回路８としてＤＣ−ＤＣコンバータを加えている。
【０１２５】
外部から供給する電源はヒーター駆動用電源のみでヒーター駆動用コンタクトパッド２１は電源回路８と接続されており、２１と外部電源回路とを接続する。
【０１２６】
コンタクトパッド２１はインク吐出用アクチュエータの両端にあり、正極とグランドの２端子となっている。コンタクトパッドが両端に一つずつなので銅箔などによる接続が可能であり、ワイヤボンディングのような精度が不要で製造が簡単になり、外部配線のボトルネックによりインピーダンス増加を防ぐことが可能である。
【０１２７】
図９はコンタクトパッド２１をインク吐出用アクチュエータの短辺側に設けた例で、図１０は長辺側に設けた例である。
【０１２８】
前述したように、コンタクトパッドは短辺側に設けたほうが、チップ面積の増大を防げるが、パッド部分の面積が小さいことヒーター抵抗２および駆動トランジスタ３に供給する電源のパターンがチップを横切る形となるため、その分インピーダンスが高くなることと、各ヒーター、トランジスタに流れる電流が共通の経路を流れる為、共通インピーダンスとなるのでクロストーク効果を生み出しやすい。
【０１２９】
その点、図１０の場合はコンタクトパッドを長辺側に設けた為、電流の流れる経路が各ヒーター、トランジスタ別に流れるため、共通インピーダンスとならず、クロストーク効果を減らせるとともに、コンタクトパッドの面積を大きくできるのでインピーダンスを少なくできる。
【０１３０】
図１１、図１２、図１３、図１４は本発明の実施例であり、インク吐出用アクチュエータのチップ断面の概念図である。
【０１３１】
図１１〜図１４において、インク吐出用アクチュエータ１はシリコン基板に薄膜半導体プロセスを用いて、ヒーター抵抗２、ヒーター駆動用トランジスタ３、無線通信用高周波回路６、論理回路７を形成したものである。
【０１３２】
さらに図１２においては、インク吐出用アクチュエータ１に対して貫通電極３０をもうけてインク吐出用アクチュエータの底面に接合したアンテナ基板３１上に設けたアンテナ３２と接続している。
【０１３３】
貫通電極３０は封止剤３３で封止する。
【０１３４】
図１３においては、インク吐出用アクチュエータ１に側面電極３４を設けて、インク吐出面上のコンタクトパッド２０から配線を引出してアンテナ３２と接続する。
【０１３５】
コンタクトパッド２０および側面電極３４は封止剤３３で封止する。
【０１３６】
側面電極はスパッタリングで取り付ける。
【０１３７】
図１４においては、インク吐出用アクチュエータ１のインク吐出面上のコンタクトパッド２０に対してボンディングワイヤ３５で配線を引出してアンテナ３２と接続する。
【０１３８】
コンタクトパッド２０およびボンディングワイヤ３５は封止剤３３で封止する。
【０１３９】
図１１において、無線通信用高周波回路６内には、アンテナを含むものであり、至近距離（数ｍｍ−数ｃｍ）間で無線通信することを想定している。本発明の趣旨からは遠距離の通信は必要でなく、インク吐出用アクチュエータとインク吐出面を避けたごく近傍に配置された外部回路との通信が行えればそれでよく、むしろ遠距離まで無線通信用電波が届くことはノイズ放射の観点からは望ましくない。
【０１４０】
一方、図１２は無線通信を行う利点を生かして図１１の場合に比べて比較的遠距離まで無線通信を行う場合である。
【０１４１】
インク吐出用アクチュエータ１の外部に別途アンテナ３２を設けることにより、無線到達距離を長くすることができるので、外部回路を近傍から離れた位置に配置することができる。従って、プリンタ内部の機構配置の自由度が高くなるという利点を生み出す。
【０１４２】
また、図１２では貫通電極３０を用いることにより、インク吐出面上に領域を確保しなくてよいので、その分、記録媒体である紙との間隔を狭めることが可能である。
【０１４３】
図１３では側面電極３４を用いており、インク吐出用アクチュエータ１が予め貫通電極を備えていない場合にスパッタリングで追加工して電極をとりつけ外部アンテナを拡張できるという利点がある。また貫通電極用の設備がない場合にも利用可能である。
【０１４４】
貫通電極３０に比べてコンタクトパッド２０と封止剤３３がある分だけ、インク吐出面上の領域を占有するというデメリットがある。
【０１４５】
図１４ではボンディングワイヤ３５を用いており、インク吐出用アクチュエータ１が予め貫通電極を備えていない場合にワイヤボンダを用いて電極との接続を行い、外部アンテナを拡張できるという利点がある。また貫通電極用の設備がない場合にも利用可能である。
【０１４６】
ボンディングワイヤ３５の高さに加えて封止剤の厚みが加わるので領域的には不利である。
【０１４７】
なお、上記説明においてはアンテナ３２は薄膜半導体プロセスで作成するとしたが、積層セラミック基板を用いても良く、フレキシブルプリント基板など他の手段で形成されるアンテナを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の電気回路ブロック図である（信号、電力ともに無線の場合）。
【図２】本発明の電気回路ブロック図である（信号は無線、電力は有線の場合（２電源方式））。
【図３】本発明の電気回路ブロック図である（信号は無線、電力は有線の場合（１電源方式））。
【図４】本発明の電気回路ブロック図である（信号は無線、電力は有線の場合（１電源方式））。
【図５】従来のアクチュエータのチップレイアウトを示す図である。
【図６】本発明のアクチュエータのチップレイアウトを示す図である（信号、電力ともに無線の場合）。
【図７】本発明のアクチュエータのチップレイアウトを示す図である（信号、電力ともに無線の場合）。
【図８】本発明のアクチュエータのチップレイアウトを示す図である（信号は無線、電力は有線の場合（２電源方式））。
【図９】本発明のアクチュエータのチップレイアウトを示す図である（信号は無線、電力は有線の場合（１電源方式））（短辺側電極）。
【図１０】本発明のアクチュエータのチップレイアウトを示す図である（信号は無線、電力は有線の場合（１電源方式））（長辺側電極）。
【図１１】本発明のインク吐出用アクチュエータのチップ断面の概念図である（一体アンテナ）。
【図１２】本発明のインク吐出用アクチュエータのチップ断面の概念図である（外部アンテナ：貫通電極）。
【図１３】本発明のインク吐出用アクチュエータのチップ断面の概念図である（外部アンテナ：側面電極）。
【図１４】本発明のインク吐出用アクチュエータのチップ断面の概念図である（外部アンテナ：ワイヤボンディング）。
【図１５】従来の技術の説明図で、インク着弾位置のずれを説明する図である。
【図１６】従来の技術の説明図で、インク吐出面の回路と外部をワイヤボンディングで接続した場合の説明図である。
【図１７】従来の技術の説明図で、インク吐出面の回路と外部をフレキシブルプリント板で接続した場合の説明図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１  吐出用アクチュエータ
２  ヒーター抵抗
３  駆動トランジスタ
４  トランジスタ制御回路
５  温度センサー
６  無線通信用高周波回路
７  論理回路
８  電源回路
９  ヒーター駆動用電源線
１０  論理回路用電源線
１１  ＧＮＤ（グランド）線
１２  制御信号
１３  状態信号
１４  一次側コイル
１５  二次側コイル
１６  電極（ヒーター駆動用電源）
１７  電極（グランド）
１８  電極（論理回路用電源）
１９  電極（論理回路用グランド）
２０  電極コンタクトパッド
２１  ヒーター電力用コンタクトパッド
２２  ロジック回路電源用コンタクトパッド
２３  信号線用コンタクトパッド
２４  デコーダ
２５  シフトレジスタ
２６  光通信回路
３０  貫通電極
３１  アンテナ基板
３２  アンテナ
３３  封止剤
３４  側面電極
３５  ボンディングワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007098836.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007098836.tif 000013
【図１２】
2007098836.tif 000014
【図１３】
2007098836.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2007098836.tif 000017
【図１６】
2007098836.tif 000018
【図１７】
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