[发明专利]喷墨打印头基板、驱动控制方法、喷墨打印头和喷墨打印装置

说明书

本申请是申请号为200480016166.7、申请日为2004年6月1日、发明名称为“喷墨打印头基板、驱动控制方法、喷墨打印头和喷墨打印装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及喷墨打印头基板、喷墨打印头和使用该打印头的打印装置。更具体而言，本发明涉及在同一基板上形成用于产生排出墨水所需要的热能的电热换能器和用于驱动换能器的驱动电路的喷墨打印头，并涉及使用该打印头的打印装置。

背景技术

一般地，通过使用例如USP 6290334中说明的半导体加工技术，在同一基板上形成根据喷墨方案安装在打印装置上的打印头的电热换能器(加热器)和换能器的驱动电路。在建议的打印头结构中，除了驱动电路外，在同一基板上形成用于检测诸如基板温度的半导体基板的状态的数字电路等，供墨口位于基板的中心，且加热器被设置在与端口相对的位置。

图5示意性说明用于这种类型的喷墨打印头的半导体基板，即，用于包含用于输出指示检测的温度的数字信号的电路的喷墨打印头的半导体基板。

在图5中，附图标记500表示通过用半导体加工技术一体化地形成加热器和驱动电路得到的基板，501表示具有其中排列多个加热器和驱动器电路的结构的加热器/驱动器阵列，502表示用于从基板的相反侧供给墨水的供墨口。

并且，附图标记503表示用于暂时保持待打印的打印数据的移位寄存器。附图标记507表示输出加热器块选择信号的译码器电路，该加热器块选择信号用于在每加热器块(per-heater-block)的基础上驱动加热器/驱动器阵列501中的加热器。附图标记504表示包含用于将数字信号输入移位寄存器503和译码器507的缓冲电路的输入电路。附图标记510表示包含用于供给逻辑元件电压VDD的端子、用于输入时钟的端子CLK和用于输入打印数据的端子等的输入端子。

图7是用于说明一直到向移位寄存器503发送打印信息并向加热器供给电流以驱动该加热器的一系列操作的时序图。

打印数据与施加到CLK端子上的时钟脉冲同步被供给到DATA_A和DATA_B端子。移位寄存器503暂时存储供给的打印数据，且锁存电路响应施加到BG端子上的锁存信号锁存打印数据。随后，以矩阵的形式对用于选择已分为希望的块的一组加热器的块信号和已被锁存电路锁存的打印数据进行AND(“与”)操作，并且加热器电流与直接决定电流驱动时间的HE信号同步流动。逐块地重复该系列操作，以执行打印。

图6A是用于驱动电流进入用于排出墨水的加热器的一个段(segment)的等效电路。并且，图6B是对应用于暂时存储待打印的图像数据的一比特移位寄存器和锁存电路的等效电路。

输入AND门601的块选择信号是从译码器507发送的用于选择被分为多个块的加热器组的信号。并且，进入AND门601的位信号(bit signal)是被传输到移位寄存器503并然后被锁存信号锁存的信号。为了通过打印数据选择性地接通各段，AND门601在块选择信号和位信号之间以矩阵的形式得到AND。

附图标记605表示用作加热器驱动的电源的VH电源线，606表示加热器，607表示用于使电流进入加热器606的驱动晶体管。附图标记602表示用于接收和缓冲AND门601的输出的反向器电路。附图标记603表示用作反向器电路602的电源的VDD电源线。附图标记608表示用作用于接收反向器电路602的被缓冲的输出的缓冲器的反向器电路。附图标记604表示用作电源的VHT电源线，该电源被供给缓冲器608，用于供给驱动晶体管的栅极电压。

一般地，反向器602和移位寄存器503等是数字电路，并且它们基本上根据低/高脉冲而操作。并且，用于连系打印头本身的打印信息和用于驱动加热器的施加的脉冲也是数字信号，并且信号与外部的交换全部通过低/高逻辑脉冲被执行。这些逻辑脉冲的幅值一般为0V/5V或0V/3.3V，并且，用具有这些电压之一的信号供给数字电路的电源VDD。因此，具有VDD电压的幅值的脉冲被输入AND门601，并通过由两级反向器电路602构成的缓冲器被输入下一级的反向器电路608。

另一方面，驱动晶体管607的处于ON(接通)状态时的阻抗值越小，或所谓的ON阻抗越小，则越好。通过使由加热器以外的部件消耗的电力尽可能地小，可以防止基板温度升高，并可以稳定地驱动打印头。如果驱动晶体管607的ON阻抗较大，那么由流过该部分的加热器电流产生的电压降会增加，从而必须向加热器施加过高的电压。结果是浪费了功耗。