專利名稱：記錄頭以及具備上述記錄頭的記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備多個(gè)記錄元件的記錄頭以及具備該記錄頭的記錄裝置。
背景技術(shù)：
已知通過(guò)配置在記錄頭的噴嘴內(nèi)的加熱器發(fā)生熱能，利用其熱能使加熱器附近的墨水發(fā)泡，從該噴嘴噴射墨水進(jìn)行記錄的噴墨頭。圖11表示這種噴墨頭中的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)例子。
為了高速地進(jìn)行記錄，希望同時(shí)驅(qū)動(dòng)盡可能多的加熱器，從多個(gè)噴嘴同時(shí)噴射墨水。然而，在打印機(jī)裝置的電源供電能力方面存在限制，或者由于從電源至加熱器的布線電阻引起的電壓降限制了能夠一次流過(guò)的電流值。因此，一般是以時(shí)間分割驅(qū)動(dòng)多個(gè)加熱器噴射墨水的時(shí)分驅(qū)動(dòng)。在該時(shí)分驅(qū)動(dòng)中，例如，把多個(gè)加熱器分割在由相鄰配置的加熱器構(gòu)成的多個(gè)塊(組)中，時(shí)分驅(qū)動(dòng)使得在各塊內(nèi)不會(huì)同時(shí)驅(qū)動(dòng)2個(gè)以上的加熱器，通過(guò)抑制流過(guò)加熱器的電流的總和，而不需要一次供給大電力。使用圖11說(shuō)明進(jìn)行這種加熱器驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作。
對(duì)應(yīng)于加熱器110111～1101mx的每一個(gè)的各NMOS晶體管110211～1102mx如圖11所示，被分割在分別各收容相同數(shù)量(x)的塊1～m中。即，在塊1中，來(lái)自電源焊盤1104(+)的電源布線與加熱器110111～11011x共同連接，NMOS晶體管110211～11021x的每一個(gè)在電源1104(+)與接地點(diǎn)1104(-)之間，與相對(duì)應(yīng)的加熱器110111～11011x的每一個(gè)串聯(lián)連接。另外，加熱器110111～11011x的每一個(gè)在從控制電路1105對(duì)相對(duì)應(yīng)的NMOS晶體管110211～11021x的柵極施加了控制信號(hào)時(shí)，通過(guò)該NMOS晶體管110211～11021x導(dǎo)通，從電源布線經(jīng)由相對(duì)應(yīng)的加熱器流過(guò)電流，進(jìn)行加熱。
圖12是表示在圖11所示的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的各塊中的加熱器中通電驅(qū)動(dòng)的定時(shí)的時(shí)序圖。
例如，如果以圖11的塊1為例，則控制信號(hào)VG1～VGx是用于驅(qū)動(dòng)屬于塊1的第1～第x個(gè)加熱器110111～11011x的定時(shí)信號(hào)。即，VG1～VGx表示輸入到塊1的NMOS晶體管110211～11021x的控制端子(柵極)的信號(hào)的波形，在高電平時(shí)，使相對(duì)應(yīng)的NMOS晶體管1102導(dǎo)通，在低電平時(shí)使相對(duì)應(yīng)的NMOS晶體管截止。其它的塊2～m的情況也相同。在圖12中，Ih1～I(xiàn)hx的每一個(gè)表示流過(guò)加熱器110111～11011x的每一個(gè)中的電流值。
這樣，通過(guò)順序地以時(shí)間分割對(duì)各塊內(nèi)的加熱器進(jìn)行通電驅(qū)動(dòng)，控制成為在各塊內(nèi)通電驅(qū)動(dòng)的加熱器始終小于等于1個(gè)，因此不需要一次在加熱器中供給大電流。
圖13表示形成了圖11的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的加熱器基板(構(gòu)成記錄頭的基板)的設(shè)計(jì)例。該圖13表示了從圖11所示的電源焊盤1104(+)(-)與塊1～m連接的電源布線的設(shè)計(jì)。
對(duì)于塊1～m的各塊，從電源焊盤1104(+)分別連接電源布線13011～1301m，從電源焊盤1104(+)連接電源布線13021～1302m。如上所述，通過(guò)使在各塊中同時(shí)驅(qū)動(dòng)的最大加熱器數(shù)小于等于1，通過(guò)按照各塊所分割的布線的電流值能夠始終成為小于等于流過(guò)1個(gè)加熱器的電流。由此，即使在同時(shí)驅(qū)動(dòng)了多個(gè)加熱器的情況下，能夠使加熱器基板內(nèi)的布線中的電壓降量為恒定。與此同時(shí)，即使在同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)加熱器的情況下，也能夠使向各加熱器的投入能量幾乎為恒定。
近年來(lái)，由于要求打印機(jī)的高速化、高精細(xì)化，因此打印機(jī)的記錄頭謀求高密度、多噴嘴化，在記錄頭中的加熱器驅(qū)動(dòng)時(shí)，從記錄速度的觀點(diǎn)出發(fā)，要求同時(shí)高速地驅(qū)動(dòng)盡可能多的加熱器。
另外，加熱器基板在同一個(gè)半導(dǎo)體基板上形成多個(gè)加熱器及其驅(qū)動(dòng)電路。為此，由于需要謀求增加從1片晶片取得的加熱器基板的個(gè)數(shù)和成本降低，因此還要求減小加熱器基板的面積。
然而，如上所述，在增加同時(shí)驅(qū)動(dòng)的加熱器數(shù)量的情況下，在加熱器基板內(nèi)需要與同時(shí)驅(qū)動(dòng)加熱器的數(shù)量相對(duì)應(yīng)的布線。為此，在增加布線數(shù)量的同時(shí)，當(dāng)加熱器基板面積有限的情況下，由于減小每一條布線的布線區(qū)而增加布線電阻。另外，與此同時(shí)，通過(guò)增加布線數(shù)量使各布線寬度變細(xì)，也將增加加熱器基板內(nèi)的布線相互之間的電阻的分散性。這樣的問(wèn)題在縮小加熱器基板的面積的情況下也同樣產(chǎn)生，進(jìn)而，還增加布線電阻以及電阻分散性。如上所述，在加熱器基板內(nèi)，由于加熱器和電源布線對(duì)于電源串聯(lián)連接，因此通過(guò)布線電阻和該電阻的分散性增加，將增加施加在各加熱器上的電壓的變動(dòng)比例。
向加熱器的投入能量如果太小，則墨水的噴射不穩(wěn)定，另外如果過(guò)剩，則加熱器的耐久性減低。為此，為了進(jìn)行高畫質(zhì)的記錄，希望向加熱器的投入能量恒定。然而如上所述，在施加到加熱器上的電壓的變動(dòng)大的情況下，或者使加熱器的耐久性降低，或者墨水噴射不穩(wěn)定。
另外，在加熱器基板外部的布線由于對(duì)于多個(gè)加熱器成為共同的，因此根據(jù)同時(shí)驅(qū)動(dòng)的加熱器的數(shù)量，在共同的布線中的電壓降不同。對(duì)于這種電壓降的變動(dòng)，為了使在各加熱器中的投入能量恒定，根據(jù)電壓的施加時(shí)間，調(diào)整向各加熱器的投入能量。然而，由于通過(guò)增加同時(shí)驅(qū)動(dòng)的加熱器的數(shù)量，使共同布線中的電壓降增加，因此加熱器驅(qū)動(dòng)時(shí)的電壓的施加時(shí)間增加，難以高速地驅(qū)動(dòng)加熱器。
例如在特開2001-191531中提出了解決這種由于向加熱器的投入能量變動(dòng)引起的問(wèn)題的方法。圖14表示特開2001-191531中記載的加熱器的驅(qū)動(dòng)電路。這里是通過(guò)針對(duì)每個(gè)記錄元件(R1～Rn)分別設(shè)定的電流源(Tr14～Tr(n+13))和開關(guān)元件(Q1～Qn)，以恒定電流驅(qū)動(dòng)加熱器(R1～Rn)的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，由于需要與記錄元件相同數(shù)量的恒流源，因此與以往的記錄方式相比較，加熱器基板上的面積顯著增大，并且加熱器基板的成本上升。另外，為了使對(duì)于加熱器的投入能量穩(wěn)定，要求在多個(gè)恒流源之間輸出電流恒定，但是，越增加恒流源的數(shù)量就越增加恒流源之間的輸出電流的分散量。特別是，在根據(jù)打印機(jī)的高速印刷或者高精細(xì)化而顯著地增加了加熱器數(shù)量的加熱器基板中，難以降低多個(gè)恒流源之間的輸出電流的分散量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述以往例而完成的，本中請(qǐng)發(fā)明的特征在于提供即使增加記錄元件的同時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)量，也能夠進(jìn)行高速而且穩(wěn)定的記錄的記錄頭以及具備該記錄頭的記錄裝置。
另外，本發(fā)明的特征在于提供以恒定電流驅(qū)動(dòng)各記錄元件，使該恒定電流值可以調(diào)整，能夠在各記錄元件上施加均勻的能量的記錄頭以及具備該記錄頭的記錄裝置。
本發(fā)明的其它特征或優(yōu)點(diǎn)將從參照附圖進(jìn)行的以下的說(shuō)明中明確。


組合于本申請(qǐng)中，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分說(shuō)明的附圖例示本申請(qǐng)的實(shí)施方式，與說(shuō)明書一起說(shuō)明本申請(qǐng)發(fā)明的原理。
圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)例子的電路圖。
圖2是本發(fā)明第1實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電路的等效電路圖。
圖3是說(shuō)明圖2的電路的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)序圖。
圖4是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)例子的電路圖。
圖5是在本實(shí)施方式中使用的MOS晶體管的特性圖。
圖6是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的MOS晶體管的特性測(cè)定條件的圖。
圖7是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)例子的電路圖。
圖8是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)例子的電路圖。
圖9是表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)例子的電路圖。
圖10表示加熱器驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)例子。
圖11是表示以往的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖12是使以往的加熱器驅(qū)動(dòng)電路動(dòng)作的信號(hào)的時(shí)序圖。
圖13表示加熱器基板的布線設(shè)計(jì)。
圖14是表示以往的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖16是表示本實(shí)施方式的噴墨記錄裝置的結(jié)構(gòu)概要的外觀斜視圖。
圖17是表示本實(shí)施方式的噴墨記錄裝置的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
圖18是表示本實(shí)施方式的記錄頭的結(jié)構(gòu)的概觀斜視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的適宜的實(shí)施方式。
另外，以下使用的「加熱器基板」不是表示由硅半導(dǎo)體構(gòu)成的單純的基板，而是表示設(shè)置了各元件或者布線等的基板。
另外，所謂「加熱器基板上」并不僅僅表示加熱器基板的表面上，而且還表示元件基板的表面上、表面附近的元件基板內(nèi)部一側(cè)。另外，本實(shí)施方式的所謂「裝入(built-in)」并不是表示僅把單個(gè)的元件配置在基板上的語(yǔ)言，而是表示通過(guò)半導(dǎo)體電路的制造工藝等在加熱器基板上一體地形成并制造各元件。
圖1是說(shuō)明本發(fā)明第1實(shí)施方式的噴墨記錄頭的加熱器基板中設(shè)置的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
在圖1中，10111～101mx表示用于進(jìn)行記錄的加熱器(加熱器電阻)，通過(guò)把各加熱器通電發(fā)熱，從各對(duì)應(yīng)的噴嘴噴射墨水滴。這里，這些加熱器10111～101mx分割為塊(組)1～m，在各塊中，包括x個(gè)加熱器和與各加熱器相對(duì)應(yīng)設(shè)置的x個(gè)NMOS晶體管。10211～102mx是用于對(duì)各對(duì)應(yīng)的加熱器的通電進(jìn)行接通/斷開的NMOS晶體管。1031～103m是恒流源，在每個(gè)塊中各設(shè)置1個(gè)。104是控制電路，依照要記錄的記錄數(shù)據(jù)控制各NMOS晶體管102的導(dǎo)通/關(guān)斷。105是基準(zhǔn)電流電路，把控制信號(hào)110輸出到恒流源1031～103，控制在各恒流源中發(fā)生的恒定電流值。106以及107是連接基板外部的電源單元(未圖示)的電源焊盤，經(jīng)由這些電源焊盤供給加熱器驅(qū)動(dòng)用的電力。108、109的每一個(gè)是從各電源焊盤106、107向塊1～m供給加熱器驅(qū)動(dòng)用的電力的電源線。
如果觀察塊1的情況，則NMOS晶體管10211～1021x的每一個(gè)串聯(lián)連接加熱器10111～1011x內(nèi)的相對(duì)應(yīng)的各加熱器，控制對(duì)于串聯(lián)連接的各加熱器的電流的通電/非通電。即，NMOS晶體管10211～1021x的各源極與加熱器10111～1011x的每一個(gè)連接，NMOS晶體管10211～1021x的漏極分別共同地連接恒流源1031。另外，加熱器10111～1011x的每一個(gè)的一端共同連接電源線108。這里，NMOS晶體管10211～1021x是加熱器10111～1011x的第1驅(qū)動(dòng)用開關(guān)，另外，恒流源1031是加熱器10111～1011x的第2驅(qū)動(dòng)用開關(guān)。這樣的結(jié)構(gòu)在其它的塊2～m中也相同。即，在塊2、m中，110121～11012x、1101m1～1001mx表示加熱器，110221～11022x、1102m1～1102mx表示NMOS晶體管。
另外，恒流源1031～103m的每一個(gè)與NMOS晶體管10211～102mx和加熱器10111～101mx串聯(lián)連接。恒流源1031～103m的每一個(gè)在其恒流源103的端子輸出恒定電流，該輸出電流值的大小由來(lái)自基準(zhǔn)電流電路105的控制信號(hào)110調(diào)節(jié)。
控制電路104在NMOS晶體管10211～102mx的每一個(gè)的柵極上輸出與所記錄的圖像信號(hào)(記錄信號(hào))相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，控制MOS晶體管10211～102mx的每一個(gè)的通斷。
圖2表示包括x個(gè)加熱器、x個(gè)NMOS晶體管和1個(gè)恒流源的1塊部分的等效電路圖，圖3是說(shuō)明其驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及流過(guò)各加熱器的電流的時(shí)序圖。
在圖2中，信號(hào)VG1～VGx是與從圖1的控制電路104供給的圖像信號(hào)相對(duì)應(yīng)的1塊部分的記錄信號(hào)。另外，作為控制電路104的結(jié)構(gòu)，也可以是控制移位寄存器、閂鎖器等的圖像信號(hào)的電路。信號(hào)VC是從基準(zhǔn)電流電路105供給到恒流源203的控制信號(hào)，相當(dāng)于圖1的控制信號(hào)11O，依照該控制信號(hào)VC，控制由恒流源203(相當(dāng)于圖1的恒流源1031～103m)發(fā)生的電流值。
這里，為了簡(jiǎn)單，考慮NMOS晶體管2021～202x理想地把漏極和源極作為2端子開關(guān)進(jìn)行動(dòng)作，作為當(dāng)信號(hào)VG(VG1～VGx)的信號(hào)電平是高電平時(shí)導(dǎo)通(漏極-源極間短路)，低電平時(shí)截止(漏極-源極間開放)的元件進(jìn)行說(shuō)明。假設(shè)恒流源203如果在其端子之間加入某個(gè)電壓，則在端子之間(圖中從上向下)輸出根據(jù)控制信號(hào)VC設(shè)定了的恒定電流I。
圖3表示該信號(hào)VG(VG1～VGx)的輸出時(shí)序圖以及在該時(shí)刻流過(guò)加熱器的電流的波形。
如果考察圖2所示的加熱器2011，則在至?xí)r間t1為止的期間中，由于信號(hào)VG1是低電平，因此NMOS晶體管2021截止，由于恒流源203的輸出和加熱器2011被切斷，因此在加熱器2011中不流過(guò)電流。接著，在時(shí)間t1～t2的期間，信號(hào)VG1成為高電平。由此，圖2的NMOS晶體管2021的柵極電壓成為高電平，源極-漏極間導(dǎo)通，由恒流源203驅(qū)動(dòng)的恒定電流I流過(guò)加熱器2011。由此，在時(shí)間t1～t2的期間，在加熱器2011中流過(guò)電流發(fā)熱，加熱器2011附近的墨水被加熱而發(fā)泡，從與該加熱器2011相對(duì)應(yīng)的噴嘴噴射墨水，記錄像素(點(diǎn))。
而且，在時(shí)間t2以后，由于信號(hào)VG1再次成為低電平，結(jié)束向加熱器2011的通電。以下同樣地與信號(hào)VG2～VGx同步，進(jìn)行對(duì)于各加熱器2012～201x的通電驅(qū)動(dòng)。
這樣，流過(guò)各加熱器電流的時(shí)間，即，加熱器的驅(qū)動(dòng)時(shí)間分別由各信號(hào)VG1～VGx控制，流過(guò)各加熱器的電流Ih1～I(xiàn)hx的每一個(gè)的大小(用圖3的I1～I(xiàn)3表示)由恒流源203的控制信號(hào)VC決定。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，由基準(zhǔn)電流電路105設(shè)定恒流源203的輸出電流值(I1～I(xiàn)3)，該所設(shè)定的輸出電流僅在由信號(hào)VG1～VGx規(guī)定的時(shí)間，通過(guò)NMOS晶體管2021～202x，流過(guò)相對(duì)應(yīng)的各加熱器2011～201x。
在上述說(shuō)明中，說(shuō)明了NMOS晶體管2021～202x導(dǎo)通時(shí)源極-漏極間短路的理想情況，而實(shí)際上，當(dāng)NMOS晶體管2021～202x導(dǎo)通時(shí)，在源極-漏極間產(chǎn)生電壓降，通過(guò)對(duì)于該電壓降部分設(shè)定充分高的電源電壓，恒流源203的輸出電流直接施加在加熱器中，因此能夠?qū)崿F(xiàn)與上述加熱器驅(qū)動(dòng)的說(shuō)明沒(méi)有什么區(qū)別的動(dòng)作。
另外，上述的基準(zhǔn)電流電路105例如設(shè)置雙例直插開關(guān)(DIPswitch)等，而也可以構(gòu)成為能夠使用戶選擇性地設(shè)定所希望的電壓的控制信號(hào)110，或者，能夠根據(jù)來(lái)自搭載該記錄頭的打印機(jī)裝置的控制單元的信號(hào)，輸出所希望的電壓電平的控制信號(hào)110。
圖4是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的頭驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。在該第2實(shí)施方式中，用NMOS晶體管4011～401m構(gòu)成上述第1實(shí)施方式的恒流源1031～103m。
這些NMOS晶體管4011～401m的漏極分別連接NMOS晶體管10211～102mx的源極。另外，在NMOS晶體管4011～401m的柵極上供給來(lái)自基準(zhǔn)電流電路105的控制信號(hào)110，從NMOS晶體管4011～401m的各漏極輸出電流。該輸出電流由連接基準(zhǔn)電流電路105的MOS晶體管4011～401m的柵極電壓控制。
使用圖5、圖6說(shuō)明圖4的NMOS晶體管4011～401m的動(dòng)作。
圖5表示在NMOS晶體管4011～401m的每一個(gè)中使用的NMOS晶體管的一般的靜態(tài)特性，圖6是說(shuō)明其偏置條件的等效電路圖。
圖5示出以柵極電壓Vg為參數(shù)，使漏極電壓Vds變化時(shí)的漏極電流Id的特性。設(shè)定NMOS晶體管4011～401m的Vg以及Vds，使得在相對(duì)于圖5中的Vds的變化，在Id的變化少的區(qū)域(飽和區(qū)等)中動(dòng)作。由此，能夠得到不過(guò)大地依賴于NMOS晶體管4011～401m的漏極電壓的輸出電流，能夠使NMOS晶體管4011～401m作為在各相對(duì)應(yīng)的加熱器的塊中流過(guò)恒定電流的電流源進(jìn)行動(dòng)作。
另外，由于依照NMOS晶體管4011～401m的柵極電壓Vg，漏極電流Id發(fā)生變化，因此通過(guò)控制柵極電壓Vg，能夠把在各加熱器中流過(guò)的電流值設(shè)定為所希望的電流值。這意味著能夠進(jìn)行與上述第1實(shí)施方式中的控制信號(hào)VC相同的控制。進(jìn)而，能夠由該柵極電壓Vg控制作為NMOS晶體管4011～401m的源漏間的電流-電壓特性的導(dǎo)通電阻特性。從而，通過(guò)由柵極電壓Vg控制導(dǎo)通電阻值，能夠向加熱器提供所希望的恒定電流。
圖7是說(shuō)明本發(fā)明第3實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。在圖4所示的NMOS晶體管4011～401m的漏極上還連接NMOS晶體管7011～701m的源極，串聯(lián)級(jí)聯(lián)連接兩級(jí)NMOS晶體管，構(gòu)成恒流源。NMOS晶體管7011～701m的柵極連接基準(zhǔn)電流電路10Sa。另外，在該第3實(shí)施方式中，說(shuō)明兩級(jí)的情況，而本申請(qǐng)發(fā)明當(dāng)然也能夠適用于大于兩級(jí)的多級(jí)的情況。
這里，NMOS晶體管7011～701m作為柵極接地晶體管進(jìn)行動(dòng)作，由NMOS晶體管7011～701m的柵極-源極間電位固定NMOS晶體管4011～401m的漏極電壓。這里，設(shè)定NMOS7011～701m的柵極電壓，使得NMOS晶體管4011～401m對(duì)于柵極電壓Vds的變化，在漏極電流Id的變化少的飽和區(qū)等區(qū)域中動(dòng)作。對(duì)于NMOS晶體管7011～701m的漏極的電壓變動(dòng)，NMOS晶體管7011～701m的源極電壓通過(guò)固定其柵極電壓，能夠抑制為柵極-源極間的微小的電位變動(dòng)。對(duì)于電源電壓的變動(dòng)或者M(jìn)OS晶體管的導(dǎo)通電阻值或者布線電阻值的變動(dòng)，與圖4的電路相比較，能夠把作為恒流源動(dòng)作的NMOS晶體管4011～401m的漏極電壓的變動(dòng)抑制到很低。
圖8是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的頭驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的電路圖，是在圖4的電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，表示基準(zhǔn)電流電路105的具體的電路結(jié)構(gòu)例。
該基準(zhǔn)電流電路105以NMOS晶體管801為基準(zhǔn)，構(gòu)成從NMOS晶體管4011～401m的漏極輸出電流的電流鏡電路。NMOS晶體管801把柵極與漏極進(jìn)行二極管連接，在其連接點(diǎn)連接基準(zhǔn)電流源802。NMOS晶體管801的柵極共同連接到NMOS晶體管4011～401m的柵極。在NMOS晶體管801與NMOS晶體管4011～401m的柵極尺寸相同時(shí)，NMOS晶體管801與NMOS晶體管4011～401m的柵極電壓相同，與基準(zhǔn)電流相同的電流從NMOS晶體管4011～401m的漏極輸出。另外，在NMOS晶體管801與NMOS晶體管4011～401m的柵極尺寸不同時(shí)，可以得到與NMOS晶體管801和NMOS晶體管4011～401m的柵極尺寸比相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電流成比例的恒定的輸出電流。
圖9是表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的頭驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的框圖，把圖7所示的NMOS晶體管7011～701m的柵極連接到基準(zhǔn)電流電路105a的NMOS晶體管901的柵極。NMOS晶體管901把其柵極與漏極進(jìn)行二極管連接，在NMOS晶體管7011～701m的柵極上提供恒定電壓。
根據(jù)圖9的結(jié)構(gòu)，由于NMOS晶體管901與NMOS晶體管7011～701m的柵極-源極間電壓幾乎相等，因此NMOS晶體管902與NMOS晶體管4011～401m的漏極電壓也幾乎相等。通過(guò)NMOS晶體管902和NMOS晶體管4011～401m的柵極電壓與漏極電壓幾乎相等，基準(zhǔn)電流不依賴于NMOS晶體管7011～701m的漏極電壓，能夠由NMOS晶體管4011～401m的輸出電流高精度地鏡像。
圖15是表示在上述圖4所示的實(shí)施方式中的NMOS晶體管部分中使用了雙極晶體管的例子的電路圖。
這里，晶體管4011～401m的基極連接基準(zhǔn)電流電路105，把該基極作為控制端子，從晶體管的集電極輸出恒定電流，以恒定電流驅(qū)動(dòng)加熱器。這樣，即使把NMOS晶體管替換為雙極晶體管，也能夠進(jìn)行與NMOS晶體管時(shí)相同的動(dòng)作。
另外，在上述第1～第5實(shí)施方式中，作為恒流源的電路示出使用了NMOS晶體管的電路，而即使像這樣使用雙極晶體管也能夠恒流驅(qū)動(dòng)記錄元件。
如上所述，與在圖10中構(gòu)成那樣，在每一個(gè)加熱器中分別具備恒流源10311～103mx的情況相比較，能夠減少恒流源電路的數(shù)量。由此，能夠縮小加熱器基板的面積，能夠使每一個(gè)加熱器基板的成本降低。在圖10中，與圖1共同的部分用相同的符號(hào)表示，這里，在各加熱器上連接分別獨(dú)立的恒流源(10311～103mx)。在圖10的例子中，雖然能夠控制在各加熱器的每一個(gè)中通電的電流值，但是存在恒流源電路的數(shù)量巨大，在電路的小型化等方面難以設(shè)計(jì)的問(wèn)題。
為此，在圖9的結(jié)構(gòu)中，能夠把恒流源的數(shù)量抑制為較小同時(shí)，能夠抑制各恒流源的相對(duì)的輸出電流的分散，對(duì)于各加熱器能夠投入大致均勻的能量。由此，墨水的噴射穩(wěn)定，能夠進(jìn)行高畫質(zhì)的圖像記錄。
另外，上述各實(shí)施方式的圖1、4、7、8、9、10等的電路結(jié)構(gòu)也可以裝入在1個(gè)元件基板上。另外，基準(zhǔn)電流電路也可以是設(shè)置在元件基板外的電路，而最好是裝入在同一個(gè)元件基板上。
其次，說(shuō)明具備上述結(jié)構(gòu)的加熱器基板的噴墨頭以及搭載了該噴墨頭的噴墨記錄裝置的例子。
圖16是表示作為本發(fā)明代表性實(shí)施方式的噴墨記錄裝置1的結(jié)構(gòu)概要的外觀斜視圖。
如圖16所示，噴墨記錄裝置(以下，稱為記錄裝置)在搭載了根據(jù)噴墨方式噴射墨水進(jìn)行記錄的記錄頭3的滑架2上，由傳遞機(jī)構(gòu)4傳遞由滑架馬達(dá)M1發(fā)生的驅(qū)動(dòng)力，使滑架2沿著箭頭A方向往復(fù)移動(dòng)的同時(shí)，例如，經(jīng)由供紙機(jī)構(gòu)5供給記錄紙等記錄媒體P，傳送到記錄位置，在該記錄位置，通過(guò)從記錄頭3向記錄媒體P噴射墨水進(jìn)行記錄。另外，為了把記錄頭3的狀態(tài)維持為良好，使滑架2移動(dòng)到恢復(fù)裝置10的位置，間接地進(jìn)行記錄頭3的噴射恢復(fù)處理。
在記錄裝置1的滑架2上不僅搭載記錄頭3，還安裝貯存向記錄頭3供給的墨水的墨水盒6。墨水盒6相對(duì)于滑架2裝卸自由。
圖16所示的記錄裝置1能夠進(jìn)行彩色記錄，為此，在滑架2上搭載分別收容了品紅(M)、青綠(C)、黃(Y)、黑(K)墨水的4個(gè)墨水盒。這些4個(gè)墨水盒能夠分別獨(dú)立地裝卸。
滑架2和記錄頭3適宜地接觸兩個(gè)部件的接合面，使得能夠?qū)崿F(xiàn)并維持所需要的電連接。記錄頭3通過(guò)依照記錄信號(hào)施加能量，從多個(gè)噴射口選擇性地噴射墨水進(jìn)行記錄。特別是，本實(shí)施方式的記錄頭3采取利用熱能噴射墨水的噴墨方式，具備用于發(fā)生熱能的電熱變換體，施加到該電熱變換體上的電能向熱能變換，利用通過(guò)在墨水上提供該熱能而產(chǎn)生的膜沸騰引起的氣泡的生長(zhǎng)、收縮所產(chǎn)生的壓力變化，從噴射口噴射墨水。該電熱變換體與各噴射口的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)設(shè)置，通過(guò)依照記錄信號(hào)在相對(duì)應(yīng)的電熱變換體上施加脈沖電壓，從相對(duì)應(yīng)的噴射口噴射墨水。
如圖16所示，滑架2連接傳遞滑架馬達(dá)M1的驅(qū)動(dòng)力的傳遞機(jī)構(gòu)4的驅(qū)動(dòng)皮帶7的一部分，沿著導(dǎo)向軸13，在箭頭A方向上滑動(dòng)自由地被引導(dǎo)支撐。從而，滑架2根據(jù)滑架馬達(dá)M1的正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn)，沿著導(dǎo)向軸13往復(fù)移動(dòng)。另外，沿著滑架2的移動(dòng)方向(箭頭A方向)具備用于顯示滑架2的絕對(duì)位置的刻度盤8。在本實(shí)施形態(tài)中，刻度盤8使用在透明的PET膠片上以必要的間隔印刷了黑色條的構(gòu)件，其一端固定安裝在底座9上，另一端用板簧(未圖示)支撐。
另外，在記錄裝置1中，與形成了記錄頭3的噴射口(未圖示)的噴射口面相對(duì)，設(shè)置臺(tái)板(未圖示)，在通過(guò)滑架馬達(dá)M1的驅(qū)動(dòng)力使搭載了記錄頭3的滑架2往復(fù)移動(dòng)的同時(shí)，通過(guò)在記錄頭3上提供記錄信號(hào)，噴射墨水，在傳送到臺(tái)板上的記錄媒體P的整個(gè)幅度進(jìn)行記錄。
進(jìn)而在圖16中，14是用于傳送記錄媒體P的由傳送馬達(dá)M2驅(qū)動(dòng)的傳送輥，15是由彈簧(未圖示)使記錄媒體P搭接到傳送輥14上的夾緊輥，16是旋轉(zhuǎn)自由地支撐夾緊輥15的夾緊輥?zhàn)?7是固定在傳送輥14一端的傳送輥齒輪。而且，在傳送輥齒輪17中，由經(jīng)過(guò)中間齒輪(未圖示)傳遞的傳送馬達(dá)M2的旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)傳送輥14。
另外，20是把由記錄頭3記錄了圖像的記錄媒體(薄片)P排出到記錄裝置外的排出輥，通過(guò)傳遞傳送馬達(dá)M2的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。另外，排出輥20由用彈簧(未圖示)壓接記錄媒體P的推動(dòng)輥(未圖示)搭接。22是旋轉(zhuǎn)自由地支撐推動(dòng)輥的推動(dòng)座。
進(jìn)而，在記錄裝置1中，如圖16所示，在搭載記錄頭3的滑架2的用于記錄動(dòng)作的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的范圍以外(記錄區(qū)外)的所希望位置上(例如，與起始點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的位置)，設(shè)置用于使記錄頭3的噴射不良恢復(fù)的恢復(fù)裝置10。
恢復(fù)裝置10具備壓蓋記錄頭3的噴射口面的壓蓋機(jī)構(gòu)11和清潔記錄頭3的噴射口面的摩擦接觸機(jī)構(gòu)12，與壓蓋機(jī)構(gòu)11進(jìn)行的噴射口面的壓蓋聯(lián)動(dòng)，由恢復(fù)裝置內(nèi)的吸引裝置(吸引泵等)從噴射口強(qiáng)制地排出墨水，由此，進(jìn)行去除記錄頭3的墨水流路內(nèi)的粘度增加了的墨水或者氣泡等的噴吐恢復(fù)處理。
另外，在非記錄動(dòng)作時(shí)，通過(guò)壓蓋機(jī)構(gòu)11壓蓋記錄頭3的噴射口面，保護(hù)記錄頭3的同時(shí)能夠防止墨水的蒸發(fā)或干燥。另一方面，摩擦接觸機(jī)構(gòu)12設(shè)置在壓蓋機(jī)構(gòu)11的附近，擦拭附著在記錄頭3的噴射口面上的墨水滴。
通過(guò)這些壓蓋機(jī)構(gòu)11以及摩擦接觸機(jī)構(gòu)12，能夠把記錄頭3的墨水噴射狀態(tài)保持為正常。
<噴墨記錄裝置的控制結(jié)構(gòu)(圖17)>
圖17是表示圖16所示的記錄裝置的控制結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖17所示，控制器600由MPU601；保存與后述的控制過(guò)程相對(duì)應(yīng)的程序、所需要的表以及存儲(chǔ)了其它固定數(shù)據(jù)的ROM602；生成用于滑架馬達(dá)M1的控制、傳送馬達(dá)M2的控制以及記錄頭3的控制的控制信號(hào)的特殊用途集成電路(ASIC)603；設(shè)置了圖像數(shù)據(jù)的展開區(qū)或者用于程序執(zhí)行的工作區(qū)等的RAM604；把MPU601、ASIC603、RAM604相互連接進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的系統(tǒng)總線605；輸入來(lái)自以下說(shuō)明的傳感器組的模擬信號(hào)度進(jìn)行A/D變換，把數(shù)字信號(hào)提供給MPU601的A/D變換器606等構(gòu)成。
另外，在圖17中，610是成為圖像數(shù)據(jù)的供給源的計(jì)算機(jī)(或者圖像讀取用的讀出器或數(shù)碼照相機(jī)等)，總稱為主裝置。在主裝置610與記錄裝置1之間經(jīng)由接口(I/F)611，收發(fā)數(shù)據(jù)圖像、指令、狀態(tài)信號(hào)等。
進(jìn)而，620是開關(guān)組，由電源開關(guān)621、用于指令打印開始的打印開關(guān)622以及用于指示起動(dòng)為了把記錄頭3的噴墨性能維持為良好狀態(tài)的處理(恢復(fù)處理)的恢復(fù)開關(guān)623等，用于接收操作者的指令輸入的開關(guān)構(gòu)成。630是由用于檢測(cè)起始點(diǎn)h的光電耦合器等位置傳感器631和為了檢測(cè)環(huán)境溫度設(shè)置在記錄裝置的適宜位置的溫度傳感器632等構(gòu)成的用于檢測(cè)裝置狀態(tài)的傳感器組。
進(jìn)而，640是驅(qū)動(dòng)用于使滑架2沿著箭頭A方向往復(fù)掃描的滑架馬達(dá)M1的滑架馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，642是驅(qū)動(dòng)用于傳送記錄媒體P的傳送馬達(dá)M2的傳送馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器。
ASIC603在由記錄頭3進(jìn)行的記錄掃描時(shí)，直接訪問(wèn)RAM602的存儲(chǔ)區(qū)的同時(shí)，對(duì)于記錄頭轉(zhuǎn)送記錄元件(噴射加熱器)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)(DATA)。
圖18是表示包括本實(shí)施方式的記錄頭的記錄頭盒的結(jié)構(gòu)的概觀斜視圖。
本實(shí)施方式中的記錄頭盒1200如圖所示，具有貯存墨水的墨水罐1300和依照記錄信息從噴嘴噴射從該墨水罐1300供給的墨水的記錄頭3，記錄頭3對(duì)于滑架2搭載成可裝卸，即采用所謂的盒方式。而且，在記錄時(shí)，記錄頭盒1200沿著滑架軸往復(fù)掃描，與此相伴隨，在記錄薄片上記錄彩色圖像。在這里所示的記錄頭盒1200中，為了能夠進(jìn)行照片風(fēng)格的高畫質(zhì)的彩色記錄，作為墨水罐，例如準(zhǔn)備黑、淺青綠(LC)、淺品紅(LC)、青綠、品紅以及黃的各色獨(dú)立的墨水罐，每一個(gè)都對(duì)于記錄頭3裝卸自由。
另外，在該圖18中，示出了使用6色墨水的情況，但也可以如圖16那樣，例如，使用黑、青綠、品紅以及黃的4色墨水進(jìn)行記錄。這種情況下，4色分別獨(dú)立的墨水罐也可以分別對(duì)于記錄頭3裝卸自由。
另外，本發(fā)明既可以適用于由多臺(tái)設(shè)備(例如，主計(jì)算機(jī)、接口設(shè)備、讀出器、打印機(jī)等)構(gòu)成的系統(tǒng)，也可以適用于由一臺(tái)設(shè)備構(gòu)成的裝置(例如，復(fù)印機(jī)、傳真裝置等)。
另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)噴墨記錄頭的情況下進(jìn)行了說(shuō)明，而本發(fā)明并不限于這種情況，例如也能夠適用于熱敏頭等。
另外，在本實(shí)施方式中，以使用了NMOS晶體管的電路例進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于此，即使是PMOS晶體管也能夠同樣實(shí)現(xiàn)，這是不言而喻的。
另外，這里的記錄頭盒1200示出對(duì)于記錄頭墨水罐1300能夠裝卸的形態(tài)，但也可以是與記錄頭一體化了的頭盒。
如以上說(shuō)明的那樣，如果依據(jù)本實(shí)施方式的記錄頭，則通過(guò)具備對(duì)于多個(gè)加熱器進(jìn)行控制成使得在加熱器中流過(guò)恒定電流的共同的恒流源電路和控制電流的施加時(shí)間的開關(guān)電路，對(duì)于加熱器能夠投入均勻的電能。
另外，希望把該開關(guān)電路的MOS晶體管的耐壓設(shè)定為高于恒流源電路的MOS晶體管的耐壓。
本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，能夠考慮各種變更或修正。由此，本申請(qǐng)發(fā)明的技術(shù)范圍根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求書所決定。
權(quán)利要求
1.一種記錄頭，該記錄頭具有多個(gè)記錄元件，其特征在于包括與上述多個(gè)記錄元件的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)設(shè)置，對(duì)各個(gè)相對(duì)應(yīng)的記錄元件的通電進(jìn)行控制的多個(gè)開關(guān)電路；把上述多個(gè)記錄元件設(shè)置于分割為多個(gè)組的每一個(gè)組中，用于在屬于上述多個(gè)組的每一個(gè)組中的記錄元件中共同流過(guò)恒定電流的恒流源；以及控制由上述恒流源供給的上述恒定電流的電流控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄頭，其特征在于上述恒流源包括MOS晶體管，上述電流控制電路控制上述MOS晶體管的柵極電位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄頭，其特征在于上述電流控制電路控制上述恒流源的MOS晶體管的柵極電壓，使得上述恒流源的MOS晶體管相對(duì)于漏極電壓的變化，在漏極電流變化少的飽和區(qū)中動(dòng)作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄頭，其特征在于上述恒流源包括雙極晶體管，上述電流控制電路控制上述雙極晶體管的基極電位。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄頭，其特征在于上述電流控制電路具有恒流電路和MOS晶體管，把上述恒流電路的輸出連接到上述電流控制電路的MOS晶體管的柵極和上述恒流源的MOS晶體管的柵極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的記錄頭，其特征在于上述電流控制電路和上述恒流源電路構(gòu)成電流鏡電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄頭，其特征在于上述恒流源包括在上述MOS晶體管的漏極上還串聯(lián)連接MOS晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄頭，其特征在于上述開關(guān)電路的MOS晶體管的耐壓高于上述恒流源的MOS晶體管的耐壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄頭，其特征在于上述多個(gè)記錄元件、多個(gè)開關(guān)電路、恒流源以及電流控制電路裝入到同一個(gè)元件基板上。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄頭，其特征在于上述多個(gè)開關(guān)電路和上述恒流源都包括MOS晶體管，上述恒流源通過(guò)控制上述MOS晶體管的導(dǎo)通電阻，輸出上述恒定電流。
11.一種記錄裝置，其特征在于包括使具有多個(gè)記錄元件的記錄頭與記錄媒體相對(duì)移動(dòng)的傳送單元；與由上述傳送單元進(jìn)行的相對(duì)移動(dòng)同步，依照?qǐng)D像信號(hào)驅(qū)動(dòng)上述記錄頭，在上述記錄媒體上形成圖像的驅(qū)動(dòng)控制單元，其中，上述記錄頭具有與上述多個(gè)記錄元件的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)設(shè)置，對(duì)各個(gè)相對(duì)應(yīng)的記錄元件的通電進(jìn)行控制的多個(gè)開關(guān)電路；把上述多個(gè)記錄元件設(shè)置于分割為多個(gè)組的每一個(gè)組中，用于在屬于上述多個(gè)組的每一個(gè)組中的記錄元件中共同流過(guò)恒定電流的恒流源；控制由上述恒流電路供給的上述恒定電流的電流控制電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的記錄裝置，其特征在于上述恒流電路包括MOS晶體管，上述電流控制電路控制上述MOS晶體管的柵極電位。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的記錄裝置，其特征在于上述電流控制電路控制上述恒流源的MOS晶體管的柵極電壓，使得上述恒流源的MOS晶體管對(duì)于漏極電壓的變化，在漏極電流變化少的飽和區(qū)中動(dòng)作。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的記錄裝置，其特征在于上述電流控制電路具有恒流電路和MOS晶體管，把上述恒流電路的輸出連接到上述電流控制電路的MOS晶體管的柵極和上述恒流源的MOS晶體管的柵極，上述電流控制電路和上述恒流源電路構(gòu)成電流鏡電路。
15.一種記錄頭盒，該記錄頭盒具有多個(gè)記錄元件，其特征在于包括記錄頭和用于保持向該記錄頭供給墨水的墨水罐，其中，該記錄頭具有與上述多個(gè)記錄元件的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)設(shè)置，對(duì)各個(gè)相對(duì)應(yīng)的記錄元件的通電進(jìn)行控制的多個(gè)開關(guān)電路；把上述多個(gè)記錄元件設(shè)置于分割為多個(gè)組的每一個(gè)組中，用于在屬于上述多個(gè)組的每一個(gè)組中的記錄元件中共同流過(guò)恒定電流的恒流源；控制由上述恒流源供給的上述恒定電流的電流控制電路。
全文摘要
一種具有多個(gè)記錄元件的記錄頭，具有與多個(gè)記錄元件的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)設(shè)置的多個(gè)開關(guān)元件；設(shè)置在把多個(gè)記錄元件分割為多個(gè)組的每一個(gè)組中，用于在屬于多個(gè)組的每一個(gè)組中的記錄元件中共同流過(guò)恒定電流的恒流源；控制由這些恒流源供給的恒定電流的電流控制電路，用恒定電流驅(qū)動(dòng)上述記錄元件。
文檔編號(hào)B41J2/355GK1717330SQ20038010450
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2003年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
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