專利名稱：用于噴墨打印頭的集成電路和驅(qū)動方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要針對于噴墨式打印機。更具體而言，本發(fā)明提出了一種個據(jù)多維尋址方案選址打印機噴墨頭并且激活打印元素的集成電路。
背景技術(shù)：
硬件和軟件的局限共同制約了當(dāng)前的噴墨打印機。例如，可用輸入輸出端口的數(shù)目限制了噴墨打印頭集成電路完成在印刷媒質(zhì)上打印圖像的打印操作。打印頭集成電路的限制對整個打印操作產(chǎn)生了相應(yīng)的限制影響。因而，需要新的噴墨打印機和打印技術(shù)來彌補這些弱點和限制。
對激活噴墨打印機打印頭上的打印單元的驅(qū)動電路加以改進(jìn)，已經(jīng)滿足了前述的和其它的一些需要。本發(fā)明一方面包括向打印頭控制電路提供第一、第二、第三和第四控制信號從而激活一個或多個加熱電阻，這里稱作加熱器，由此為相鄰放置的油墨在打印媒質(zhì)上打印圖像提供能量。
在噴墨頭控制電路中引入一個附加的接地開關(guān)器件，例如一個場效應(yīng)晶體管，把每一個功率晶體管的源極和接地開關(guān)器件的漏極電連接，這對打印機尋找噴墨打印頭噴嘴的地址提供一個附加的維度。激活一個或多個接地開關(guān)器件就可以將一個或多個相應(yīng)的加熱器接地。
因而，本發(fā)明為尋址打印頭提供了一個附加的維度。一個或多個接地開關(guān)器件和電阻加熱器之間不需要一一對應(yīng)的關(guān)系。例如，兩個或多個加熱器彼此可以并行連接，這些并聯(lián)的加熱器可以和其它接地開關(guān)器件串連。
另一方面，附加的接地開關(guān)器件可以在加熱器的高側(cè)(high sidesof the heaters)加一個固定的電壓橫檔(voltage rail)。一個固定的電壓橫檔簡化了打印機驅(qū)動器，驅(qū)動器在保證一個簡化的輸入輸出體系的同時為加熱器每一次加熱提供向加熱器高側(cè)(high side of the heaters)的切換。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，附加的尋址維度可以用來避免打印頭所有的加熱器工作。這種“芯片選擇”功能允許不同的打印頭之間共用另外的地址線。例如單色和彩色使用附加的地址維度來決定哪個打印頭打印。
這里公開了一種在噴墨打印機打印頭中的打印單元陣列中激活某一個打印單元的方法。打印頭包含多個打印單元、功率開關(guān)器件、通道開關(guān)器件和一個或多個接地開關(guān)器件。打印單元和伴隨的通道開關(guān)器件的多個子集被限定在打印單元、相關(guān)通道開關(guān)以及功率開關(guān)器件的多個組中。這種方法向其中一個被選中的子集中的通道開關(guān)器件和功率開關(guān)器件提供一個子集選擇信號，由此基于該子集選擇信號在打印單元陣列中選擇打印單元子集。
一個地址信號被提供給通道開關(guān)器件的被選中的子集，由此基于該地址信號選擇一個或多個打印單元，一個加熱器選擇信號也被提供給一個或多個接地開關(guān)器件。這種方法也用于向打印頭上其中一個選中的打印單元組提供一個原始(primitive)信號，并且基于該原始(primitive)信號和加熱器選擇信號激活被選中組里的一個被選中的打印單元。
一種集成電路被提出并用于具有一個打印控制器產(chǎn)生打印信號以及一個打印頭來在打印媒質(zhì)上打印圖像的噴墨打印機中。這種集成電路包括在打印媒質(zhì)上打印圖像而布置在可選組中的多個打印單元。這種電路包括多個功率開關(guān)器件，每一個功率開關(guān)器件和相應(yīng)的其中一個打印單元相耦連；多個通道開關(guān)器件，每一個通道開關(guān)器件和相應(yīng)的其中一個功率開關(guān)器件相耦連；以及一個或多個接地開關(guān)器件分別和一個或多個功率開關(guān)器件相耦連。
電路有p個第一控制線，每一個和相應(yīng)的其中一個打印單元的可選組相耦連。每一個第一控制線向一個或多個打印單元的可選組提供第一控制信號，由此選擇地激活一個或多個打印單元的可選組。電路有q個第二控制線，每一個和一個或多個打印單元可選組中的相應(yīng)功率開關(guān)器件和通道開關(guān)器件可選子集相耦連。每一個第二控制線向功率開關(guān)器件和通道開關(guān)器件的相應(yīng)的可選子集提供第二控制信號。第二控制線用于選擇地激活一個或多個可選組中的功率開關(guān)器件和通道開關(guān)器件的相應(yīng)子集。
電路也包括a個第三控制線，每一個和每個打印單元子集中的相應(yīng)通道開關(guān)器件相耦連。第三控制線向相應(yīng)的通道開關(guān)器件的可選子集提供第三控制信號。第三控制信號用于選擇地激活相應(yīng)可選子集中的其中一個打印單元。H個第四控制線和一個或多個接地開關(guān)器件相耦連。第四控制線向一個或多個接地開關(guān)器件提供第四控制信號，用于選擇地激活一個或多個接地開關(guān)器件來將一個或多個功率控制器件接地，由此在被選中的打印單元的子集中激活一個被選中的打印單元。


和具體的圖示相結(jié)合，參考優(yōu)選實施例的細(xì)節(jié)描述，本發(fā)明的更多優(yōu)點將變得明顯，這些圖示沒有按照規(guī)定比例，其中在如下的幾個圖中相似的參考特征指代相似的單元圖1描述噴墨打印機的打印頭的優(yōu)選實施例；圖2是噴墨打印頭控制電路的優(yōu)選實施例一部分結(jié)構(gòu)圖；圖3是噴墨打印頭控制電路的優(yōu)選實施例的另一部分結(jié)構(gòu)圖；圖4是噴墨打印頭控制電路另一部分結(jié)構(gòu)圖；以及圖5和圖6描述本發(fā)明中噴墨打印頭的控制電路的一部分控制塊和操作的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
通常參考圖1和圖2，一個集成控制電路10被置于打印頭14上的加熱芯片12上。在優(yōu)選實施例中，一個帶子自動接合電路(tapeautomated bonding)(TAB)16包含芯片12。芯片12上的集成電路10包括一個阻抗加熱單元陣列(以后稱為加熱器)H1-H640，以及相關(guān)的使能電路，這在下面詳細(xì)討論。
個據(jù)本發(fā)明的一個方面，圖2描述用于控制打印頭14操作的一部分使能電路。圖中描述的電路是一個優(yōu)選實施例，應(yīng)當(dāng)理解電路單元可以個據(jù)具體的打印操作需要布置成各種其它結(jié)構(gòu)。
使能電路包括許多晶體管和開關(guān)器件，這里稱通道門器件，這里也稱通道開關(guān)器件PS1-PS640，功率門器件，這里也稱功率開關(guān)器件PG1-PG640，以及接地門器件，這里也稱接地開關(guān)器件GS1-GS640。圖2中也給出了許多控制塊，表示為CB1-CB640。
每一個控制塊CB1-CB640，包括控制電路，優(yōu)選地為下拉和選擇電路，用于提供附加的控制功能，這在下面進(jìn)一步討論。下拉電阻R1和R2為通道開關(guān)器件、功率開關(guān)器件和控制電路10的控制塊提供選擇的接地路徑。圖2到4描述了整個集成電路10的一部分，每張圖都包括附加的設(shè)計裝置，一般用虛線連接器表示，并標(biāo)以符號“A”，這表明電路包括與圖示描述的模式相似的其它電路元件。
集成電路10通過許多控制線和打印機控制器11進(jìn)行通訊。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，打印機控制器11收到來自主機的打印信息，例如主機計算機或相似的裝置，從而部分基于傳輸打印信息提供一個或多個控制信號來控制打印操作。
個據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地控制線包括5個地址線A1-A5，4個正交線或積分線(quadrature line)Q1-Q4，2個加熱器選擇線CH1-CH2，和16個原始控制線(primitive control line)P1-P16。TAB電路16將控制線Q1-Q4、A1-A5、P1-P16和固定在TAB電路16上的一些TAB接觸18電連。位于圖1中虛線框區(qū)域20內(nèi)的一些導(dǎo)體將柔性自動接合電路接觸18和芯片12上的集成控制電路10電連。
通道開關(guān)器件PS1-PS640，功率開關(guān)器件PG1-PG640，接地開關(guān)器件GS1-GS640和控制塊電路CB1-CB640基于打印機控制器11提供的信號進(jìn)行開關(guān)和控制操作，這在后面詳述。每一個加熱器H1-H640在打印頭噴嘴平板內(nèi)伴隨有一個相應(yīng)的噴墨頭噴嘴22。優(yōu)選的加熱器H1-H640取為阻值在約15歐姆到約50歐姆之間的薄膜金屬電阻。
個據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，一個4維打印頭驅(qū)動方案利用包含在噴墨打印頭14上的集成控制電路10用于在打印媒質(zhì)上打印圖像。如圖2所示，集成控制電路10包括六百四十個(640)加熱器H1-H640?；谳斎氲酱蛴C控制器11上的圖像數(shù)據(jù)，控制器11選擇地控制加熱器H1-H640的激活。一旦加熱器H1-H640被激活，加熱器H1-H640鄰近的油墨被激活并通過噴墨頭22噴射在打印媒質(zhì)上，例如打印紙，從而打印所需的圖像。
正如以上所述，噴墨打印機基于輸入到打印控制器11中的圖像信息來打印圖像，打印頭11按順序向位于打印頭14上的集成控制電路10傳輸多個控制信號。第一、第二、第三和第四控制信號這里也分別稱作地址、積分、原始(primitive)和選擇/使能數(shù)字信號，描述了集成控制電路10如何控制打印頭14的輸出。優(yōu)選地，如圖2所示，打印機控制器11和位于打印頭14上的集成電路10電連，并通過4個積分線Q1-Q4，5個地址線A1-A5，2個加熱器選擇線CH1-CH2，和16個原始線(primitive line)P1-P16(總共27個輸入輸出線(4+5+2+16＝27))將數(shù)字信號傳輸?shù)酱蛴☆^14上的集成電路10，占據(jù)的尋址排列用于激活一個包含(4×5×2×16＝640)640個加熱器的加熱器陣列。
優(yōu)選地，電路10包含六百四十(640)個功率開關(guān)器件PG1-PG640，每一個都和相應(yīng)的其中一個加熱器H1-H640、通道開關(guān)器件PS1-PS640以及一個或多個接地開關(guān)器件GS1-GS640電連。通道開關(guān)器件PS1-PS640，功率開關(guān)器件PG1-PG640和接地開關(guān)器件GS1-GS640優(yōu)選晶體管，每一個都有源極、漏極和柵極連接。應(yīng)當(dāng)理解的是，可以使用許多不同的晶體管類型，本發(fā)明不限于這里提出的任何明確的例子和說明。
如圖2所示，每個功率開關(guān)器件PG1-PG640的漏極和伴隨的一個加熱器H1-H640的低側(cè)(low side of an associated heater H1-H640)電連。對于控制電路10，每個功率開關(guān)器件PG1-PG640的源極和相應(yīng)的接地開關(guān)器件GS1-GS640的漏極電連。每一個功率開關(guān)器件PG1-PG640的柵極和相應(yīng)的其中一個通道開關(guān)器件PS1-PS640的漏極以及相應(yīng)的其中一個控制塊CB1-CB640的第一個輸出電連。
每個通道開關(guān)器件PS1-PS640的柵極和相應(yīng)的其中一個控制塊CB1-CB640的第二個輸出電連(如圖2)。如圖2所示，積分線Q1-Q4和相應(yīng)控制塊CB1-CB640的輸入電連，并且與控制塊CB1-CB640相應(yīng)的通道和門電耦連。每個通道開關(guān)器件PS1-PS640的源極和相應(yīng)的地址線A1-A5以及和地電連的下拉電阻R1電連。每個控制塊CB1-CB640包括一個輸入端和相應(yīng)積分線Q1-Q4的電連。如圖2所示，每個控制塊的輸入和一個和地電連的下拉電阻R2電連。
繼續(xù)參考圖2，每個接地開關(guān)器件GS1-GS640的源極都和地電連。每個接地開關(guān)器件GS1-GS640的柵極都和相應(yīng)的加熱器選擇線CH1-CH2電連。如前所述，每個接地開關(guān)器件GS1-GS640的漏極和相應(yīng)的功率開關(guān)器件PG1-PG640的源極電連。每一個加熱器H1-H640的高側(cè)(high side of)都和相應(yīng)的原始(primitive)選擇線P1-P16電連。對于這一方面，打印機控制器11控制打印頭的操作通過傳輸各種類型的控制信號經(jīng)過各種不同的控制線積分線Q1-Q4，地址線A1-A5，原始(primitive)線P1-P16和加熱器選擇線CH1-CH2，并且基于以上描述的控制電路結(jié)構(gòu)選擇地影響打印操作。因而，打印操作由一個4維控制方案控制。
當(dāng)需要打印圖像時，主機，一般是主機計算機向控制器11傳送圖像數(shù)據(jù)。打印機控制器11基于接收到的圖像數(shù)據(jù)，通過傳輸以上描述的控制信號控制集成控制電路10從而控制打印頭14的操作。如圖2所示，每個原始(primitive)線P1-P16和相應(yīng)的四十(40)個阻抗加熱器組電連。例如，P1H1-H40，P2H41-H80，P3H81-H120，P4H121-H160，P5H161-H200，P6H201-H240，P7H241-H280，P8H281-H320，P9H321-H360，P10H361-H400，P11H401-H440，P12H441-H480，P13H481-H520，P14H521-H560，P15H561-H600，P16H601-H640。
每40個加熱器組成的組中，一個相應(yīng)的積分線Q1-Q4和一個相應(yīng)的加熱器H1-H640子集電連。如圖2所示，對于第一組加熱器H1-H40，積分線Q1和加熱器H1，H5，H9，H13，H17，H21，H25，H29，H33和H37電連，這里指的是加熱器大組H1-H40中的一個子集。相似地，對于第一組加熱器H1-H40，積分線Q2和加熱器H2，H6，H10，H14，H18，H22，H26，H30，H34和H38電連，積分線Q3和Q4類似，相似的結(jié)構(gòu)存在于剩下的加熱器組中。
對于每組中的每一個子集，地址線A1-A5和加熱器選擇線CH1-CH2個據(jù)打印機控制器11提供的控制信號控制激活具體的加熱器。例如，假設(shè)打印操作需要激活與原始(primitive)線P1相應(yīng)的一些加熱器，例如組H1-H40。為了使能這個組，打印控制器11傳輸一個控制信號使得原始(primitive)線P1處于高態(tài)。打印控制器11傳輸控制信號經(jīng)過選擇積分線，地址線，和加熱器選擇線從而激活組中的加熱器。
仍然參考這個例子，要想激活加熱器H1，打印控制器11傳輸控制信號使得積分線Q1、地址線A1和加熱器選擇線H1處于高態(tài)，從而激活加熱器H1并為鄰近的油墨提供能量。應(yīng)當(dāng)理解的是，外加控制信號存在不同的組合和置換方式，本發(fā)明不受這里介紹的任何實際例子的限制。利用這種4維尋址方案，打印機控制器11可以有選擇地使打印頭14改變噴嘴的輸出從而打印所需的圖像。
參考以下的表1，一個4維尋址方案的優(yōu)選實例被加以描述。表1說明了選擇性激活與原始(primitive)線P1和P16相應(yīng)的加熱器，從而選擇性地為加熱器打印頭附近的油墨提供能量的優(yōu)選尋址方案。原始(primitive)線P2-P15遵守相似的尋址方案。最優(yōu)的結(jié)果是，尋址方案可以加熱H1-H640用以完成烘烤之間(between firings)的最大噴嘴間距。
打印控制器11可以通過向打印頭14發(fā)送相應(yīng)原始(primitive)信號使全部或一部分通過16個原始(primitive)控制線P1-P16傳輸?shù)男盘栕兂筛邞B(tài)。例如，在一個預(yù)先定義打印間隔，1到16個原始(primitive)控制信號個據(jù)輸入到打印機控制器11中的圖像數(shù)據(jù)信號相應(yīng)的變成高態(tài)。利用4維尋址方案，打印控制器11可以基于原始(primitive)線P1-P16中傳輸?shù)母邞B(tài)原始(primitive)信號的數(shù)目，選擇地使打印頭14改變噴嘴輸出，從1到16號輸出。
優(yōu)選地，加熱器H1-H640基于p個原始(primitive)線被編排進(jìn)p個組里，基于q個積分線被編排進(jìn)每個組中的q個子集中。a個地址線和h個加熱器控制線用于激活每個子集中的一個或多個具體的加熱器。對于控制電路10，優(yōu)選地，有16個包含40個加熱器的組(p＝16)。每個組的每個子集包含10個加熱器，每個子集相應(yīng)于積分線Q1-Q4(p＝4)的數(shù)目。
在一個具體的打印操作中，在一個具體的打印間隔內(nèi)，1到16個原始(primitive)線處于高態(tài)，從而激活一個或多個加熱器組。同時，4個積分線中的一個，個據(jù)控制器11提供的控制信號變成高態(tài)，從而激活加熱器組中的某一個特殊子集。地址線A1-A5和加熱器選擇線CH1-CH2激活每一個組中每個子集的選中加熱器。
例如，還以表1為例，為了激活加熱器H1和H601，打印機控制器11傳輸原始(primitive)信號經(jīng)過原始(primitive)線P1和P16，選擇加熱器組H1-H40和H601-H640。打印機控制器11傳輸信號經(jīng)過積分線Q1，地址線A1和加熱器選擇線CH1，使它們分別置高態(tài)，從而激活加熱器H1和H601將油墨從相應(yīng)噴頭噴出。
更具體而言，參考圖2，激活原始(primitive)線P1和P16導(dǎo)致加熱器H1-H40和H601-H640的高側(cè)(high sides of heaters)相應(yīng)于經(jīng)過原始(primitive)線P1和P16傳輸?shù)脑?primitive)控制信號處于高態(tài)。激活積分線Q1可以跨越積分線Q1傳輸一個高態(tài)的積分信號(quad signal)，導(dǎo)致通道開關(guān)器件PS1和PS601的柵極處于高態(tài)，從而激活通道開關(guān)器件PS1和PS601。
基于這種控制電路，為了釋放相應(yīng)于加熱器H1和H601的噴嘴中的油墨，打印機控制器11傳輸一個控制信號經(jīng)過地址線A1，使通道開關(guān)器件PS1和PS601的源極以及功率開關(guān)器件PG1和PG601的柵極處于高態(tài)。打印機控制器11也傳輸一個控制信號經(jīng)過加熱器選擇線CH1，使接地開關(guān)器件GS1和GS601每一個柵極處于高態(tài)，激活接地開關(guān)器件GS1和GS601，并將激活的功率開關(guān)器件PG1和PG601接地，從而對加熱器H1和H601加熱。
因而，接地開關(guān)器件GS1-GS640提供一個附加的控制維度，個據(jù)加熱器選擇線CH1和CH2中傳輸?shù)男盘枺x擇地為相應(yīng)的功率開關(guān)器件PG1-PG640提供一個接地路徑。個據(jù)這個4維尋址方案的例子，在P1，P16，Q1，A1和CH1中傳輸高態(tài)控制信號，可以激活開關(guān)PG1，PG601，PS1，PS601，GS1和GS601，為加熱器H1和H601附近的油墨提供能量，從而通過相應(yīng)的噴嘴將油墨注入到打印媒質(zhì)上。
控制塊CB1-CB640的操作如圖5和圖6所示。控制塊CB1-CB640提供一個下拉電路使得當(dāng)相應(yīng)積分線輸入Q1-Q4被激活時，一次只有一個功率開關(guān)器件PS1-PS4處于工作狀態(tài)。一次只有一個積分線Q1-Q4輸入被激活。最后，在圖5中，當(dāng)積分輸入Q1被激活，通道開關(guān)器件PS1，功率開關(guān)器件PG1，接地開關(guān)器件GS1激活加熱器H1。圖6中積分輸入Q2被激活，因而，通道開關(guān)器件PS5，功率開關(guān)器件PG5，和接地開關(guān)器件GS5激活加熱器H5?？刂茐KCB3-CB640對剩下的通道開關(guān)器件，功率開關(guān)器件，接地開關(guān)器件以及加熱器的操作和圖5以及圖6中所述類似。一次只有一個積分輸入Q1-Q4被激活。
表1.




如表1所示，個據(jù)4維尋址方案，對于每一個尋址線P1-P16，有20個加熱器被加熱器選擇線CH1和CH2控制。
參考圖3表示了一個由控制電路100控制打印頭14操作的實施例。在這個實施例中，控制電路100包括許多控制線16個原始(primitive)線P1-P16，10個地址線A1-A10，1個使能線CE和4個加熱器選擇線CH1-CH4，它們都和打印機控制器11電連。在這方面，加熱器H1-H640，功率開關(guān)器件PG1-PG640，通道開關(guān)器件PS1-PS640和門開關(guān)器件GS1-GS640和以上描述的控制電路10的第一個實施例有基本相似的電學(xué)結(jié)構(gòu)，所以這里不再重復(fù)描述。
如圖3所示，打印控制器11控制打印頭的打印操作通過傳輸選擇控制信號經(jīng)過各種控制線使能線CE，10個地址線A1-A10，16個原始(primitive)線P1-P16和4個加熱器選擇線CH1-CH4(1+10+16+4＝31輸入/輸出線)，占用的地址配置可以激活一個由640(1×10×16×4＝640)個加熱器H1-H640組成的陣列。因而這個實施例的打印操作也由一個4維控制方案控制。
例如，要想激活加熱器H1，從而為鄰近的油墨噴射提供能量，打印控制器11傳輸控制信號經(jīng)過原始(primitive)線P1，地址線A1，使能線CE和加熱選擇線CH1。對于控制電路10，優(yōu)選地，存在16個每組包含40個加熱器的加熱器組，每個組的每個子集包括10個加熱器，每個子集相應(yīng)于加熱器選擇線CH1-CH4的數(shù)目。對于一個給定的打印操作，在一個具體的打印間隔內(nèi)，1到16個原始(primitive)線被置于高態(tài)，從而激活一個或多個加熱器組。同時，4個加熱器選擇線中的一個，個據(jù)控制器11提供的控制信號成為高態(tài)，從而激活加熱器組中的特定子集。地址線A1-A10和使能選擇線CE激活每個組中每個子集中的選中加熱器。
例如，要想激活加熱器H1，打印機控制器11傳輸原始(primitive)信號經(jīng)過原始(primitive)線P1，選擇加熱器組H1-H40。打印機控制器11傳輸控制信號經(jīng)過加熱器選擇線CH1，尋址線A1和使能線CE，使得它們處于高態(tài)，從而激活加熱器11從相應(yīng)的噴墨嘴中噴射油墨。
更具體而言，激活原始(primitive)線P1導(dǎo)致加熱器H1-H40的高側(cè)(high sides of heaters)相應(yīng)于原始(primitive)線P1中傳輸?shù)脑?primitive)信號變?yōu)楦邞B(tài)?？刂破?1激活使能線CE，通過使能線CE傳輸高態(tài)使能信號，使通道開關(guān)器件PS1的柵極處于高態(tài)，從而激活通道開關(guān)器件PS1。
個據(jù)控制電路100，要想使與加熱器H1相應(yīng)的噴嘴噴射油墨，打印機控制器11傳輸控制信號經(jīng)過地址線A1，使通道開關(guān)器件PS1的源極處于高態(tài)，使功率開關(guān)器件PG1的柵極處于高態(tài)。打印機控制器11也傳輸控制信號經(jīng)過加熱器選擇線CH1，使得接地開關(guān)器件GS1的柵極處于高態(tài)，從而激活接地開關(guān)器件，將激活的功率開關(guān)器件PG1接地，從而激活加熱器H1和H601。
因而，接地開關(guān)器件，GS1-GS640提供一個附加的控制維度，個據(jù)加熱器選擇線CH1-CH4中的傳輸信號，有選擇地為相應(yīng)的功率開關(guān)器件PG1-PG640提供接地路徑。個據(jù)這個4維尋址方案的例子，傳輸高態(tài)控制信號經(jīng)過P1，CE，A1和CH1，激活開關(guān)PG1，PS1和GS1，為加熱器H1附近的油墨提供能量，從而從相應(yīng)的噴嘴向打印媒質(zhì)噴射油墨。
參考圖4，表示了另一個由控制電路200控制打印頭14操作的控制電路實施例。在這個實例中，控制電路200包括許多控制線一個信號電壓控制線V，10個地址線A1-A10，4個積分線Q1-Q4和16個加熱器選擇線CH1-CH16，所有的控制線都和打印機控制器11電連。加熱器H1-H640，功率開關(guān)器件PG1-PG640，通道開關(guān)器件PS1-PS640和門開關(guān)器件GS1-GS640和以上描述的控制電路10的第一個實施例有基本相同的電學(xué)結(jié)構(gòu)，這里不再重復(fù)描述。
如圖4所示，打印機控制器11控制打印頭的打印操作通過傳輸選擇信號經(jīng)過各種控制線固定的電壓線V，10個地址線A1-A10，4個積分線Q1-Q4和16個加熱器選擇線CH1-CH16(1+10+4+16＝31輸入/輸出線)，占用地址配置可以激活一個包括640(1×10×16×4＝640)個加熱器H1-H640的加熱器陣列。因而，這個實施例的打印操作仍然通過另一個4維控制方案控制。
仍然以圖4為例，為了激活加熱器H1，從而為其附近的油墨噴射提供能量，打印機控制器11傳輸控制信號經(jīng)過電壓線V，地址線A1，積分線Q1和加熱器選擇線CH1。對于控制電路200，優(yōu)選地，存在16個每組包含40個加熱器的加熱器組，其中每個組中的每個子集包含10個加熱器，每個子集相應(yīng)于積分線Q1-Q4的數(shù)目。在一個給定的打印操作中，當(dāng)固定的電壓線V變?yōu)楦邞B(tài)時，所有的加熱器組都是可選的。固定的電壓線也允許打印頭14上的一個或多個打印頭芯片被選為工作或截止。
加熱選擇線CH1-CH16在一個明確的打印間隔內(nèi)變成為高態(tài)，從而激活被選的加熱器組。同時，4個積分線Q1-Q4中的一個將個據(jù)控制器11提供的控制信號變?yōu)楦邞B(tài)，從而激活加熱器組中的一個特定子集?？刂菩盘柦?jīng)過地址線A1-A10激活每個組中每個子集中的被選中的加熱器。
據(jù)估計，這些過程描述和相關(guān)示意圖中所述說明也許會在發(fā)明的實施例中有所變化，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說也將是顯而易見的。因而，這里特意聲明，以上的描述和相關(guān)的示意圖只用于優(yōu)選實施例，但不僅限于此，此發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容和應(yīng)用范圍參考附加權(quán)利要求書。
權(quán)利要求
1.一種激活噴墨打印機打印頭上的打印單元陣列中某個打印單元的方法，包括(a)提供多個打印單元，(b)提供多個功率開關(guān)器件和多個打印單元耦連，每個功率開關(guān)器件包含功率源極，功率漏極和功率柵極，(c)提供多個通道開關(guān)器件，每個通道開關(guān)器件都和一個相應(yīng)的功率開關(guān)器件耦連，每個通道開關(guān)器件包含通道源極，通道漏極和通道柵極，(d)提供一個或多個接地開關(guān)器件，該一個或多個接地開關(guān)器件具有接地源極，接地漏極和接地柵極，其中，每個通道開關(guān)器件的通道漏極都和相應(yīng)的其中一個功率開關(guān)器件的功率柵極相連，其中一個或多個接地開關(guān)器件的接地漏極都和一個或多個功率開關(guān)器件的一個或多個功率源極相耦連，每一個功率開關(guān)器件的功率源極和相應(yīng)的其中一個打印單元相連，(e)限定打印單元、相關(guān)的通道開關(guān)和功率開關(guān)器件的多個組，(f)在每個組中限定打印單元和相關(guān)的通道開關(guān)器件的多個子集，(g)向選中的其中一個子集的通道開關(guān)器件和功率開關(guān)器件提供一個子集選擇信號，從而基于該子集選擇信號，在打印單元陣列中選擇打印單元子集，(h)向選中的通道開關(guān)器件子集提供一個地址信號，從而基于該地址信號選擇一個或多個打印單元，(i)向一個或多個接地開關(guān)器件提供一個加熱器選擇信號，(j)向打印頭上的選中的其中一個打印單元的組提供一個原始信號，以及(k)基于該原始信號和加熱器選擇信號激活選中的組中的一個選中的打印單元。
2.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(g)包括向子集內(nèi)的通道開關(guān)器件和功率器件的通道和功率柵極提供子集選擇信號，并且設(shè)置子集選擇信號在子集內(nèi)的通道開關(guān)器件和功率開關(guān)器件的通道和功率柵極上為高態(tài)。
3.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(h)包括向選中子集內(nèi)通道開關(guān)器件的通道源極提供地址信號，并且設(shè)置該地址信號在選中子集內(nèi)通道開關(guān)器件的通道源極上為高態(tài)。
4.權(quán)利要求1的方法，其中步驟(i)包括向一個或多個接地開關(guān)器件的一個或多個柵極提供加熱器選擇信號，并且設(shè)置該加熱選擇信號在該接地開關(guān)器件的一個或多個柵極上為高態(tài)，步驟(j)包括設(shè)置原始信號在打印單元上為高態(tài)。
5.一種集成電路，用于基于打印機控制器提供的第一，第二，第三和第四控制信號來控制噴墨打印頭的打印操作，此集成電路包括多個打印單元，布置在用于在打印媒質(zhì)上打印圖像的可選組中，多個功率開關(guān)器件，每一個都和相應(yīng)的其中一個打印單元相耦連，多個通道開關(guān)器件，每一個都和相應(yīng)的其中一個功率開關(guān)器件相耦連，一個或多個接地開關(guān)器件，和一個或多個功率開關(guān)器件相耦連，p個第一控制線，每一個都和相應(yīng)的其中一個打印單元的可選組相耦連，每一個第一控制線用于向一個或多個打印單元的可選組提供第一控制信號，從而選擇地激活一個或多個打印單元的可選組，q個第二控制線，每一個都和一個或多個打印單元可選組內(nèi)功率開關(guān)器件和通道開關(guān)器件的相應(yīng)的可選子集相耦連，每一個第二控制線用于向功率開關(guān)器件和通道開關(guān)器件的相應(yīng)的可選子集提供第二控制信號，第二控制線用于有選擇地激活一個或多個可選組中的功率開關(guān)器件和通道開關(guān)器件的相應(yīng)子集，a個第三控制線，每一個都和打印單元的每個子集中的相應(yīng)的通道開關(guān)器件相耦連，第三控制線用于向通道開關(guān)器件的相應(yīng)的可選子集提供第三控制信號，第三控制信號用于選擇地激活相應(yīng)的可選子集中的其中一個打印單元，以及h個第四控制線，和一個或多個接地開關(guān)器件相耦連，第四控制線用于向一個或多個接地開關(guān)器件提供第四控制信號，第四控制信號用于選擇地激活一個或多個接地開關(guān)器件來將一個或多個功率開關(guān)器件接地，從而激活打印單元的可選子集中的一個選定的打印單元。
6.權(quán)利要求5的集成電路，還包括每一個通道開關(guān)器件有通道柵極，通道源極和通道漏極，每一個功率開關(guān)器件有功率柵極，功率源極和功率漏極，以及該一個或多個接地開關(guān)器件的每一個都有接地柵極，接地源極和接地漏極。
7.權(quán)利要求6的集成電路，還包括多個控制開關(guān)電路，和多個通道開關(guān)器件和功率開關(guān)器件相對應(yīng)，每一個開關(guān)控制電路有一個輸入和第一，第二輸出，每一個控制開關(guān)電路的輸入都和一個相應(yīng)的其中一個第二控制線電連接，每個通道開關(guān)器件的通道柵極都和控制開關(guān)電路的第一輸出電連接，每個通道開關(guān)器件的通道漏極都和相應(yīng)的其中一個功率開關(guān)器件的功率柵極電連接，每個通道開關(guān)器件的通道源極都和相應(yīng)的其中一個第三控制線電連接，每個功率開關(guān)器件的功率柵極都和控制開關(guān)電路的第二輸出電連接，每個功率開關(guān)器件的功率漏極都和相應(yīng)的一個打印單元的一側(cè)電連接，每個功率開關(guān)器件的功率源極都和相應(yīng)的一個接地開關(guān)器件的接地漏極電連接，一個或多個接地開關(guān)器件的每個接地柵極都和相應(yīng)的其中一個第四控制線電連接，以及一個或多個接地開關(guān)器件的每個接地源極都和地電連接。
8.權(quán)利要求7的集成電路，還包括控制開關(guān)電路，用于向每個通道開關(guān)器件的通道柵極提供第二控制信號，每個通道開關(guān)器件用于向相應(yīng)的其中一個功率開關(guān)器件的功率柵極提供第二控制信號，從而選擇地激活每個功率開關(guān)器件的功率柵極。
9.權(quán)利要求5的集成電路，還包括接地開關(guān)器件和功率開關(guān)器件之間的一一對應(yīng)。
10.權(quán)利要求5的集成電路，還包括和每個功率開關(guān)器件電連接的一個接地開關(guān)器件。
11.權(quán)利要求5的集成電路，其中，p等于16，q等于4，a等于5，h等于2，對應(yīng)于能夠選擇地激活640個打印單元的尋址布置。
12.權(quán)利要求5的集成電路，其中，p等于16，q等于1，a等于10，h等于4，對應(yīng)于能夠選擇地激活640個打印單元的尋址布置。
13.權(quán)利要求5的集成電路，其中，p等于1，q等于4，a等于10，h等于16，對應(yīng)于能夠選擇地激活640個打印單元的尋址布置。
14.一種噴墨打印機，包括一個打印機控制器，用于產(chǎn)生打印信號，一個打印頭，用來在打印媒質(zhì)上產(chǎn)生打印圖像，該打印頭包括多個打印單元，布置在用于在打印媒質(zhì)上打印圖像的可選組中，多個功率開關(guān)器件，每一個和都相應(yīng)的其中一個打印單元相耦連，多個通道開關(guān)器件，每一個和都相應(yīng)的其中一個功率開關(guān)器件相耦連，一個或多個接地開關(guān)器件，和一個或多個功率開關(guān)器件相耦連，p個第一控制線，每一個都和相應(yīng)的其中一個打印單元的可選組相耦連，每一個第一控制線用于向打印單元的一個或多個可選組提供第一控制信號，從而選擇地激活打印單元的一個或多個可選組，q個第二控制線，每一個都和打印單元的一個或多個可選組內(nèi)的功率開關(guān)器件和通道開關(guān)器件的相應(yīng)的可選子集相耦連，每一個第二控制線用于向功率開關(guān)器件和通道開關(guān)器件的相應(yīng)的可選子集提供第二控制信號，第二控制線用于有選擇地激活一個或多個可選組中的功率開關(guān)器件和通道開關(guān)器件的相應(yīng)子集，a個第三控制線，每一個都和打印單元的每個子集中的相應(yīng)的通道開關(guān)器件相耦連，第三控制線用于向通道開關(guān)器件的相應(yīng)的可選子集提供第三控制信號，第三控制信號用于選擇地激活相應(yīng)的可選子集中的其中一個打印單元，以及h個第四控制線，和一個或多個接地開關(guān)器件相耦連，第四控制線用于向一個或多個接地開關(guān)器件提供第四控制信號，第四控制信號用于選擇地激活一個或多個接地開關(guān)器件來將一個或多個功率開關(guān)器件接地，從而激活打印單元的可選子集中的一個選定的打印單元。
15.權(quán)利要求14的打印機，其中打印頭還包括每一個通道開關(guān)器件有通道柵極，通道源極和通道漏極，每一個功率開關(guān)器件有功率柵極，功率源極和功率漏極，以及該一個或多個接地開關(guān)器件的每一個都有接地柵極，接地源極和接地漏極。
16.權(quán)利要求15的打印機，其中打印頭電路還包括多個控制開關(guān)電路，和多個通道開關(guān)器件和功率開關(guān)器件相對應(yīng)，每一個開關(guān)控制電路有一個輸入和第一，第二輸出，每一個控制開關(guān)電路的輸入都和相應(yīng)的其中一個第二控制線電連接，每個通道開關(guān)器件的通道柵極都和控制開關(guān)電路的第一輸出電連接，每個通道開關(guān)器件的通道漏極都和相應(yīng)的其中一個功率開關(guān)器件的功率柵極電連接，每個通道開關(guān)器件的通道源極都和相應(yīng)的其中一個第三控制線電連接，每個功率開關(guān)器件的功率柵極都和控制開關(guān)電路的第二輸出電連接，每個功率開關(guān)器件的功率漏極都和相應(yīng)的一個打印單元的一側(cè)電連接，每個功率開關(guān)器件的功率源極都和相應(yīng)的一個接地開關(guān)器件的接地漏極電連接，一個或多個接地開關(guān)器件的每個接地柵極都和相應(yīng)的其中一個第四控制線電連接，以及一個或多個接地開關(guān)器件的每個接地源極都和地電連接。
17.權(quán)利要求16的打印機，其中打印頭還包括控制開關(guān)電路用于向每個通道開關(guān)器件的通道柵極提供第二控制信號，每個通道開關(guān)器件用于向相應(yīng)的其中一個功率開關(guān)器件的功率柵極提供第二控制信號，從而選擇地激活每個功率開關(guān)器件的功率柵極。
18.權(quán)利要求14的打印機，其中，p等于16，q等于4，a等于5，h等于2，對應(yīng)于能夠選擇地激活640個打印單元的尋址布置。
19.權(quán)利要求14的打印機，其中，p等于16，q等于1，a等于10，h等于4，對應(yīng)于能夠選擇地激活640個打印單元的尋址布置。
20.權(quán)利要求14的打印機，其中，p等于1，q等于4，a等于10，h等于16，對應(yīng)于能夠選擇地激活640個打印單元的尋址布置。
全文摘要
一種噴墨打印頭內(nèi)的集成電路，基于多維尋址方案選擇性地激活一個或多個打印頭上的打印單元。該集成電路陣列包括多個通道開關(guān)、功率開關(guān)、一個或多個接地開關(guān)器件，用于選擇地連接一個或多個接地開關(guān)器件接地，以激活一個或多個打印單元來在打印介質(zhì)上打印圖象。該集成電路包括數(shù)個第一、第二、第三和第四控制線，用于選擇地控制一個或多個打印單元的激活。
文檔編號B41J2/05GK1738719SQ200380109040
公開日2006年2月22日 申請日期2003年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
發(fā)明者弗蘭克·E.·安德森, 喬治·K.·帕里什 申請人:萊克斯馬克國際公司