專利名稱：記錄頭用基板、記錄頭、頭處理盒和記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及記錄頭用基板、記錄頭、頭處理盒(cartridge)和記錄裝置，特別是，涉及例如為了按照噴墨方式進行記錄而被使用的、具有把規(guī)定電流提供到記錄元件進行驅(qū)動用的電路的記錄頭用基板、記錄頭、頭處理盒和記錄裝置。
背景技術(shù)：
通過對配置在噴嘴內(nèi)的加熱器進行通電而產(chǎn)生熱能，并排出墨水的噴墨記錄頭(下面，稱為記錄頭)，是眾所周知的。
該記錄頭采用了利用所產(chǎn)生的熱能使加熱器附近的墨水發(fā)泡，使墨水從其噴嘴中排出而進行記錄的方式。
為了高速地進行記錄，希望同時驅(qū)動安裝在記錄頭上的盡可能多的加熱器，并以相同的定時(timing)使墨水排出。但是，由于安裝著記錄頭的記錄裝置的電源的供電能力有限制，以及，從電源到加熱器的布線電阻所導致的電壓降低等，限制了一次能夠流動的電流值。因此，一般使用對多個加熱器進行時分(時間分割)驅(qū)動，而使墨水排出的時分驅(qū)動方式。例如，以把多個加熱器分割成多個組，在各組內(nèi)不同時驅(qū)動兩個或更多個加熱器的方式進行時分控制，通過抑制流過加熱器的電流的總和，不需要一次供給大電力。
圖14展示現(xiàn)有的安裝在噴墨記錄頭中的加熱器驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)例。
圖14中展示的加熱器驅(qū)動電路構(gòu)成為，在m個組中分別安裝x個加熱器，每一組同時驅(qū)動一個加熱器，即，同時驅(qū)動m個加熱器，通過對此進行x次來進行一個循環(huán)的驅(qū)動。
如圖14所示，把分別與加熱器1101-11～1101-mx對應的MOS晶體管1102-11～1102-mx分別分到m個組1100-1～1100-m中，每一組收容著相同數(shù)目(x個)的MOS晶體管。即，在組1101-1中，來自電源焊盤(電源端子)1103的電源布線與加熱器1101-11～1101-1x共同連接，各MOS晶體管1102-11～1102-1x在電源焊盤1103與接地(GND)1104之間，與對應的各加熱器1101-11～1101-1x串聯(lián)連接。
此外，當從控制電路1105把控制信號施加到MOS晶體管1102-11～1102-1x的柵上時，MOS晶體管1102-11～1102-1x導通，由此，電流從電源布線通過對應的加熱器流動，加熱各加熱器1101-11～1101-1x。
圖15為展示對圖14所示的加熱器驅(qū)動電路的各組加熱器進行通電驅(qū)動的定時的定時圖。該圖中，以圖14的組1100-1為例進行說明。
圖15中，控制信號VG1～VGx為用于使屬于組1100-1的第1～第x號加熱器1101-11～1101-1x驅(qū)動的定時信號。即，控制信號VG1～VGx表示輸入到組1100-1的MOS晶體管1102-11～1102-1x的控制端子的信號波形，高電平時使對應的MOS晶體管1102-1i(i＝1，x)導通，低電平時使對應的MOS晶體管截止。其它組1100-2～1100-m的情況下也相同。此外，圖15中，Ih1～Ihx分別表示在各加熱器1101-11～1101-1x中流動的電流值。
通過這樣依次以時分方式對各組內(nèi)的加熱器進行通電驅(qū)動，由于能夠控制成在各組內(nèi)進行通電驅(qū)動的加熱器總是不多于一個，所以不需要一次對加熱器供給大電流。
圖16為展示從圖14展示的電源焊盤1103連接到組1101-1～1100-m的電源布線的布局的圖。換言之，也可以說，圖16為展示形成了圖14展示的加熱器驅(qū)動電路的基板(頭基板)布局的一部分的圖。圖16中，展示了在圖中的紙面的上側(cè)配置加熱器(未圖示)時的電源布線部分的布局。
如圖16所示，對于各組1100-1～1100-m從電源焊盤1103分別連接電源布線1301-1～1301-m，對于接地(GND)焊盤1104連接電源布線1302-1～1302-m。這樣，在具有m×x個加熱器(記錄元件)的記錄頭中，在依次對各組內(nèi)的每一個記錄元件進行驅(qū)動的時分驅(qū)動中，需要m條電源供給布線和接地布線。
如前所述，通過使各組中同時被驅(qū)動的最大加熱器數(shù)不大于一個，能夠使流過按各組分別分割的布線的電流值總是不大于在一個加熱器中流動的電流。由此，即使在同時驅(qū)動多個加熱器時，在加熱器基板內(nèi)的布線上的電壓降低量也能夠作到恒定，與此同時，在同時驅(qū)動屬于不同組的多個加熱器時，也能夠使投入到各加熱器的能量大致恒定。
近年來，由于要求記錄裝置進一步高速化、高精細化，所以安裝的記錄頭也以高密度集成了更多的噴嘴。而且，在驅(qū)動記錄頭的加熱器時，從記錄速度的觀點出發(fā)，要求同時、高速地驅(qū)動盡可能多的加熱器。
此外，安裝了加熱器及其驅(qū)動電路的記錄頭基板(以下稱為“頭基板”)，在同一塊半導體基板上形成多個加熱器及其驅(qū)動電路。因此，在制造工序方面，要求增加從一塊半導體晶片取得的加熱器基板的塊數(shù)以謀求降低成本，所以，也要求使頭基板小型化。
但是，如上所述，在增加了同時驅(qū)動的加熱器個數(shù)時，需要條數(shù)與在頭基板內(nèi)同時驅(qū)動的加熱器個數(shù)對應的布線。因此，當布線的條數(shù)增加時，在限制頭基板面積的情況下，由于每一條布線的布線區(qū)減小，所以布線電阻增加。同時，由于各布線寬度變細，所以在頭基板內(nèi)布線相互間的電阻離散性也增加了。在使頭基板小型化時也同樣地產(chǎn)生這樣的問題，而且還造成布線電阻增加和電阻的離散性增加。如上所述，由于在頭基板內(nèi)加熱器與電源布線對于電源來說是串聯(lián)連接的，所以由于布線電阻及其電阻離散性的增加，導致施加到各加熱器上的電壓變動比例增加。
如果投入到加熱器的能量過小則墨水的排出變得不穩(wěn)定，而如果該能量過多則成為使加熱器耐久性降低的原因。即，施加到加熱器的電壓變動大時，加熱器的耐久性降低，墨水的排出變得不穩(wěn)定。因此，為了進行高圖像質(zhì)量的記錄，希望投入到加熱器的能量恒定。此外，從耐久性的觀點出發(fā)也希望以適當?shù)耐度肽芰縼韺崿F(xiàn)穩(wěn)定。
在上述的把每一組中同時驅(qū)動的個數(shù)定為不大于1的時分驅(qū)動中，可以抑制在頭基板內(nèi)部的電壓降低，但是，由于頭基板外部的布線對于多個組的多個加熱器是共用的，所以在共用布線中的電壓降低量隨同時進行驅(qū)動的加熱器的個數(shù)不同而不同。為了使投入到各加熱器的能量對于這樣的電壓降低量的變動實現(xiàn)恒定化，迄今，通過電壓的施加時間來調(diào)整投入到各加熱器的能量。但是，當同時驅(qū)動的加熱器個數(shù)增加時，電壓降低量隨流過共用布線的電流量而增加，施加到加熱器的電壓減小。其結(jié)果，為了校正這一點，不得不使加熱器驅(qū)動時的電壓施加時間增加，存在著高速驅(qū)動加速器變得困難的問題。
作為解決這樣的投入到加熱器的能量變動所引起的問題的方法，例如，日本專利申請?zhí)亻_2001-191531號公報中提出了以恒定電流驅(qū)動記錄元件的方法。
圖17展示了特開2001-191531號公報中公開的加熱器驅(qū)動電路。
在該結(jié)構(gòu)中，使用在每一個記錄元件(R1～Rn)中設(shè)置的恒流源(Tr14～Tr(n+13))和開關(guān)元件(Q1～Qn)，用恒定電流驅(qū)動記錄元件(R1～Rn)。
但是，特開2001-191531號公報中公開的恒定電流驅(qū)動的情況下，由于除了開關(guān)元件(Q1～Qn)以外還需要與記錄元件相同數(shù)目的晶體管，所以與現(xiàn)有的驅(qū)動方式相比，存在著加熱器基板的面積顯著增大，加熱器基板的成本提高的問題。
此外，為了使投入到加熱器的能量穩(wěn)定化，要求在多個恒流源之間輸出電流是恒定的，還產(chǎn)生了恒流源的個數(shù)越增加，這些恒流源間輸出電流的離散性就越增加的問題。特別是，由于記錄裝置的記錄高速化和高精細化，在加熱器個數(shù)顯著增加了的頭基板上，降低在多個恒流源間的輸出電流的離散量是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點而提出的。
例如，提供這樣的記錄頭用基板、包括該記錄頭用基板的記錄頭、包括該記錄頭的頭處理盒、和使用本發(fā)明的記錄頭的記錄裝置，它們能夠采用把恒定電流供給到各記錄元件來驅(qū)動記錄元件的恒定電流驅(qū)動方式，同時，能夠?qū)崿F(xiàn)基板尺寸的小型化，對記錄元件進行高速驅(qū)動。
為了該小型化，把解決了上述現(xiàn)有技術(shù)的問題的驅(qū)動電路以最佳方式配置在頭基板上。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，優(yōu)選地，提供一種記錄頭用基板，用于按照以下驅(qū)動方法驅(qū)動配置在記錄頭用基板上的多個記錄元件，在該驅(qū)動方法中，恒定的電流分別通過與多個記錄元件對應的多個開關(guān)元件流過上述多個記錄元件，其特征在于上述多個記錄元件和上述多個開關(guān)元件排列在上述基板的縱向上；在上述基板的端部且在與上述多個記錄元件的配置位置不同側(cè)的基板的端部位置上，沿上述基板的縱向排列有輸入用于驅(qū)動上述多個記錄元件的驅(qū)動信號和控制信號的多個端子；在離配置了上述多個端子的區(qū)域比離排列了上述多個開關(guān)元件的區(qū)域更近的位置上，配置有用于使上述恒定的電流流動的恒流源。
優(yōu)選地，還具有控制上述多個開關(guān)元件的驅(qū)動的控制電路，在離配置了上述多個端子的區(qū)域比離上述控制電路更近的位置上，配置上述恒流源。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地，具有多個上述恒流源時，上述多個恒流源以等間隔配置在上述基板的縱向上。
或者，優(yōu)選地，具有多個上述恒流源時，上述多個恒流源配置在上述基板的縱向上，且該配置集中在上述基板的中央部。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，優(yōu)選地，提供一種記錄頭用基板，用于按照以下驅(qū)動方法驅(qū)動配置在記錄頭用基板上的多個記錄元件，在該驅(qū)動方法中，恒定的電流分別通過與多個記錄元件對應的多個開關(guān)元件流過上述多個記錄元件，其特征在于上述多個記錄元件和上述多個開關(guān)元件排列在上述基板的縱向上；在上述基板的端部且在與上述多個記錄元件的配置位置不同側(cè)的基板的端部位置上，沿上述基板的縱向排列有輸入用于驅(qū)動上述多個記錄元件的驅(qū)動信號和控制信號的多個端子；在上述多個端子各自之間的區(qū)域上，分別配置有用于使上述恒定的電流流動的多個恒流源。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地，在上述基板的縱向上配置基于上述驅(qū)動信號和上述控制信號對上述多個開關(guān)元件的導通/截止進行控制的控制電路。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，優(yōu)選地，提供一種記錄頭，其特征在于使用了上述結(jié)構(gòu)的記錄頭用基板。
優(yōu)選地，該記錄頭是排出墨水進行記錄的噴墨記錄頭。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，優(yōu)選地，提供一種頭處理盒，其特征在于一體地包括上述的噴墨記錄頭、和容納要供給到該記錄頭的墨水的墨池。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，優(yōu)選地，提供一種記錄裝置，其特征在于使用上述結(jié)構(gòu)的噴墨記錄頭或者頭處理盒，把墨水排出到記錄媒體上進行記錄。
本發(fā)明有很多優(yōu)點，不僅能夠有效地利用基板面積，而且能夠在基板上縮短開關(guān)元件、恒流源、焊盤之間的布線長度，由此，不使頭基板的尺寸增大就能夠提供使用了能夠進行高速且穩(wěn)定的記錄的恒流驅(qū)動方式的頭基板。
從下面的結(jié)合附圖進行的詳述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點更加明顯，在全部附圖中，相似的附圖標記表示相同或相似的部件。


結(jié)合在說明書中并構(gòu)成其一部分的附圖，詳細說明本發(fā)明的實施例，并與詳述一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1為展示作為本發(fā)明的代表性實施方式的噴墨記錄裝置的支架(carriage)周邊部結(jié)構(gòu)的概要的外觀斜視圖。
圖2為展示噴墨處理盒IJC的詳細結(jié)構(gòu)的外觀斜視圖。
圖3為展示排出墨水的記錄頭IJHC的立體結(jié)構(gòu)的一部分的斜視圖。
圖4為展示圖1展示的記錄裝置的控制結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5展示了形成有安裝在記錄頭IJH中的加熱器驅(qū)動電路的頭基板結(jié)構(gòu)例。
圖6為展示圖5展示的一組加熱器驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖7展示了控制信號(VGi)和根據(jù)該控制信號在加熱器中流動的電流(Ihi)的波形。
圖8展示了根據(jù)本發(fā)明實施例1的頭基板的布局結(jié)構(gòu)。
圖9展示了圖8展示的頭基板的電源布線的布局。
圖10展示了根據(jù)本發(fā)明實施例2的頭基板的布局結(jié)構(gòu)。
圖11展示了圖10展示的頭基板的電源布線的布局。
圖12展示了根據(jù)本發(fā)明實施例3的頭基板的布局結(jié)構(gòu)。
圖13展示了圖10展示的頭基板的電源布線的布局。
圖14展示了現(xiàn)有的安裝在噴墨記錄頭中的加熱器驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)例。
圖15為展示對圖14所示的加熱器驅(qū)動電路的各組加熱器進行通電驅(qū)動的定時的定時圖。
圖16展示了從圖14展示的電源焊盤1103連接到組1100-1～1100-m的電源布線的布局。
圖17展示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的加熱器驅(qū)動電路。
具體實施例方式
下面，按照附圖，詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
在本說明書中，所謂“記錄”(有時也稱為“打印”)，不僅表示形成文字、圖形等有意的信息的情況，而且不管有意無意、也不管是否已顯現(xiàn)成使人能夠以視覺感覺到，還廣泛地表示在記錄媒體上形成圖像、圖樣、圖形等，或者，對媒體進行加工的情況。
此外，所謂“記錄媒體”，不僅表示一般的記錄裝置中使用的紙，而且還廣泛地表示布、塑料膜、金屬板、玻璃、陶瓷、木材、皮革等能夠接受墨水的材料。
進而，所謂“墨水”(有時也稱為“液體”)，應該與上述“記錄(打印)”的定義同樣廣泛地解釋，所以表示通過提供到記錄媒體上能夠在圖像、圖樣、圖形等的形成或者記錄媒體的加工、或墨水的處理(例如，提供到記錄媒體上的墨水中的色劑的凝固或不溶解)中提供的液體。
此外，還有，所謂“噴嘴”，也不特別細分，而是把排出口乃至與其連通的液路和產(chǎn)生在墨水排出中所利用的能量的元件總括起來而言的。
下面使用的所謂記錄頭用基板(頭基板)，不是指由硅半導體構(gòu)成的單純的基板，而是表示設(shè)有各種元件和布線等的結(jié)構(gòu)。
還有，所謂基板上，不是只指元件基板之上，而是還表示元件基板的表面、表面附近的元件基板內(nèi)部側(cè)。此外，本發(fā)明中，所謂“預制(build-in，也稱為“內(nèi)建”)”，不是表示把分體的各元件只是作為分體配置在基體表面上，而是表示通過半導體電路的制造工序等，在元件板上構(gòu)成為一體地形成和制造各元件。
另外，本發(fā)明中的“恒定電流”和“恒流源”指與被同時驅(qū)動的記錄元件數(shù)的變化無關(guān)地向記錄元件施加的恒定的電流和向記錄元件施加該電流的電流源。而且，也包含應當恒定的電流值自身被變更設(shè)定成規(guī)定的電流值的情況。
<噴墨記錄裝置的說明(圖1)>
圖1為作為本發(fā)明的代表性實施例的噴墨記錄裝置的概貌圖。圖1中，螺桿5004與支架電機5013的正反轉(zhuǎn)連動，通過驅(qū)動力傳遞齒輪5009～5011而旋轉(zhuǎn)。支架HC具有對螺桿5004的螺旋槽5005嚙合的銷(未圖示)，伴隨著螺桿5004的旋轉(zhuǎn)、支架HC被支撐在導軌5003上，在箭頭a、b方向上往復移動。噴墨處理盒IJC安裝在該支架HC上。噴墨處理盒IJC具有噴墨記錄頭IJH(下面，稱為記錄頭)和儲存記錄用墨水的墨池IT。
噴墨處理盒IJC是把記錄頭IJH和墨池IT一體化了的結(jié)構(gòu)。
5002是壓紙板，在支架的移動方向上對壓紙卷筒(platen)5000按壓紙。壓紙卷筒5000通過未圖示的輸送電機而旋轉(zhuǎn)，輸送記錄紙P。5007、5008是光電傳感器，是用于確認支架的杠桿5006在該區(qū)域內(nèi)的存在，并切換電機5013的旋轉(zhuǎn)方向等的靜止位置檢測單元。5016是支撐在記錄頭的前面上覆蓋的帽構(gòu)件5022的構(gòu)件。此外，5015是吸引該帽內(nèi)的吸引單元，通過帽內(nèi)開口5023進行記錄頭的吸引回復。5017是清洗葉片，5019是能夠在前后方向上移動該葉片的構(gòu)件，把葉片5017和構(gòu)件5019支撐在本體支撐板5018上。關(guān)于葉片，不是該形態(tài)而是公知的清洗擋板，當然也能夠應用于本例中。此外，5012是用于開始進行吸引回復的吸引的杠桿，伴隨著與支架嚙合的凸輪5020的移動而移動，來自驅(qū)動電機的驅(qū)動力通過離合器切換等公知的傳遞單元對杠桿5012進行移動控制。
覆蓋、清洗、吸引回復構(gòu)成為，在支架來到靜止位置側(cè)的區(qū)域中時能夠通過螺桿5004的作用在這些動作的對應位置上進行所希望的處理，但是，只要以公知的定時進行所希望的動作，則任何一種方法都能夠應用于本例中。
圖2為展示噴墨處理盒IJC的詳細結(jié)構(gòu)的外觀斜視圖。
如圖2所示，噴墨處理盒IJC由排出黑墨水的處理盒IJCK；以及排出青(C)、品紅(M)、黃(Y)這三色彩色墨水的處理盒IJCC構(gòu)成，這兩個處理盒相互之間是可相對分離的，每一個處理盒可以獨立地在支架HC上安裝和拆卸。
處理盒IJCK由儲存黑墨水的墨池ITK和排出黑墨水進行記錄的記錄頭IJHK構(gòu)成，但是這些部件是一體型的結(jié)構(gòu)。同樣，處理盒IJCC由儲存青(C)、品紅(M)、黃(Y)這三色彩色墨水的墨池ITC以及排出這些彩色墨水進行記錄的記錄頭IJHC構(gòu)成，但是這些部件是一體型的結(jié)構(gòu)。另外，在該實施例中，是把墨水填充到墨池內(nèi)的處理盒。
此外，處理盒IJCK和IJCC不僅是一體型的，而且還能夠使用墨池與記錄頭分離開來的結(jié)構(gòu)。
在把記錄頭IJHK與記錄頭IJHC總括起來說明時用記錄頭IJH表示。
而且，如從圖2可以看出的那樣，排出黑墨水的噴嘴列、排出青墨水的噴嘴列、排出品紅墨水的噴嘴列、和排出黃墨水的噴嘴列在支架移動方向上并排配置，噴嘴的排列方向是與支架移動方向交叉的方向。
圖3為展示排出墨水的記錄頭的立體結(jié)構(gòu)的一部分的斜視圖。
圖3中，例示了供給青(C)墨水，排出墨水液滴的兩個噴嘴，但噴嘴數(shù)目通常比這多，而且，其結(jié)構(gòu)對于其它顏色的墨水也是同樣的。
在記錄頭IJHC中，有供給青(C)墨水的墨水通道2C、供給品紅(M)墨水的墨水通道(未圖示)和供給黃(Y)墨水的墨水通道(未圖示)，具有從墨池ITC把各色墨水供給到各墨水通道的供給路(未圖示)。
尤其是，從圖3可以看出從墨池ITC供給的墨水的流動。
如圖3所示，與電熱變換體(加熱器)401對應地設(shè)置墨水流路301C，把C墨水經(jīng)過這些墨水流路分別引導到設(shè)置在基板上的電熱變換體(加熱器)401。接著，當通過后述的電路對電熱變換體(加熱器)401進行通電時，把熱提供到位于電熱變換體(加熱器)401上的墨水，墨水沸騰，其結(jié)果，利用產(chǎn)生的泡把墨水液滴900C從排出口302C排出。
圖示的結(jié)構(gòu)是，在直線上配置墨水排出口302C、墨水通道2C、墨水流路301C的結(jié)構(gòu)，但也可以是把排出口302設(shè)置在與電熱變換體(加熱器)401相對置的一側(cè)的所謂側(cè)射(side-shooter)型的結(jié)構(gòu)。
另外，圖3中，1為形成了后面詳述的電熱變換體和對其進行驅(qū)動的各種電路、存儲器、作為與支架HC的電接點的各種焊盤和各種信號線的記錄頭用基板(下面，稱為頭基板)。
此外，把一個電熱變換體(加熱器)和對其進行驅(qū)動的MOS-FET總稱為記錄元件，把多個記錄元件總稱為記錄元件部。
圖3中展示了排出多個彩色墨水中的單色墨水(青墨水)的記錄頭IJHC的立體結(jié)構(gòu)，排出其它色墨水的記錄頭也作成同樣的結(jié)構(gòu)。
接著，說明用于執(zhí)行上述記錄裝置的記錄控制的控制結(jié)構(gòu)。
圖4為展示記錄裝置的控制電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4中，1700為輸入記錄信號的接口，1701為MPU，1702為存儲MPU1701執(zhí)行的控制程序的ROM，1703為保存各種數(shù)據(jù)(上述記錄信號和供給到記錄頭的記錄數(shù)據(jù)等)的DRAM。1704為對記錄頭IJH的記錄數(shù)據(jù)進行供給控制的選通陣列(G.A.)，還進行接口1700、MPU1701、RAM1703之間的數(shù)據(jù)傳送的控制。
而且，1709為用于輸送記錄紙P的輸送電機(圖1中未圖示)，1706為用于驅(qū)動輸送電機1709的電機驅(qū)動器，1707為用于驅(qū)動支架電機1710的電機驅(qū)動器，1705為用于驅(qū)動記錄頭IJH的頭驅(qū)動器。
若說明上述控制結(jié)構(gòu)的工作，則當記錄信號輸入到接口1700時，記錄信號在選通陣列1704與MPU1701之間變換成記錄用的記錄數(shù)據(jù)。然后，在驅(qū)動電機驅(qū)動器1706、1707的同時，按照送到支架HC上的記錄數(shù)據(jù)來驅(qū)動記錄頭IJH，把圖像記錄到記錄紙P上。
另外，在該實施例中，使用圖2展示的結(jié)構(gòu)的記錄頭，在支架各掃描中，控制成記錄頭IJHK進行的記錄與記錄頭IJHC進行的記錄不重疊。彩色記錄時，在每一次掃描中，交互驅(qū)動記錄頭IJHK和記錄頭IJHC。例如，在支架往復掃描時，控制成在往路(向前)掃描中驅(qū)動記錄頭IJHK，在復路(向后)掃描中驅(qū)動記錄頭IJHC。記錄頭的驅(qū)動控制，不僅進行這樣的控制，還可以進行其它控制，如只在往路掃描中進行記錄工作，在兩次往路掃描中分別驅(qū)動記錄頭IJHK和記錄頭IJHC，而不輸送記錄紙P，等等。
接著，說明安裝在記錄頭IJH中的頭基板的結(jié)構(gòu)及其工作。
圖5展示形成了在記錄頭IJH中預制的加熱器驅(qū)動電路的頭基板結(jié)構(gòu)例。
另外，圖5中，對與現(xiàn)有例的圖14中已說明了的相同的結(jié)構(gòu)要素標以相同的附圖標記，省略其說明。此外，在圖5展示的結(jié)構(gòu)中，也與現(xiàn)有例同樣，展示采用了把(m×x)個加熱器和(m×x)個開關(guān)元件(MOS晶體管)分割成m個組，每一組由x個加熱器和x個開關(guān)元件構(gòu)成，每一組分別同時選擇驅(qū)動一個加熱器的時分驅(qū)動方式的例子。
圖5中，103-1～103-m為恒流源組，105為基準電流電路。
關(guān)于加熱器驅(qū)動電路，如圖5所示，在每個組中連接用于把電流供給到加熱器的恒流源103-1～103-m。
例如，在組1100-1中，與加熱器1101-11～1101-1x分別串聯(lián)連接的MOS晶體管1102-11～1102-1x的源側(cè)端子共同連接，各組的加熱器一端也共同連接，對該組連接恒流源103-1。此外，電源布線108在共同連接端與各加熱器1101-11～1101-1x連接。
作為加熱器1101-11～1101-1x的驅(qū)動用開關(guān)的MOS晶體管1102-11～1102-1x，分別串聯(lián)連接在電源布線108與接地(GND)之間。此外，作為用于使規(guī)定電流在加熱器1101-11～1101-1x中流動的、恒流源組中的一個恒流源的高耐壓MOS晶體管103-1，在MOS晶體管1102-11～1102-1x與接地(GND)之間作為共用的開關(guān)串聯(lián)連接了一個。還有，在該實施例中，構(gòu)成為，通過使MOS晶體管(恒流源)103在其飽和區(qū)中工作而使規(guī)定電流流動。
另外，其它組1101-2～1101-m的結(jié)構(gòu)也與組1101-1相同。
因此，作為整體觀察該加熱器驅(qū)動電路時，從電源布線108側(cè)起，以加熱器1101-11～1101-mx、用作開關(guān)的MOS晶體管1102-11～1102-mx、恒流源組103-1～103-m、和接地布線的順序串聯(lián)連接。而且，恒流源組103-1～103-m中的每一個把恒定電流輸出到對應組的共同連接端。利用來自基準電流電路105的控制信號調(diào)節(jié)該輸出電流值的大小。
接著，說明上述電路結(jié)構(gòu)的加熱器驅(qū)動電路的工作。
由于該工作對于m個組是共同的，所以在此說明由x個加熱器構(gòu)成的一個組。
圖6為選出圖5展示的一組加熱器驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)而展示的電路圖。
圖6中，對與現(xiàn)有例的圖14或圖5中已說明了的相同的結(jié)構(gòu)要素標以相同的附圖標記，省略其說明。
此外，圖6中，VG1、VG2、......、VG(x-1)、VGx表示施加到開關(guān)用MOS晶體管1102-11、1102-12、......、1102-1(x-1)、1102-1x的柵上的、由控制電路1105輸出的控制信號；Ih1、Ih2、......、Ih(x-1)、Ihx表示流過加熱器1101-11、1101-12、......、1101-1(x-1)、1101-1x的電流；VC表示來自基準電流電路105的控制信號。
在此，為了簡單可以認為，開關(guān)用MOS晶體管1102-11～1102-1x作為漏和源的二端子開關(guān)理想地進行工作，是如果VGi(i＝1，x)的信號電平為“H”該開關(guān)就導通(漏-源間短路)，如果該信號電平為“L”該開關(guān)就截止(漏-源間開路)的開關(guān)，進行說明。此外，恒流源103-1，在其端子間施加某一電壓時，就在該端子間(圖中，方向為從上向下)輸出由控制信號VC設(shè)定的恒定電流。
圖7展示控制信號(VGi)和根據(jù)該控制信號在加熱器中流動的電流(Ihi)的波形。
例如，關(guān)于控制信號VG1，在時刻t1以前的期間內(nèi)為“L”，恒流源103-1的輸出和加熱器1101-11被截止，沒有電流在該加熱器中流動。但是，在從時刻t1到t2的期間內(nèi)變成“H”，作為恒流源的MOS晶體管1102-11的源-漏間導通，來自恒流源103-1的輸出電流在該加熱器中流動。此后，從時刻t2起再次變成“L”，流向加熱器的電流被截止。
對于控制信號VG2、......、VGx也是同樣的。
另外，利用控制信號VGi控制電流向加熱器的接通時間，利用到恒流源103-1的控制信號VC來控制流向加熱器的接通電流Ihi的大小。
這樣，在從時刻t1到時刻t2的期間內(nèi)，電流在加熱器1101-11中流動時，該加熱器上表面的墨水被加熱和發(fā)泡，其結(jié)果，進行墨水從對應的噴嘴排出，記錄墨水點。
以下同樣地，電流按照圖7展示的定時圖所示的信號，依次流入加熱器1101-11～1101-1x，其結(jié)果，噴出已加熱的墨水進行墨水點的記錄，然后使流向加熱器1101-11～1101-1x的電流接通停止。
按照上述結(jié)構(gòu)，利用基準電流電路105設(shè)定恒流源103-1的輸出電流值，該設(shè)定了的輸出電流通過MOS晶體管1102-11～1102-1x，在所希望的時間內(nèi)在加熱器1101-11～1101-1x中流動。
另外，在實際工作中，在MOS晶體管1102-11～1102-1x導通時在源-漏間存在著電阻，但是，通過把電源電壓相對于該電阻上的電壓降低量設(shè)定成充分高，恒流源的輸出電流能夠照原樣在加熱器中流動，可以實現(xiàn)與不存在導通電阻時實質(zhì)上無任何變化的工作。
下面，說明形成了上述電路結(jié)構(gòu)和進行工作的加熱器驅(qū)動電路的根據(jù)本發(fā)明的頭基板的布局結(jié)構(gòu)。
圖8展示根據(jù)本發(fā)明實施例1的頭基板的布局結(jié)構(gòu)。
圖8為用于展示對于圖5展示的加熱器驅(qū)動電路(等價電路)中的加熱器、晶體管、控制電路、恒流源等的各元件，在頭基板上的實體配置的布局結(jié)構(gòu)的一個例子。因此，圖8中，在與圖5中提到的結(jié)構(gòu)要素對應的配置區(qū)域上也標以相同的附圖標記。此外，根據(jù)本發(fā)明的頭基板是矩形的基板，該基板上有短邊和長邊。而且，加熱器和開關(guān)用晶體管等排列在沿著頭基板的長邊的方向(縱向)上。
例如，在組1100-1中，形成了具有加熱器1101-11～1101-1x的加熱器組、和具有開關(guān)用MOS晶體管1102-11～1102-1x的晶體管組。同樣，在組1100-m中，形成了具有加熱器1101-m1～1101-mx的加熱器組、和具有MOS晶體管1102-m1～1102-mx的晶體管組。此外，形成了由與m個組的各組對應、在每一個組中供給規(guī)定電流的m個恒流源103-1～103-m構(gòu)成的恒流源組103。
另外，控制電路105也是與屬于各組的加熱器和MOS晶體管相對應地，分割成m個組1105-1～1105-m而形成的。
而且，向各組的加熱器供給規(guī)定電流的電流源103-1～103-m的配置間隔，與由x個加熱器和x個MOS晶體管構(gòu)成的m個組1100-1～1100-m排列的配置間隔實質(zhì)上相等，且與各組對應地配置。
在根據(jù)本實施例的頭基板中，在沿著頭基板的長邊的方向上，排列包含作為VH觸點等各種觸點或與支架的電接點的焊盤106、107等的輸入輸出焊盤組1501。
此外，圖9展示了圖8展示的頭基板的電源布線部分的布局。
另外，使用了圖8和圖9中展示的頭基板的噴墨記錄頭的部分結(jié)構(gòu)剖面圖是圖3所示的結(jié)構(gòu)。
圖9中，圖8中已展示的要素全部用虛線畫出，由于該基板是多層結(jié)構(gòu)，位于圖示的電源布線的下層。
如圖9所示的那樣，電源布線108與電源側(cè)的焊盤106連接，通過VH觸點與組1100-1～1100-m的加熱器組1101-1連接。恒流源組103的輸出側(cè)的端子和MOS晶體管組1102的源側(cè)端子，分別通過布線150-1～150-m相連接。恒流源組103的接地(GND)側(cè)端子通過在頭基板的縱向上延伸的布線109與GND焊盤107連接。
如從圖8和9可以看出的那樣，在根據(jù)本實施例的頭基板中，加熱器組1101的排列和輸入輸出焊盤組1501的排列，在該頭基板的長邊側(cè)端部附近的兩個位置處，相互之間實質(zhì)上平行地配置。從頭基板的端部按加熱器組1101、MOS晶體管組1102、控制電路1105的順序配置，恒流源103配置在控制電路1105和輸入輸出焊盤組1501之間。
利用加熱器加熱墨水使其發(fā)泡而從噴嘴排出時，對每一個加熱器要施加幾十mA到100mA左右的電流。因此，為了有效地耗電，必須盡量地減少除了利用該電流的加熱器以外的與加熱器串聯(lián)的布線上的電力損失和發(fā)熱。
根據(jù)本實施例，在加熱器和焊盤平行配置的頭基板的布結(jié)構(gòu)中，由于在開關(guān)元件(MOS晶體管)和焊盤之間配置恒流源，可以使連接加熱器、開關(guān)元件、恒流源、焊盤的各元件間和焊盤的布線最短，使布線造成的電力損失最小。
而且，由于各組的恒流源和加熱器、開關(guān)用MOS晶體管、控制電路都配置在同一組位置上，可以使這些元件間的布線的長度在各組之間實質(zhì)上相等。由此，可以抑制各組間的特性的偏差。
還有，如從圖5和圖8～9可以理解的那樣，恒流源是用來在MOS晶體管組中流動電流的電路，且配置在離輸入輸出焊盤比離控制電路更近的位置上。由此，可以把從由各組共用的焊盤到恒流源的布線的長度縮短，降低電路驅(qū)動時的動作偏差的要因。
圖10展示根據(jù)本發(fā)明實施例2的頭基板的布局結(jié)構(gòu)。
圖10為實現(xiàn)圖5展示的加熱器驅(qū)動電路的布局結(jié)構(gòu)的一個例子。此外，圖11展示圖10展示的頭基板的電源布線的布局。
圖10～11中，對與圖5、8、9中提到的相同的結(jié)構(gòu)要素也標以相同的附圖標記。
如果比較實施例1中說明的圖8～9和本實施例的圖10～11，則可以看出，在該實施例中，恒流源103的配置集中在基板的中央部，其配置間隔比加熱器組1101的排列的配置間隔短。
因此，根據(jù)本實施例，由于各恒流源的相互間的距離被縮短，可以減少半導體制作工序上的偏差造成的各恒流源的輸出電流的相對的電流誤差。而且，可以使從GND焊盤107到構(gòu)成恒流源的MOS晶體管的源的布線長度更短，可以使該布線電阻的偏差的絕對值減小，且同樣地減小輸出電流的相對的誤差。
圖12展示根據(jù)本發(fā)明實施例3的頭基板的布局結(jié)構(gòu)。
圖13為實現(xiàn)圖5展示的加熱器驅(qū)動電路的布局結(jié)構(gòu)的一個例子。此外，圖13展示圖12展示的頭基板的電源布線的布局。
圖12～13中，對與圖5、8、9中提到的相同的結(jié)構(gòu)要素也標以相同的附圖標記。
如果比較實施例1中說明的圖8～9和本實施例的圖12～13，則可以看出，在該實施例中，構(gòu)成恒流源組103的各恒流源103-1～103-m配置在輸入輸出焊盤組106、107等之間。
在本發(fā)明中考慮的噴墨記錄頭中，通過在配置盡量多的加熱器的同時增加驅(qū)動加熱器的數(shù)目，可以實現(xiàn)記錄的高速化。由此，加熱器基板一般是在加熱器排列方向上是細長的形狀。因此，在加熱器排列方向上配置了輸入輸出焊盤的結(jié)構(gòu)的頭基板中，輸入輸出焊盤的排列間隔比焊盤尺寸足夠長，在焊盤和焊盤之間產(chǎn)生足夠的空間。
因此，在本實施例中，通過在該空間內(nèi)配置恒流源，有效地利用了基板上的空間，結(jié)果無須增大基板尺寸。而且，根據(jù)本實施例，可以縮短與加熱器排列平行的方向(頭基板的橫向)，對頭基板的成本下降有貢獻。
因為在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下能夠作出很多明顯不同的本發(fā)明的實施方式，所以，除了在所附權(quán)利要求中定義的范圍以外，本發(fā)明當然不限于具體的實施方式。
權(quán)利要求
1.一種記錄頭用基板，用于按照以下驅(qū)動方法驅(qū)動配置在記錄頭用基板上的多個記錄元件，在該驅(qū)動方法中，恒定的電流分別通過與多個記錄元件對應的多個開關(guān)元件流過上述多個記錄元件，其特征在于上述多個記錄元件和上述多個開關(guān)元件排列在上述基板的縱向上；在上述基板的端部且在與上述多個記錄元件的配置位置不同側(cè)的基板的端部位置上，沿上述基板的縱向排列有輸入用于驅(qū)動上述多個記錄元件的驅(qū)動信號和控制信號的多個端子；在離配置了上述多個端子的區(qū)域比離排列了上述多個開關(guān)元件的區(qū)域更近的位置上，配置有用于使上述恒定的電流流動的恒流源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄頭用基板，其特征在于還具有控制上述多個開關(guān)元件的驅(qū)動的控制電路，在離配置了上述多個端子的區(qū)域比離上述控制電路更近的位置上，配置上述恒流源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄頭用基板，其特征在于具有多個上述恒流源；上述多個恒流源以等間隔配置在上述基板的縱向上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄頭用基板，其特征在于具有多個上述恒流源；上述多個恒流源配置在上述基板的縱向上；該配置集中在上述基板的中央部。
5.一種記錄頭用基板，用于按照以下驅(qū)動方法驅(qū)動配置在記錄頭用基板上的多個記錄元件，在該驅(qū)動方法中，恒定的電流分別通過與多個記錄元件對應的多個開關(guān)元件流過上述多個記錄元件，其特征在于上述多個記錄元件和上述多個開關(guān)元件排列在上述基板的縱向上；在上述基板的端部且在與上述多個記錄元件的配置位置不同側(cè)的基板的端部位置上，沿上述基板的縱向排列有輸入用于驅(qū)動上述多個記錄元件的驅(qū)動信號和控制信號的多個端子；在上述多個端子各自之間的區(qū)域上，分別配置有用于使上述恒定的電流流動的多個恒流源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的記錄頭用基板，其特征在于在上述基板的縱向上配置有基于上述驅(qū)動信號和上述控制信號對上述多個開關(guān)元件的導通/截止進行控制的控制電路。
7.一種記錄頭，其特征在于使用了根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的記錄頭用基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的記錄頭，其特征在于上述記錄頭是排出墨水進行記錄的噴墨記錄頭。
9.一種頭處理盒，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴墨記錄頭和容納要供給到該噴墨記錄頭的墨水的墨池。
10.一種記錄裝置，其特征在于使用根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴墨記錄頭或者根據(jù)權(quán)利要求9所述的頭處理盒，把墨水排出到記錄媒體上，進行記錄。
全文摘要
提供一種記錄頭用基板、記錄頭、頭處理盒和記錄裝置，其目的在于，提供在恒定電流驅(qū)動方式的噴墨記錄頭中，抑制了頭基板面積增大的驅(qū)動電路的布局。為此，把個數(shù)非常多的多個記錄元件和多個開關(guān)元件排列在基板的縱向上；把輸入用于驅(qū)動多個記錄元件的驅(qū)動信號和控制信號的多個端子沿基板的縱向配置在基板的端部且多個記錄元件相對置的位置上；還把用于使恒定電流流動的恒流源配置在這些區(qū)域之間。
文檔編號B41J2/05GK1701960SQ2005100713
公開日2005年11月30日 申請日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月27日
發(fā)明者平山信之 申請人:佳能株式會社