專利名稱：打印元件基板及打印頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種打印元件基板及打印頭。
背景技術(shù)：
已知的打印設(shè)備采用噴墨打印方法。該打印設(shè)備通過從排列在打印頭上的打印元件排出墨，在打印介質(zhì)上打印圖像。日本專利4245848公開了一種打印頭，在該打印頭中，反饋放大器將要供給至打印元件的電力控制為恒定。例如，為了提高打印操作速度，驅(qū)動(dòng)打印元件的時(shí)間段需要縮短至1μ s以下。在驅(qū)動(dòng)打印元件的時(shí)間段內(nèi)，反饋放大器在檢測(cè)打印元件的電壓的同時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)元件的阻抗，從而將要供給至打印元件的電力控制為恒定(反饋控制)。
但是，為了在I μ s以下快速進(jìn)行反饋控制，需要增大要供給至反饋放大器的偏置電流Ibias。由于反饋放大器的偏置電流Ibias為穩(wěn)定電流，因而僅僅增大偏置電流Ibias將導(dǎo)致大量電力消耗。大量電力消耗將升高打印頭溫度從而影響圖像質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種能夠以較低的電力消耗對(duì)要供給至打印元件的電壓進(jìn)行快速反饋控制的技術(shù)。本發(fā)明的第一方面提供一種打印元件基板，包括打印元件；切換元件，用于基于輸入的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述打印元件；第一電流源，用于生成預(yù)定電流；第二電流源，用于基于輸入電壓生成電流；以及電流生成電路，用于通過將所述第二電流源生成的電流與所述第一電流源生成的電流相加獲得的電流放大來生成所述控制信號(hào)，然后通過將所述第一電流源生成的電流放大來生成所述控制信號(hào)。本發(fā)明的第二方面提供一種包括上述的打印元件基板的打印頭。通過以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


包含在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并和說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的噴墨打印設(shè)備(以下簡稱打印設(shè)備)I的透視圖；圖2是示出圖I的打印設(shè)備I的功能配置的框圖；圖3是示出打印元件基板50的電路配置的電路圖；圖4是不出打印兀件基板50的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的時(shí)序圖；圖5是示出反饋放大器107和電壓電流轉(zhuǎn)換器109的電路配置的電路圖；圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的打印元件基板50的電路配置的電路圖；圖7是示出根據(jù)第二實(shí)施例的反饋放大器107和電壓電流轉(zhuǎn)換器109的電路配置的電路圖8是示出根據(jù)第三實(shí)施例的打印元件基板50的電路配置的電路圖；圖9A和圖9B是用于說明與傳統(tǒng)技術(shù)相比的效果的圖；圖10是示出偏置電流生成電路的電路圖；圖11是示出反饋放大器107和電壓電流轉(zhuǎn)換器109的其它電路配置的電路圖。
具體實(shí)施例方式以下將參考附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的典型實(shí)施例。需要注意的是，除另有說明外，這些實(shí)施例所述的組件的相對(duì)配置、數(shù)值表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。請(qǐng)注意，下文將說明采用噴墨打印系統(tǒng)的打印設(shè)備。但是，本發(fā)明并不限于這一具體系統(tǒng)。例如，也可以采用使用調(diào)色劑作為色材的電子照相系統(tǒng)。
打印設(shè)備可以是例如僅具有打印功能的單功能打印機(jī)或具有包括打印功能、傳真功能和掃描功能在內(nèi)的多個(gè)功能的多功能打印機(jī)。此外，打印設(shè)備也可以是例如用于使用預(yù)定打印系統(tǒng)來制造濾色器、電子裝置、光學(xué)裝置和微結(jié)構(gòu)等的制造設(shè)備。本說明書中，“打印”不僅是指形成諸如文字或圖形等的重要信息、而且也指不管形成的信息是否重要而在廣義的打印介質(zhì)上形成諸如圖像、設(shè)計(jì)、圖案或結(jié)構(gòu)，或者也指處理該介質(zhì)。另外，形成的信息不需要總是被視覺化而使人在視覺上能夠識(shí)別。此外，“打印介質(zhì)”不僅是指在一般打印設(shè)備上使用的紙張而且也指廣義上的能固墨的構(gòu)件，例如布料、塑料膜、金屬板、玻璃、陶瓷、樹脂、木材或皮革。此外，和上述關(guān)于“打印”的定義類似，“墨”應(yīng)被廣義解釋為一種用于形成諸如圖像、設(shè)計(jì)或圖案，處理打印介質(zhì)或在被供給至打印介質(zhì)時(shí)進(jìn)行墨處理的液體。墨處理包括對(duì)被供給至打印介質(zhì)的墨中的著色材料進(jìn)行諸如凝固或降低可溶性的處理。此外，除另有說明外，“噴嘴”一般是指排出口、與排出口連通的液體通道以及生成用于墨排出的能量的元件。第一實(shí)施例圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的噴墨打印設(shè)備(以下簡稱打印設(shè)備)I的立體圖。打印設(shè)備I通過在箭頭A示出的方向(掃描方向)往復(fù)移動(dòng)用來支撐噴墨打印頭(以下簡稱打印頭)的滑架2來進(jìn)行打印，該打印頭根據(jù)噴墨方式來排出墨從而進(jìn)行打印。打印設(shè)備I通過薄片供給機(jī)構(gòu)5來供給打印介質(zhì)P并將其傳輸至打印位置。在該打印位置，打印頭3通過將墨排出至打印介質(zhì)P來進(jìn)行打印。除打印頭3外，例如墨盒6也被安裝到打印設(shè)備I的滑架2上。墨盒6儲(chǔ)存要供給至打印頭3的墨。請(qǐng)注意，墨盒6可從滑架2上拆卸。圖I所示的打印設(shè)備I能進(jìn)行彩色打印。出于此目的，將四個(gè)分別儲(chǔ)存有例如品紅色(M)、青色(C)、黃色⑴和黑色⑷的墨的墨盒安裝到滑架2上。這四個(gè)墨盒可以獨(dú)立地拆卸。打印頭3包括打印元件基板(以下簡稱基板)，將多個(gè)噴嘴陣列設(shè)置在基板上。打印頭3應(yīng)用諸如使用熱能來排出墨的噴墨方法。打印頭3包括分別由發(fā)熱元件(以下簡稱加熱器)形成的多個(gè)打印元件以及用于控制加熱器驅(qū)動(dòng)的控制電路。各加熱器以與各噴嘴(排出口)相對(duì)應(yīng)的方式設(shè)置，根據(jù)打印信號(hào)將脈沖電壓施加到對(duì)應(yīng)的加熱器。將恢復(fù)裝置4設(shè)置在滑架2的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的范圍以外(在打印區(qū)域以外)以使打印頭3從排出不良中恢復(fù)。設(shè)置有恢復(fù)裝置4的位置是所謂的原始位置。打印頭3在不進(jìn)行任何打印動(dòng)作的情況下在該位置處于靜止。上文已對(duì)打印設(shè)備I的配置進(jìn)行了說明。請(qǐng)注意，圖I所示的打印設(shè)備I的配置僅僅是一個(gè)例子，并不一定受此限制。例如，在圖I的配置中，打印介質(zhì)P被輸送至打印頭
3。但是，打印頭3和打印介質(zhì)P完全可以進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，且該配置不受特別限制。例如，打印頭3可以相對(duì)打印介質(zhì)P移動(dòng)。圖2是示出圖I的打印設(shè)備I的功能配置的框圖。打印設(shè)備I與主設(shè)備40相連接。主設(shè)備40通過作為圖像數(shù)據(jù)供給源的計(jì)算機(jī)(或圖像讀取器或數(shù)碼相機(jī))來實(shí)現(xiàn)。主設(shè)備40和打印設(shè)備I通過接口(以下簡稱I/F)ll來交換圖像數(shù)據(jù)和命令等。

控制器20包括CPU (中央處理器)21、R0M(只讀存儲(chǔ)器)22、RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)23、圖像處理單元24和打印頭控制單元25。CPU 21對(duì)控制器20中的處理進(jìn)行整體控制。ROM 22存儲(chǔ)程序和各種數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU 21執(zhí)行程序時(shí)，RAM 23用作工作區(qū)域，并且臨時(shí)存儲(chǔ)各種計(jì)算結(jié)果等。圖像處理單元24針對(duì)通過I/F 11從主設(shè)備40接收的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行各種圖像處理。打印頭控制單兀25控制打印頭3。打印頭控制單兀25包括彳目號(hào)生成單兀31和電力供給單元32。信號(hào)生成單元31生成各種信號(hào)，并將生成的信號(hào)傳送至打印頭3。傳送至打印頭3的信號(hào)包括例如串行時(shí)鐘CLK、串行數(shù)據(jù)DATA、鎖存信號(hào)LT和加熱使能信號(hào)HE。電力供給單元32向打印頭3供給用于驅(qū)動(dòng)打印頭3的必要電力。例如，電力供給單元32向打印頭3供給驅(qū)動(dòng)電壓VH和基準(zhǔn)電壓Vref等。基于從打印頭控制單元25傳送的信號(hào)，打印頭3從打印頭3的各個(gè)排出口中排出墨。打印頭3包括將在下文詳述的設(shè)置有多個(gè)打印元件的打印元件基板50。將參考圖3說明圖2所示的打印元件基板50的電路配置。打印元件基板50包括與打印元件100相對(duì)應(yīng)的多個(gè)組。各個(gè)組包括打印元件100、驅(qū)動(dòng)元件(切換元件)101、第一開關(guān)106、第二開關(guān)110、第三開關(guān)105和打印元件選擇電路113。另外，在打印元件基板50上設(shè)置驅(qū)動(dòng)地線103、反饋放大器107、電壓電流轉(zhuǎn)換器109、打印元件選擇電路113、鎖存電路115和移位寄存器116等。各打印元件100和各驅(qū)動(dòng)元件101通過驅(qū)動(dòng)線124相連接。例如,打印元件100-1和驅(qū)動(dòng)元件101-1通過驅(qū)動(dòng)線124-1相連接。驅(qū)動(dòng)地線103與電力供給單元32的接地相連接。設(shè)置多個(gè)打印元件100，即100-1、100-2……100_n。供給電流以使得僅向這些打印元件中要進(jìn)行打印操作的打印元件施加預(yù)定時(shí)間段的電壓。各打印元件100包括與驅(qū)動(dòng)電壓VH 102相連接的第一端子、以及與第一開關(guān)106和驅(qū)動(dòng)元件(切換元件)101相連接
的第二端子。第一開關(guān)106、第二開關(guān)110、第三開關(guān)105和打印元件選擇電路113從多個(gè)打印元件中選擇要進(jìn)行打印操作的打印元件。打印元件選擇電路113基于鎖存電路115中所保持的打印數(shù)據(jù)信號(hào)117、從解碼器118輸出的塊選擇信號(hào)114以及加熱使能信號(hào)119的邏輯積來輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)112。驅(qū)動(dòng)信號(hào)是用于指定驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的打印元件的信號(hào)。打印數(shù)據(jù)信號(hào)117和塊選擇信號(hào)114限定要進(jìn)行打印操作的打印元件。加熱使能信號(hào)119限定驅(qū)動(dòng)打印元件的時(shí)間段。更具體而言，當(dāng)加熱使能信號(hào)119為高電平時(shí)，打印元件可被驅(qū)動(dòng)；當(dāng)加熱使能信號(hào)119為低電平時(shí)，打印元件的驅(qū)動(dòng)被禁止。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)112變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，第三開關(guān)105和第一開關(guān)106接通，而第二開關(guān)110斷開。所選擇的打印元件的第二端子與反饋線108相連接，與所選擇的打印元件相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)元件101的柵極與控制線120相連接。例如，用于與接地相連接的放電線126-1插入驅(qū)動(dòng)元件101-1的柵極與第三開關(guān)105-1之間。第二開關(guān)110-1被插入至放電線126-1。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)112變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，第三開關(guān)105和第一開關(guān)106斷開，而第二開關(guān)110接通。因而，反饋線108和控制線120開路。由于第二開關(guān)110處于接通狀態(tài)，施加至驅(qū)動(dòng)元件101的電壓是接地的。所以，驅(qū)動(dòng)元件101-1的柵極電壓VGl變?yōu)榕c接地的電壓(地線103的電壓)相同。
驅(qū)動(dòng)元件101由半導(dǎo)體元件形成,該半導(dǎo)體元件包括控制柵極(控制端子)，例如η型MO S晶體管(FET晶體管)。驅(qū)動(dòng)元件101將電流供給至打印元件100(即，使之通電)?；谳斎胫量刂茤艠O的信號(hào)使驅(qū)動(dòng)元件101接通/斷開，并且驅(qū)動(dòng)元件101的漏極與打印元件的第二端子相連接，驅(qū)動(dòng)元件101的源極與地線103相連接。反饋放大器107使用例如消耗穩(wěn)定的偏置電流Ibias的差分放大器。反饋放大器107包括用于接收基準(zhǔn)電壓Vref 104的第一輸入端子、用于從反饋線108接收電壓(反饋電壓)的第二輸入端子以及用于基于輸入來輸出信號(hào)的輸出端子。反饋放大器(放大器)107通過調(diào)整驅(qū)動(dòng)元件101的控制柵極的電壓來控制驅(qū)動(dòng)元件101的阻抗。更具體而言，反饋放大器107使得基準(zhǔn)電壓Vref 104等于與反饋線108相連接的打印元件的第二端子的電壓。電壓電流轉(zhuǎn)換器109用作電流生成部件(電流生成單元)。更具體而言，電壓電流轉(zhuǎn)換器109生成與基準(zhǔn)電壓104和從反饋線108輸入的電壓之間的電位差Λ V相對(duì)應(yīng)的電流Iboost,并且將電流Iboost供給至反饋放大器107。通過在點(diǎn)B處從反饋線108分支出來的反饋線125，將打印元件的第二端子的電壓輸入至電壓電流轉(zhuǎn)換器109的輸入ΙΝ1。更具體而言，電壓電流轉(zhuǎn)換器109接收基準(zhǔn)電壓104和被輸出至打印元件的第二端子(連接部)的分支的電流，并且向反饋放大器107輸出據(jù)此放大的電流Iboost。圖3所示的打印元件基板50的驅(qū)動(dòng)定時(shí)將參考圖4進(jìn)行說明。圖4示出了流經(jīng)打印元件100-1的電流IHl、打印元件100_1的第二端子的電壓VDl、反饋線108的電壓Vfb以及由電壓電流轉(zhuǎn)換器109生成的電流Iboost的波形。圖4還示出了驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1和加熱使能信號(hào)119的波形。將舉例說明僅選擇圖3所示的打印元件100-1來進(jìn)行打印操作的情況。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1在時(shí)間tl變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，第三開關(guān)105-1和第一開關(guān)106_1接通，而第二開關(guān)110-1斷開。然后，打印元件100-1的第二端子與反饋線108相連接，且驅(qū)動(dòng)元件101-1的柵極與控制線120相連接。反饋放大器107輸出電流lout，并逐漸提高驅(qū)動(dòng)元件101-1的柵極的電壓。響應(yīng)于此，電流開始流經(jīng)打印元件100-1和驅(qū)動(dòng)元件101-1(即，使之導(dǎo)通)，且第二端子的電壓VDl逐漸從驅(qū)動(dòng)電壓VH下降至基準(zhǔn)電壓Vref 104。在時(shí)間t2，電壓VDl變?yōu)榕c基準(zhǔn)電壓Vref 104 相同。在從時(shí)間tl到時(shí)間t2的過渡狀態(tài)下，電壓電流轉(zhuǎn)換器109生成與打印元件100-1的第二端子的電壓VDl和基準(zhǔn)電壓104之間的電位差A(yù)V相對(duì)應(yīng)的電流Iboost，并且將電流Iboost供給至反饋放大器107。從反饋放大器107輸出的電流Iout的最大值變?yōu)榉答伔糯笃?07的偏置電流Ibias與電壓電流轉(zhuǎn)換器109生成的電流Iboost之和。電流Iout能高速對(duì)驅(qū)動(dòng)元件101_1的柵極充電。打印元件100-1的第二端子的電壓VDl能高速達(dá)到目標(biāo)基準(zhǔn)電壓Vref，從而使從時(shí)間tl到時(shí)間t2的過渡狀態(tài)的時(shí)間最小化。在從時(shí)間t2到時(shí)間t3的穩(wěn)定狀態(tài)下，反饋放大器107使打印元件101_1的第二端子的電壓VDl ( S卩，反饋線108的電壓)等于基準(zhǔn)電壓Vref。因此，由電壓電流轉(zhuǎn)換器109生成的電流Iboost變?yōu)榱?，并且從電壓電流轉(zhuǎn)換器109到反饋放大器107的電流供給停
止。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1在時(shí)間t3變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，第三開關(guān)105-1和第一開關(guān)106_1斷開，而第二開關(guān)110-1接通。響應(yīng)于此，驅(qū)動(dòng)元件101-1的柵極與地線103相連接。驅(qū)動(dòng)元件101-1被斷開連接，從而停止從打印元件100-1和驅(qū)動(dòng)元件101-1流經(jīng)的電流。打印元件101-1的第二端子的電壓VDl從基準(zhǔn)電壓Vref上升到驅(qū)動(dòng)電壓VH。通過該操作，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高電平期間(從時(shí)間tl到時(shí)間t3)，高速控制打印元件的第二端子的電壓VDl使其從驅(qū)動(dòng)電壓VH達(dá)到基準(zhǔn)電壓Vref。這使得供給到打印元件的電力恒定。如上所述，例如，為了提高打印操作速度，驅(qū)動(dòng)打印元件的時(shí)間段需要被縮短至I μ S以下。當(dāng)驅(qū)動(dòng)打印元件的時(shí)間段較短時(shí)，如果從時(shí)間tl到時(shí)間t2的過渡狀態(tài)長，則流經(jīng)打印元件的電流的上升沿將變鈍，從而使要施加至打印元件的電壓極大地減少。在本實(shí)施例中，為了避免上述情況，電壓電流轉(zhuǎn)換器109被設(shè)置為僅在從時(shí)間tl到時(shí)間t2的過渡狀態(tài)下增大從反饋放大器107輸出的電流lout。在反饋線108的電壓等于基準(zhǔn)電壓Vref的穩(wěn)定狀態(tài)下(從時(shí)間t2到時(shí)間t3)，電流Iboost變?yōu)榱?，且電流消耗僅為Ibias。該操作能以較低的電力消耗對(duì)要供給到打印元件的電壓高速進(jìn)行反饋控制。反饋放大器107和電壓電流轉(zhuǎn)換器109的電路配置將參考圖5進(jìn)行說明。反饋放大器107由晶體管Ml到M4形成，并且電壓電流轉(zhuǎn)換器109由晶體管M5到M9形成。在電壓電流轉(zhuǎn)換器109中，反饋線108與晶體管M5的源極相連接，且基準(zhǔn)電壓104與晶體管M5的柵極相連接。當(dāng)反饋線108的電壓變得高于基準(zhǔn)電壓104時(shí)(生成電位差Δ V)，電流流經(jīng)晶體管M5。由晶體管M6到M9組成的電流鏡電路復(fù)制該電流，從而將Iboost供給至反饋放大器。因此，反饋放大器107的輸出電流Iout的最大值成為反饋放大器的偏置電流Ibias與Iboost之和。輸出電流Iout能對(duì)與驅(qū)動(dòng)線120相連接的驅(qū)動(dòng)元件101的柵極高速充電。當(dāng)反饋線108的電壓等于基準(zhǔn)電壓104時(shí)，晶體管M5被斷開連接，流經(jīng)晶體管M5的電流和要供給至反饋放大器107的電流Iboost變?yōu)榱恪１幌牡碾娏鲀H為Ibias。換句話說，反饋放大器107和電壓電流轉(zhuǎn)換器109的電路設(shè)置包括用于生成預(yù)定電流的第一電流源(Ibias)、基于輸入電壓(AV)生成電流的第二電流源109以及如下的電流生成電路，該電流生成電路用于通過將第二電流源生成的電流與第一電流源生成的電流相加所獲得的電流放大來生成控制信號(hào)120、然后通過將第一電流源生成的電流放大來生成控制信號(hào)120。圖10是示出生成偏置電流Ibias的偏置電流生成電路130的電路圖。偏置電流生成電路130由晶體管Mll到M13形成。圖11示出了反饋放大器107和電壓電流轉(zhuǎn)換器109的其它電路配置。圖11所示的電壓電流轉(zhuǎn)換器109包括用于生成預(yù)定偏置電流的晶體管MlO以及基于電位差A(yù)V生成電流的晶體管M5。如上所述，在本實(shí)施例中設(shè)置電壓電流轉(zhuǎn)換器109，并且電壓電流轉(zhuǎn)換器109僅在過渡狀態(tài)下將電流Iboost供給至反饋放大器107。由此,能以較低的電力消耗高速地反饋控制要供給至打印元件的電壓。第二實(shí)施例·下文將對(duì)第二實(shí)施例進(jìn)行說明。圖6示出了根據(jù)第二實(shí)施例的打印元件基板50的電路配置。與第一實(shí)施例中的圖3不同的是，電壓電流轉(zhuǎn)換器109包括使能端子EN。在第二實(shí)施例中，使能端子EN在激活電壓電流轉(zhuǎn)換器109與使電壓電流轉(zhuǎn)換器109無效之間切換。被輸入至使能端子EN的信號(hào)為加熱使能信號(hào)HE。當(dāng)加熱使能信號(hào)HE變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，電壓電流轉(zhuǎn)換器被激活。電壓電流轉(zhuǎn)換器109生成與基準(zhǔn)電壓104和反饋線108之間的電位差Δ V相對(duì)應(yīng)的電流Iboost,并且將電流Iboost供給至反饋放大器107。當(dāng)加熱使能信號(hào)HE變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，使電壓電流放大器109無效從而完全停止操作。這樣，除了根據(jù)第一實(shí)施例的配置以外，第二實(shí)施例還提供了在加熱使能信號(hào)為低電平期間(圖4中在時(shí)間tl前或在時(shí)間t3后)完全停止電壓電流轉(zhuǎn)換器109的操作的功能。當(dāng)加熱使能信號(hào)為低電平時(shí)，所有的第一開關(guān)106-1到106-n斷開，且反饋線108開路，從而導(dǎo)致反饋線108的電壓不穩(wěn)定。如果電壓電流轉(zhuǎn)換器109維持在激活狀態(tài)，則其可能生成無法預(yù)期的電流Iboost。在第二實(shí)施例中，為了避免上述情況，電壓電流轉(zhuǎn)換器109包括使能端子。當(dāng)反饋線108的電壓Vfb不穩(wěn)定時(shí)，電壓電流轉(zhuǎn)換器109的操作完全停止，從而防止生成無法預(yù)期的電流Iboost。根據(jù)第二實(shí)施例的反饋放大器107和電壓電流轉(zhuǎn)換器109的電路配置將參考圖7進(jìn)行說明。在第二實(shí)施例中，除了根據(jù)第一實(shí)施例的配置以外，還設(shè)置晶體管M10。晶體管MlO的柵極接收加熱使能信號(hào)HE的反信號(hào)。當(dāng)加熱使能信號(hào)HE變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，晶體管MlO接通，且與電位差Λ V相對(duì)應(yīng)的電流流經(jīng)晶體管Μ5。由晶體管Μ6到Μ9組成的電流鏡電路復(fù)制該電流，從而將Iboost供給至反饋放大器。當(dāng)加熱使能信號(hào)HE變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，晶體管MlO斷開。即使電位差Λ V存在，也沒有電流流經(jīng)晶體管Μ5，晶體管Μ6到Μ9被斷開連接，且Iboost完全變?yōu)榱?。如上所述，根?jù)第二實(shí)施例，對(duì)電壓電流轉(zhuǎn)換器109的激活/無效(接通/斷開)的切換是與加熱使能信號(hào)HE同步的。這可以防止生成無法預(yù)期的電流Iboost。
第三實(shí)施例下文將對(duì)第三實(shí)施例進(jìn)行說明。圖8示出了根據(jù)第三實(shí)施例的打印元件基板50的電路配置。與在第二實(shí)施例中的圖6不同的是，被輸入至電壓電流轉(zhuǎn)換器109的使能端子EN的信號(hào)為電壓電流轉(zhuǎn)換使能信號(hào)122。電壓電流轉(zhuǎn)換使能信號(hào)122為加熱使能信號(hào)HE和打印數(shù)據(jù)信號(hào)117的邏輯積，并由電壓電流轉(zhuǎn)換使能信號(hào)生成電路121來生成。當(dāng)電壓電流轉(zhuǎn)換使能信號(hào)122變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，電壓電流轉(zhuǎn)換器109被激活，生成與基準(zhǔn)電壓104和反饋線108之間的電位差Λ V相對(duì)應(yīng)的電流Iboost，并且將電流Iboost供給至反饋放大器107。當(dāng)電壓電流轉(zhuǎn)換使能信號(hào)122變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，使電壓電流放大器109無效從而完全停止操作。除了根據(jù)第二實(shí)施例的配置以外，第三實(shí)施例還增加了當(dāng)打印數(shù)據(jù)信號(hào)117為低電平時(shí)完全停止電壓電流轉(zhuǎn)換器109的操作的功能。如上所述，當(dāng)加熱使能信號(hào)HE為低 電平時(shí)，反饋線108開路。另外，當(dāng)打印數(shù)據(jù)信號(hào)變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，所有的第一開關(guān)106-1到106-n斷開，且反饋線108開路，從而導(dǎo)致反饋線108的電壓Vfb不穩(wěn)定。如果電壓電流轉(zhuǎn)換器109維持在激活狀態(tài)，其可能生成無法預(yù)期的電流Iboost。在第三實(shí)施例中，為了防止上述情況，生成作為打印數(shù)據(jù)信號(hào)117和加熱使能信號(hào)HE的邏輯積的電壓電流轉(zhuǎn)換使能信號(hào)122?；谠撔盘?hào)，切換電壓電流轉(zhuǎn)換器109的激
活/無效。通過計(jì)算打印數(shù)據(jù)信號(hào)117和加熱使能信號(hào)HE的邏輯積，能夠完全檢測(cè)到反饋線108開路的狀態(tài),從而能完全防止生成無法預(yù)期的電流Iboost。上述第一到第三實(shí)施例的效果將參考圖9A和9B與傳統(tǒng)技術(shù)相對(duì)比來進(jìn)行說明。圖9A和9B示出了流經(jīng)打印元件基板的電流IHl的波形、打印元件基板的第二端子的電壓VDl的波形以及在第一到第三實(shí)施例和傳統(tǒng)技術(shù)中打印元件基板的電力消耗的仿真結(jié)果。圖9A示出了在第一到第三實(shí)施例和傳統(tǒng)技術(shù)中用于使打印元件的驅(qū)動(dòng)速度相同的打印元件基板的仿真結(jié)果。如圖9A所示，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，應(yīng)用第一到第三實(shí)施例中的一個(gè)可以將電力消耗減少到1/2.6。圖9B示出了在第一到第三實(shí)施例和傳統(tǒng)技術(shù)中用于使電力消耗相同的打印元件基板的仿真結(jié)果。如圖9B所示，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，即使電力消耗相同，應(yīng)用第一到第三實(shí)施例中的一個(gè)也可以將過渡狀態(tài)的時(shí)間減少到1/2.5。這表明第一到第三實(shí)施例可以極大地提高驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)速度。通過執(zhí)行第一到第三實(shí)施例所述的處理，能以較低的電力消耗高速地反饋控制要施加至打印元件的電壓。上文已對(duì)本發(fā)明的典型實(shí)施例進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不限于上述參考附圖的實(shí)施例，并且可以在不偏離發(fā)明范圍的前提下進(jìn)行適當(dāng)修改。其它實(shí)施例本發(fā)明的各方面也可通過一種讀取和執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置上的程序來實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的各功能的系統(tǒng)或設(shè)備(或諸如CPU或MPU的裝置)的計(jì)算機(jī)或通過一種方法來實(shí)現(xiàn)，該方法的各步驟由一種諸如讀取和執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置上的程序來實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的各功能的系統(tǒng)或設(shè)備的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。出于此目的，該程序可從諸如網(wǎng)絡(luò)或作為存儲(chǔ)裝置(例如，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))的各種記錄介質(zhì)被提供給計(jì)算機(jī)。
盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功倉泛。
權(quán)利要求
1.一種打印元件基板，包括 打印元件； 切換元件，用于基于所輸入的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述打印元件； 第一電流源，用于生成預(yù)定電流； 第二電流源，用于基于輸入電壓生成電流；以及 電流生成電路，用于通過將所述第二電流源生成的電流與所述第一電流源生成的電流相加所獲得的電流放大來生成所述控制信號(hào)，然后通過將所述第一電流源生成的電流放大來生成所述控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的打印元件基板，其特征在于，所述切換元件包括晶體管，所述晶體管包括用于接收所述控制信號(hào)的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的打印元件基板，其特征在于，所述電流生成電路基于所述輸入電壓來放大電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的打印元件基板，其特征在于，還包括 第一信號(hào)線，用于將電流從所述打印元件供給至所述切換元件；以及 第二信號(hào)線，用于供給基準(zhǔn)電壓， 其中，所述輸入電壓是所述第一信號(hào)線的電壓與所述第二信號(hào)線的電壓之間的差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的打印元件基板，其特征在于，還包括 第三信號(hào)線，用于將所述第一信號(hào)線的電壓供給至所述第二電流源；以及 第一開關(guān)，其被插入至所述第三信號(hào)線，并基于用于指定所述打印元件的驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)、使所述第三信號(hào)線在連接和斷開之間切換， 其中，當(dāng)用于指定所述打印元件的驅(qū)動(dòng)的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)有效時(shí)，將所述第一開關(guān)控制為連接狀態(tài)，并且當(dāng)用于指定所述打印元件的驅(qū)動(dòng)的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)無效時(shí)，將所述第一開關(guān)控制為斷開狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的打印元件基板，其特征在于，還包括 第四信號(hào)線，用于將所述輸入端與地相連接；以及 第二開關(guān)，用于基于用于指定所述打印元件的驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使所述第四信號(hào)線在連接和斷開之間切換， 其中，當(dāng)用于指定所述打印元件的驅(qū)動(dòng)的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)無效時(shí)，將所述第二開關(guān)控制為連接狀態(tài)，并且當(dāng)用于指定所述打印元件的驅(qū)動(dòng)的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)有效時(shí)，將所述第二開關(guān)控制為斷開狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的打印元件基板，其特征在于，還包括 多個(gè)所述打印元件；以及 多個(gè)所述切換元件，其與各所述打印元件相對(duì)應(yīng)地設(shè)置， 其中，所述電流生成電路將所述控制信號(hào)供給至多個(gè)所述切換元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的打印元件基板，其特征在于，所述電流生成電路接收指示信號(hào)，所述指示信號(hào)用于指定在激活與非激活之間的操作的切換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的打印元件基板，其特征在于，所述指示信號(hào)包括加熱使能信號(hào)，所述加熱使能信號(hào)用于限定驅(qū)動(dòng)所述打印元件的時(shí)間段。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的打印元件基板，其特征在于，所述指示信號(hào)包括基于數(shù)據(jù)信號(hào)和加熱使能信號(hào)的邏輯積而生成的信號(hào)，所述數(shù)據(jù)信號(hào)用于限定要進(jìn)行打印操作的打印元件，所述加熱使能信號(hào)用于限定驅(qū)動(dòng)所述打印元件的時(shí)間段。
11.一種打印頭，包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的打印元件基板。
全文摘要
一種打印元件基板及打印頭，該基板包括打印元件；切換元件，用于基于輸入的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述打印元件；第一電流源，用于生成預(yù)定電流；第二電流源，用于基于輸入電壓生成電流；以及電流生成電路，用于通過將所述第二電流源生成的電流與所述第一電流源生成的電流相加獲得的電流放大來生成所述控制信號(hào)，然后通過將所述第一電流源生成的電流放大來生成所述控制信號(hào)。
文檔編號(hào)B41J29/38GK102862401SQ201210231149
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者梅田謙吾 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社