ЗАПИСЫВАЮЩАЯ ГОЛОВКА Российский патент 2014 года по МПК B41J2/00 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к записывающей головке, выбрасывающей жидкость, такую как чернила.

Описание предшествующего уровня техники

Струйные устройства записи используют бесконтактные схемы записи, и отличаются тем, что они могут записывать данные на различные носители записи и с высокой скоростью, и мало шумят во время записи. Таким образом, такие струйные устройства записи были широко распространены в качестве таких записывающих механизмов, как принтер, текстовый процессор, факс и копировальная машина.

Такие струйные устройства записи используют способы выброса чернил, включая в себя типичный способ, в котором используются нагреватели в качестве записывающих элементов. В типичном способе используется струйная записывающая головка (в дальнейшем также обозначаемая как записывающая головка), которая имеет жидкостную записывающую камеру с нагревателями, и в которой электрические импульсы прикладывают к нагревателям в качестве сигналов записи. Далее нагреватели генерируют энергию выброса (тепловую энергию), которая подается к записывающей жидкости с целью вызвать в ней фазовый переход. Во время фазового перехода, пишущая жидкость пузырится (кипит), так что давление генерируемых пузырьков используется для выброса капель пишущей жидкости.

В японской выложенной заявке на патент, № 2002-19146 обсуждается пример такой записывающей головки. На Фиг. 16 показана схема в перспективе, иллюстрирующая записывающую головку.

Записывающая головка 1 на Фиг. 16 имеет подложки 2 и 3 записывающих элементов, каждая из которых имеет множество записывающих элементов, расположенных на ней. Все записывающие элементы снабжены портами выброса для выброса чернил. Логические сигналы и напряжение питания поставляются к подложкам 2 и 3 записывающих элементов из основного блока струйного устройства записи (в дальнейшем так же обозначаемого как основной блок устройства записи) посредством подложки 5 электрических контактов и электромонтажного элемента 4. В результате, управляющие схемы (логические схемы и схемы преобразования напряжения) в подложках 2 и 3 записывающих элементов задействованы для приведения в действие заранее определенных записывающих элементов в течение заранее определенного периода времени, в результате чего чернила выбрасываются из портов выброса, соответствующих записывающим элементам.

Каждый из логических сигналов включает в себя «синхронизирующие импульсы» в качестве эталона для функционирования логической схемы, «записывающие данные» для определения записывающих элементов, которые должны приводиться в действие, «запирающий сигнал» для временного хранения записывающих данных в триггерной запирающей схеме, которая является одним из элементов логической схемы, и «сигнал включения тепла» для определения интервала времени для приведения в действие записывающих элементов.

В последние годы, для дальнейшего увеличения скорости печати, обсуждались записывающие головки полноформатного типа, в которых большое количество подложек записывающих элементов расположены зигзагом, и их ширина больше, чем ширина записываемых носителей. На записывающей головке на Фиг. 16, печать предполагает сканирование записываемого носителя записывающей головкой. В отличие от этого, записывающая головка полноформатного типа позволяет печатать на большой скорости посредством одного прохода записывающей головки, без сканирования записывающей головкой, что привело к широко распространенному использованию устройств записи такого типа в бизнесе и промышленности.

Для таких записывающих головок полноформатного типа требуется большое количество подложек записывающих элементов, а также большое количество портов выброса, чтобы сделать возможным печать посредством одного прохода головки без ухудшения качества изображения вследствие невыброса чернил. Соответственно, требуется формирование большого количества клемм логических сигналов для ввода/вывода логических сигналов, и большое число линий логических сигналов проводятся через электромонтажный элемент для пересылки логических сигналов. Такая структура может вызвать шумы в схеме логических сигналов.

Например, параллельные линии логических сигналов могут влиять друг на друга, вызывая емкостную связь, которая индуцирует шум. Как правило, более длинная и более плотная проводка вызывает емкостную связь, и, следовательно, в записывающих головках большего размера, таких как головка полноформатного типа, больше вероятность возбуждения шумов.

Кроме того, проводка логических сигналов, расположенная близко к проводке питания, в которой протекают большие токи, может быть подвержена влиянию наведенного шума. В записывающей головке полноформатного типа, имеющей большее количество портов выброса по сравнению с записывающей головкой меньшего типа, большее количество записывающих элементов одновременно приводятся в действие, и большие токи текут через проводку питания, которая приводит в действие записывающие элементы, что приводит к возбуждению шумов.

Логический сигнал, подверженный шумам, может привести к неисправности логических схем, управляемых логическими сигналами, и, поэтому, записывающие элементы могут приводиться в действие в неожиданных позициях и в неожиданное время, что приведет к нежелательному выбросу чернил и плохому качеству печати. Кроме того, высокочувствительные схемы для высокочастотных логических сигналов могут реагировать на шум, и, поэтому необходимо охранять высокочастотные логические сигналы от воздействия шумов.

Для уменьшения влияния шумов, проводка высокочастотных логических сигналов должна быть расположена не примыкая к другим проводкам высокочастотных логических сигналов и проводкам питания, в которых протекают большие токи. Как описано выше, однако, записывающая головка полноформатного типа имеет большее количество проводок логических сигналов, не все проводки высокочастотных логических сигналов могут быть расположены в соответствии с пожеланиями. Следовательно, для уменьшения влияния шумов, пространство между линиями высокочастотных логических сигналов должно быть увеличено, что в результате увеличивает электромонтажный элемент, и в конечном счете, записывающую головку.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предоставляет записывающую головку, которая преодолевает вышеуказанные проблемы. Записывающая головка включает в себя: подложку записывающих элементов, имеющую записывающий элемент и логическую схему, выполненную с возможностью управления приведением в действие записывающих элементов; и электромонтажный элемент, выполненный с возможностью предоставления слоя проводки, который имеет первую группу множества клемм и вторую группу множества клемм, и множество линий сигналов, выполненных с возможностью соединения первой группы клемм со второй группой клемм; в котором множество линий сигналов включает в себя множество линий логических сигналов, включая в себя логическую линию источника питания, логическую линию заземления, и по меньшей мере первую и вторую линии логических сигналов, и в котором на слое проводки структура линий, соединенная с одним из логических проводов источника питания или заземления, расположена вдоль первого и второго проводов логических сигналов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи, которые включены в описание и составляют его часть, иллюстрируют примеры осуществлений, признаки и аспекты изобретения, и вместе с описанием служат для объяснения принципов изобретения.

На Фиг. 1 представлена принципиальная схема в перспективе, иллюстрирующая струйную записывающую головку настоящего изобретения.

На Фиг. 2 представлена покомпонентная принципиальная схема в перспективе, иллюстрирующая струйную записывающую головку, представленную на Фиг. 1.

На Фиг. 3A и 3B схематически проиллюстрированы структуры подложек записывающих элементов, представленных на Фиг. 1 и 2.

На Фиг. 4 схематически проиллюстрирована конфигурация схемы подложки записывающих элементов записывающей головки, представленной на Фиг. 1 и 2.

На Фиг. 5 схематически проиллюстрирован пример расположения внутренней проводки верхнего слоя электромонтажного элемента в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 6 схематически проиллюстрирован пример расположения внутренней проводки нижнего слоя электромонтажного элемента в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 7 представлена увеличенная упрощенная схема, иллюстрирующая часть области B на Фиг. 5.

На Фиг. 8 представлена увеличенная упрощенная схема, иллюстрирующая часть области C на Фиг. 5.

На Фиг. 9 схематически проиллюстрирована часть поперечного сечения, взятого вдоль D-D провода на Фиг. 5.

На Фиг. 10 представлена увеличенная упрощенная схема, иллюстрирующая другой пример расположения внутренней проводки верхнего слоя электромонтажного элемента в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 11 представлена увеличенная упрощенная схема, иллюстрирующая другой пример расположения внутренней проводки верхнего слоя электромонтажного элемента в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 12 представлена увеличенная упрощенная схема, иллюстрирующая другой пример расположения внутренней проводки нижнего слоя электромонтажного элемента в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 13 схематически проиллюстрирована топология внутренней проводки для проводки, расположенной в области F на Фиг. 11 через верхний и нижний слои электромонтажного элемента.

На Фиг. 14 представлена принципиальная схема сечения, иллюстрирующая топологию проводки электромонтажного элемента в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 15 представлена принципиальная схема сечения, иллюстрирующая другую топологию проводки электромонтажного элемента в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 16 проиллюстрирована проблема обычной струйной записывающей головки.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже подробно со ссылкой на чертежи будут описаны различные примеры вариантов осуществления, признаки и аспекты изобретения.

Струйная головка настоящего изобретения описана со ссылкой на чертежи.

На Фиг. 1 показана схема в перспективе, иллюстрирующая записывающую головку. На Фиг. 2 показана покомпонентная схема в перспективе записывающей головки из Фиг. 1. На Фиг. 3 представлена принципиальная схема, иллюстрирующая структуру подложки 10 записывающих элементов, представленных на Фиг. 1 и 2. На Фиг. 4 представлена принципиальная схема, иллюстрирующая конфигурацию схемы подложки 10 записывающих элементов, представленных на Фиг. 1 и 2.

Ссылаясь на Фиг. 1 и 2, увидим, что записывающая головка 100 включает в себя подложку 10 записывающих элементов, несущий элемент 20, электромонтажный элемент 30 и элемент 40 подачи чернил.

Записывающая головка 200 включает в себя восемь подложек 10 записывающих элементов, расположенных зигзагом, и имеющих полную ширину печати около 15 см. Каждая из восьми подложек записывающих элементов расположена таким образом, чтобы у соседних подложек записывающих элементов была область перекрытия N в поперечном направлении, для того, чтобы исправить ухудшение качества печати, вызванное погрешностью позиционирования подложек 10 записывающих элементов. Записывающая головка 200 может иметь большую ширину печати за счет увеличения количества подложек 10 записывающих элементов.

Все подложки 10 записывающих элементов являются устройствами для выброса чернил, и, как проиллюстрировано на Фиг. 3, состоят из кремниевой подложки 11, имеющей толщину от 0.05 до 0.625 мм, и имеющей порт 12 подачи чернил, который точно сделан в ней в виде длинной канавки посредством жидкого или сухого травления.

Кремниевая подложка 11 имеет множество нагревателей 13 в качестве записывающих элементов, расположенных на противоположной стороне от порта 12 подачи чернил, и управляющая схема для приведение в действие некоторых нагревателей 13 в заранее определенных позициях в течение заранее определенного периода времени. Нагреватели 13 и управляющая схема образуются путем осаждения на поверхности кремниевой подложки 11. Все подложки 10 записывающих элементов имеют клеммы 14 на своих концах в продольном направлении, чтобы электрически подключаться к электромонтажному элементу 30. Кремниевая подложка 11 дополнительно имеет синтетический элемент 15 формирования порта выброса, расположенный на ее поверхности. Кремниевая подложка 11 дополнительно имеет множество портов 16 выброса и резервуар 17 чернил, соединенный с портами 16 выброса. Порты 16 выброса и резервуар 17 чернил образованы посредством фотолитографии. Порты 16 выброса чернил выбрасывают чернила, когда к ним от соответствующих нагревателей 13 подается энергия выброса.

На Фиг. 4 подробно проиллюстрирована конфигурация схемы подложки 10 записывающих элементов. Подложки 10 записывающих элементов включают в себя коммутирующие элементы 503, приводящие в действие нагреватели 13, сдвиговый регистр (S/R) 506 из M битов для временного хранения записывающих данных, триггерную запирающую схему 505 для совместного удержания записывающих данных, хранящихся в сдвиговом регистре (S/R) 506, декодер 504 (схема выбора блока), выбирающий один или несколько блоков из N блоков, состоящих из нагревателей 13 и коммутирующих элементов 503. Подложки 10 записывающих элементов дополнительно включают в себя схему 515 выбора нагревателя (в дальнейшем, совместно именуемые как логическая схема), и схему 507 преобразования напряжения для преобразования напряжения выходного сигнала от схемы 515 выбора нагревателя в напряжение, приводящее в действие коммутирующие элементы 503. В структуре N нагревателей 13, N коммутирующих элементов 503 и N схем 515 выбора нагревателя, относящихся к одной группе, и таких групп существует от 1 до M. Основной блок устройства записи подает синхронизирующие импульсы (CLK) на клемму 509. В синхронизации с синхронизирующими импульсами, записывающие данные (DATA), поступающие серийно по M бит, вводятся посредством клемм 510 и серийно сохраняются в сдвиговом регистре 506. Записывающие данные размером M бит удерживаются в триггерной запирающей схеме 505 в соответствии с запирающем сигналом (LT), поступающем через запирающую клемму 508. Записывающие данные перемещаются в декодер 504 совместно с сигналами, серийно поступающими из триггерной запирающей схемы 505. Декодер 504 преобразует данные и сигналы в N сигналов 518 выбора блока, которые поступают к группам от 1 до M. Затем, M записывающих сигналов 517 данных от нагревающих схем 516 и N сигналов 518 выбора блока от декодера 504 ORed в матрицу схемой 515 выбора нагревателя, так что M×N нагревателей 13 однозначно выбираются по желанию. Выбранные нагреватели 13 получают ток от схемы 516 нагревателя в течение заранее определенного периода времени в соответствии с записывающими сигналами 517 данных, которые получаются посредством операции AND для сигналов включения тепла (heat enable, HE) от клеммы 511 включения тепла (HE), и сигналов от триггерной запирающей схемы 505, что приводит к приведению в действие нагревателей 13. Термин «логический сигнал» в дальнейшем относится к комбинации синхронизирующих импульсов (CLK), записывающих данных (DATA), запирающего сигнала (LT) и сигнала включения тепла (HE).

На Фиг. 4 показано, что кремниевая подложка 11 дополнительно имеет: клемму 503 питания (VH) приведения в действие записывающего элемента, подводящую напряжение (около 24-30 В), которое подается на нагреватели 13, выступающие записывающими элементами; VH проводку 540 питания, соединяющую VH клемму 530 с нагревателями 13; GND (GNDH) клемму 531 записывающего элемента и GNDH проводку 541, отводящую ток от нагревателей 13. Кремниевая подложка 11 дополнительно имеет: схему 513 генерации напряжения приведения в действие (VHT буфер) в качестве источника питания для схемы 507 преобразования напряжения; клемму 532 источника питания запускающего устройства приведения в действие (VHT), поставляющую напряжение (около 12-14 В) схеме 513 генерации управляющего напряжения (VHT буфер); клемму 533 источника питания логической схемы (VDD), поставляющую напряжение (около 3-5 В) для активирования логических схем; и клемму 534 логической GND (VSS), связанную с клеммой 533 источника питания логической схемы (VDD).

Другими словами, клемма 530 питания записывающего элемента является клеммой питания для приведения в действие. Высоковольтная проводка 540 питания является проводом питания для приведения в действие. GND (GNDH) клемма 531 записывающего элемента является клеммой заземления для приведения в действие. Проводка 541 GNDH является проводом заземления для приведения в действие. Клемма 533 источника питания (VDD) логической схемы является клеммой источника питания для логики. Логическая GND (VSS) клемма 534 является клеммой заземления для логики.

Каждая из подложек 10 записывающих элементов обеспечивается от 30 до 60 клеммами 14 (от 15 до 30 клемм с каждой стороны), включая в себя от 6 до 20 клемм для логических сигналов.

Снова ссылаясь на Фиг. 1 и 2, увидим, что несущий элемент 20 поддерживает и фиксирует подложки 10 записывающих элементов, выполнен из алюминия (A1203) и его толщина составляет от 0,5 до 10 мм. Несущий элемент 20 может быть выполнен из других материалов, например, имеющих коэффициент линейного расширения близкий к коэффициенту линейного расширения подложек 10 записывающих элементов, и имеющих высокую жесткость. Примеры таких материалов включают в себя кремний (Si), нитрид алюминия (AlN), цирконий, нитрид кремния (Si₃N₄), карбид кремния (SiC), молибден (Mo) и вольфрам (W).

Несущий элемент 20 имеет порты 21 подачи чернил, сформированные в местах, соответствующих портам 12 подачи чернил подложек 10 записывающих элементов. Подложки 10 записывающих элементов присоединены к несущему элементу 20 в точное положение с помощью первого клея.

Электромонтажный элемент 30 служит для ввода и подачи электрических сигналов b напряжений питания к подложкам 10 записывающих элементов для выброса чернил. Электромонтажный элемент 30 имеет один или множество слоев проводки. Например, электромонтажный элемент 30 может быть двухслойной гибкой монтажной платой, выполненной на основе материала, имеющего слой проводки на каждой из своих сторон, верхний слой покрыт защитной пленкой.

Электромонтажный элемент 30 имеет, как проиллюстрировано на Фиг. 2, отверстия 31, где смонтированы подложки 10 записывающих элементов. Электромонтажный элемент 30 дополнительно имеет клеммы (вторые клеммы) 32, электрически соединенные с соответствующими клеммами 14 подложек 10 записывающих элементов, и клеммы 33 внешнего подключения (первые клеммы), электрически соединенные с основным блоком устройства записи.

Электромонтажный элемент 30 имеет от 160 до 480 клемм 32, включая в себя от 40 до 160 клемм логических сигналов для ввода/вывода логических сигналов. Общие структуры проводки интегрированы внутрь электромонтажного элемента 30. Количество клемм 33 внешнего подключения изменяется от 100 до 200.

Электромонтажный элемент 30 приклеен с помощью второго клея к поверхности, к которой присоединены подложки 10 записывающих элементов, несущего элемента 20. Существует зазор между отверстиями 31 и подложками 10 записывающих элементов, который герметически заполнен первой заливочной массой. Клеммы 32 электромонтажного элемента 30 электрически соединены с клеммами 14 подложек 10 записывающих элементов посредством проводного соединения с использованием металлических проводов. Соединение между клеммами 32 и 14 герметично закрыто посредством второй заливочной массы 70. Электромонтажный элемент 30 загнут, повторяя форму двух сторон несущего элемента 20, и закреплен со сторон для простого электрического соединения с основным блоком устройства записи.

Элемент 40 подачи чернил подает чернила из картриджа к подложкам 10 записывающих элементов, он выполнен, например, методом литья под давлением с использованием синтетических материалов. Элемент 40 подачи чернил включает в себя резервуар 41 для чернил для подачи чернил к множеству подложек 10 записывающих элементов. Резервуар 41 для чернил имеет отверстие 42, соединенное с картриджем посредством трубки для подачи чернил таким образом, что чернила перетекают в резервуар 41. Элемент 40 подачи чернил прикреплен к несущему элементу 20.

Топология проводки электромонтажного элемента 30, являющаяся признаком настоящего изобретения, описана с использованием первого примера осуществления.

Топология проводки электромонтажного элемента 30, в соответствии с первым примером осуществления, описана в отношении Фиг. 5-9. На Фиг. 5-8 представлены схемы в перспективе, иллюстрирующие вид электромонтажного элемента 30 с передней стороны электромонтажного элемента 30.

Электромонтажный элемент 30 имеет слои проводки на каждой стороне материала основания, в качестве верхнего и нижнего слоев. На Фиг. 5 представлена упрощенная схема, иллюстрирующая топологию проводки верхнего слоя. На Фиг. 6 представлена упрощенная схема, иллюстрирующая топологию проводки нижнего слоя. На Фиг. 5 и 6 показано, что группа проводки 34 логических сигналов соединена раздельно с клеммами 32 и клеммами 33 внешнего соединения. Группы 35a и 35b логической проводки заземления (VSS линия) от источника питания логики, соединены друг с другом через сквозное отверстие. Другими словами, группы 35a и 35b состоят из проводки заземления для логики. Группы 35b соединены с клеммами 32, а группа 35a соединена с клеммами внешнего соединения 33. Группы 36b и 36c состоят из проводки для передачи нелогических сигналов, которые отличаются от логических сигналов, проводка включает в себя, например, проводку источника питания записывающих элементов, проводку источника питания устройства управления приведением в действие записывающих элементов, и проводку источника питания логической схемы. Проводка для передачи нелогических сигналов соединена с клеммами 32 и клеммами внешнего подключения 33.

На Фиг. 7 представлена увеличенная схема области B на Фиг. 5, подробно иллюстрирующая топологию проводки вблизи клемм 32. На Фиг. 8 представлена увеличенная схема области C на Фиг. 5, подробно иллюстрирующая топологию проводки вблизи клемм 33 внешнего подключения. На Фиг. 7 и 8 показано, что электромонтажный элемент 30 имеет материал 37 основания, и защитный слой 38 проводки, имеющий границу 38a. Клеммы 32 и клеммы 33 внешнего подключения принимают сигналы, как проиллюстрировано на Фиг. 7 и 8, и все находятся в контакте с воздухом. Клеммы 32A и клеммы 32B соединены с клеммами 33 внешнего подключения с использованием линий 36b (Фиг. 5) и 36c (Фиг. 6) сигналов приведения в действие, соответственно.

CLK линии (проводка синхронизирующих импульсов) 34E для передачи CLK, и DATA линии (проводка записывающих данных) 34F для передачи DATA, предназначены для работы на относительно высокой частоте в несколько МГц. В настоящем примере осуществления, как проиллюстрировано на Фиг. 7 и 8, CLK линии 34E и DATA линии 34F расположены параллельно друг другу и параллельно VSS линиям 35b в области проводки, близкой к клеммам 32 и клеммам 33 внешнего подключения. CLK линии 34E и DATA линии 34F имеют ширину проводки от 25 до 100 мкм, и VSS линии имеют минимальную ширину проводки от 25 до 100 мкм, линии разделены друг от друга с помощью зазора шириной от 25 до 50 мкм. Конкретнее, на Фиг. 7 и 8, VSS линии 35b соединены с прилегающими VSS линиями 35b посредством смещения через DATA линии 34F. Соответственно, структуры линий заземления расположены между DATA линиями 34F.

Как описано выше, высокочастотные CLK линии и высокочастотные DATA линии в качестве проводки первого логического сигнала не примыкают друг к другу, но расположены с VSS линиями, вставленными между ними в электромонтажном элементе 30 от клемм 33 внешнего соединения вплоть до клемм 32. Такая структура предотвращает емкостное соединение между проводкой логических сигналов, и генерацию шумов.

Из VSS линий 35b только одна (например) VSS линия соединена с клеммами 32 и с клеммами 33 внешнего подключения. Остальные VSS линии не соединены с клеммами 32 и с клеммами 33 внешнего подключения, и заканчиваются в положения вблизи этих клемм 32 и 33. Эта структура позволяет избежать увеличения количества VSS клемм в клеммах 32 и клеммах 14 на подложке 10 записывающих элементов, соответствующих клеммам 32, предотвращая увеличение размера записывающей головки, и подавляя генерацию шумов.

Как проиллюстрировано на Фиг. 9, нижний слой слоев проводки логических сигналов включает в себя сплошную область VSS 35c, так же имеются VSS линии 35b, расположенные поперек нее. В этой структуре VSS линии 35b соединены с областью VSS 35c через сквозное отверстие. VSS линии 35b могут быть соединены с VSS линиями 35b путем смещения.

В первом примере осуществления VSS линии 35b расположены вдоль CLK линий 34E и DATA линий 34F. Настоящее изобретение, однако, не ограничивается такой структурой, и, как проиллюстрировано на Фиг. 10, линии источника питания логики (VDD проводка) 36Cb могут быть расположены вдоль CLK линий 34E и DATA линий 34F. VDD проводка 36Cb предоставляет постоянное напряжение питания логическим схемам и имеет относительно низкую плотность тока. В последнем случае так же мало вероятно генерирование шумов, которые влияют на CLK линии 34E и DATA линии 34F.

Альтернативно, CLK линии 34E и DATA линии 34F могут быть расположены прилегающими к LT линиям (проводка запирающих сигналов) и HE линиям (проводка сигнала включения тепла) в качестве второй логической проводки. LE линии и HE линии передают сигналы LT (запирающие сигналы для временного хранения записывающих данных) и сигналы HE (сигналы включения тепла, определяющие период времени, в течение которого приводить в действие записывающие элементы), которые являются вторыми логическими сигналами, имеющими компоненты более низкой частоты, чем компоненты DATA. В этом случае так же маловероятно генерирование шумов, влияющих на CLK линии 34E и DATA линии 34F.

В первом примере осуществления VSS линии 35b расположены примыкающими только к DATA линиям 34F вне проводки логических сигналов. Настоящее изобретение, однако, не ограничено такой структурой, и VSS линии 35b могут быть расположены примыкающими к проводке логических сигналов, которая передает логические сигналы, имеющие компоненты с частотой, равной частоте синхронизирующих импульсов, или половине этой частоты. Альтернативно, VSS линии 35b могут быть расположены примыкающими ко всем линиями логических сигналов. В последнем случае в особенности предотвращается воздействие шумов, обеспечивая более надежную записывающую головку.

Когда электромонтажный элемент 30 предоставляется с проводкой, отличной от проводки логических сигналов, которая должна быть защищена от шума, например, проводка измерения температуры подложек 10 записывающих элементов, тогда проводка может быть расположена примыкающей к VSS линиям как описано выше. Такая структура позволяет точно определять температуру без влияния шумов.

На Фиг. 11 и 12 проиллюстрирована другая топология проводки электромонтажного элемента 30 в соответствии с первым примером осуществления. На Фиг.12 представлена схема в перспективе. В настоящей топологии проводки клеммы 33 внешнего подключения расположены на нижнем слое вследствие типа соединения записывающей головки, и проводка логических сигналов и проводка системы источника питания присоединены к терминалам 33 внешнего подключения на нижнем слое для облегчения маршрутизации проводки в основном блоке устройства записи. На Фиг. 11 и 12 показано, что электромонтажный элемент 30 имеет проводку 34 логических сигналов, как и в топологии проводки выше, и проводку для системы 36b и 36c источников питания. Между группами проводок вставлены VSS линии 35a, которые должны быть соединены с клеммами 33 внешнего подключения.

Линии 34b логических сигналов в верхнем слое соединены с линиями 34c логических сигналов в нижнем слое через сквозное отверстие в области E, и, как на Фиг. 7-9, CLK линии и DATA линии расположены примыкающими к VSS линиям. VSS линии 35c на нижнем слое соединены с VSS линиями 35d на верхнем слое через сквозное отверстие, и VSS линии 35d соединены через сквозное отверстие с VSS линиями 35a на нижнем слое, чтобы быть присоединенным к клеммам 33 внешнего подключения, что приводит к сплошному соединению VSS линий 35.

В топологии проводки, позиция проводки логических сигналов примерно соответствует позициям VSS линий 35 через соседние слои проводки в направлении стека слоев, но проводка для системы источника питания предоставляется как часть (область F на Фиг. 11 и 12) топологии. Однако, такие части минимизированы в приведенной выше топологии проводки. Кроме того, в этой части топологии, как проиллюстрировано на Фиг. 13, линии 34b логических сигналов расположены перпендикулярно проводке систем 36A и 36B источника питания, и имеют направление магнитного поля, отличающееся от направления магнитного поля проводки систем 36A и 36B источника питания, что предотвращает наведение шумов. Следовательно, настоящая топология проводки также подавляет нарушения логических схем вследствие шумов, и обеспечивает высоконадежную записывающую головку.

В этой топологии проводки также VSS линии могут быть расположены примыкающими к проводке логических сигналов низкой частоты и другим проводкам, которые должны быть сохранены от шумов.

На Фиг. 14 проиллюстрирован модифицированный пример топологии проводки электромонтажного элемента 30 в соответствии с первым примером осуществления. Модифицированный пример включает в себя проводку логических сигналов на верхнем и нижнем слоях для дальнейшего увеличения количества подложек записывающих элементов и уменьшения размера записывающей головки.

В топологии проводки, проиллюстрированной на Фиг. 14, CLK линии 34E и DATA линии 34F примыкают к VSS линиям 35b на одном слое проводки, и также примыкают к VSS линиям 35b, сформированным на другом слое проводки в направлении укладки слоев. Эта структура предотвращает наведение шумов даже когда CLK линии 34E и DATA линии 34F проходят через множество слоев.

В топологии проводки, проиллюстрированной на Фиг. 15, VSS линии 35b имеют ширину проводки больше чем ширина проводки CLK линий 34E и DATA линий 34F. Эта структура проводки ослабляет емкостную связь между проводками логических сигналов на различных слоях проводки, что также предотвращает наведение шумов.

Также, в модифицированном примере CLK линии 34E и DATA линии 34F могут быть расположены примыкающими к VDD проводке и проводке логических сигналов низкой частоты. Альтернативно, VSS линии могут примыкать к другим проводкам логических сигналов.

Как модифицированный пример первого примера осуществления, электромонтажный элемент 30 может иметь проводку на одном уровне. В этом случае VSS линии 35b соединены одна с другой через сквозное отверстие. Проводка логических сигналов может быть дифференциальной системой.

В примере осуществления, электромонтажный элемент имеет двухслойную структуру, но может быть адаптирован к трех- или многослойной структуре. Альтернативно, электромонтажный элемент может иметь однослойную структуру.

Хотя настоящее изобретение было описано в отношении примеров осуществления, нужно понимать, что изобретение не ограничивается раскрытыми примерами осуществления. Объем следующей далее формулы изобретения должен предоставить более широкую интерпретацию, чтобы охватить все модификации, эквивалентные структуры и функции.

Изобретение относится к записывающей головке, которая включает в себя: подложку для записывающих элементов, имеющую записывающий элемент и схему, выполненную с возможностью управления приведением в действие записывающих элементов. Кроме того, записывающая головка имеет электромонтажный элемент, выполненный с возможностью предоставления слоя проводки, который имеет первую группу множества клемм и вторую группу множества клемм, и множество линий сигналов, выполненных с возможностью соединения первой группы клемм со второй группой клемм. Причем множество линий сигналов включает в себя линию источника питания, линию заземления и по меньшей мере первую и вторую линии сигналов, и на слое проводки линейная структура, соединенная с одной из линий источника питания или заземления, расположена вдоль первой и второй линий сигналов. Технический результат - обеспечение возможности уменьшения влияния шумов в проводках высокочастотных сигналов с сохранением габаритов монтажного элемента. 11 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Записывающая головка, содержащая:
подложку для записывающих элементов, имеющую записывающий элемент и схему, выполненную с возможностью управлять приведением в действие записывающего элемента; и
электромонтажный элемент, выполненный с возможностью предоставления слоя проводки, который имеет первую группу множества клемм, вторую группу множества клемм и множество линий сигналов, выполненных с возможностью присоединять первую группу клемм ко второй группе клемм;
при этом множество линий сигналов включает в себя линию источника питания, линию заземления и по меньшей мере первую и вторую линии сигналов, и
при этом слой проводки имеет линейную структуру, соединенную с линией источника питания или линией заземления и косвенно соединенную с первой группой множества клемм и второй группой множества клемм, причем линейная структура располагается вдоль первой и второй линий сигналов между первой линией сигналов и второй линией сигналов, при этом линейная структура, первая линия сигналов и вторая линия сигналов располагаются в непосредственной близости друг к другу.

2. Записывающая головка по п. 1, в которой электромонтажный элемент включает в себя по меньшей мере первый слой и второй слой, при этом по меньшей мере первая и вторая линии сигналов и линейная структура предусмотрены на первом слое, линия заземления предусмотрена на втором слое, и линейная структура соединена с линией заземления через сквозное отверстие.

3. Записывающая головка по п. 1, в которой электромонтажный элемент включает в себя по меньшей мере первый слой и второй слой, при этом по меньшей мере первая и вторая линии сигналов и линейная структура предусмотрены на первом слое, сплошная область, включающая в себя линию заземления, предусмотрена на втором слое, и линейная структура соединена со сплошной областью через сквозное отверстие.

4. Записывающая головка по п. 1, в которой линейная структура заканчивается в положениях вблизи первой группы множества клемм и второй группы множества клемм.

5. Записывающая головка по п. 1, в которой линия источника питания представляет собой линию сигналов для подачи логического напряжения, и линия заземления представляет собой линию сигналов для подачи логического напряжения.

6. Записывающая головка по п. 1, в которой первая группа множества клемм предусмотрена таким образом, чтобы быть соединенной с подложкой для записывающих элементов, и вторая группа множества клемм предусмотрена таким образом, чтобы быть соединенной с основным блоком устройства записи.

7. Записывающая головка по п. 1, в которой клеммы второй группы расположены примыкающими друг к другу и соединены с соответствующими линиями сигналов.

8. Записывающая головка по п. 1, в которой клеммы первой группы расположены примыкающими друг к другу и соединены по меньшей мере с линией приведения в действие источника питания и с линией приведения в действие заземления в дополнение к упомянутым линиям сигналов.

9. Записывающая головка по п. 1, в которой первая и вторая линии сигналов являются линиями синхронизирующих импульсов или линиями сигналов данных.

10. Записывающая головка по п. 1, в которой предварительно определенный сигнал включает в себя сигнал, который определяет период времени, в течение которого приводится в действие записывающий элемент.

11. Записывающая головка по п. 1, в которой схема включает в себя схему хранения, выполненную с возможностью хранить значение сигнала данных, и в которой предварительно определенный сигнал включает в себя запирающий сигнал, который управляет схемой хранения.

12. Записывающая головка по п. 1, в которой линейная структура, первая линия сигналов и вторая линия сигналов разделены друг от друга с помощью зазора шириной от 25 до 50 мкм.