專利名稱：打印頭、打印頭基板、墨盒以及具有打印頭的打印設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有多個打印元件的打印頭、打印頭基板、墨盒，以及具有該打印頭的打印設備。
背景技術：
已知這樣一種噴墨打印頭，其通過布置在其噴嘴內的加熱器產生熱能，通過利用該熱能在加熱器附近形成墨泡，并且通過發(fā)泡從噴嘴排出墨，從而進行打印。圖6示出了噴墨打印頭中的加熱器驅動電路的一個例子。
為了用這種打印頭進行高速打印，希望同時驅動盡可能多的加熱器，并且希望同時從盡可能多的噴嘴排墨。然而，打印機的電力供應(電源)能力是有限的，并且由于從電源到加熱器延伸的布線線路的電阻引起的電壓降，一次能夠提供的電流值是有限的。由此，打印頭通常采用時分驅動，即通過分時方式來驅動多個加熱器并且排墨。在時分驅動中，打印頭包括多個加熱器，這些加熱器(噴嘴)被劃分為多個組，每個組由布置為彼此相鄰的多個加熱器形成。這些加熱器組通過分時方式來驅動，使得每組中不超過兩個加熱器同時被驅動。流經加熱器的電流之和被抑制，并且不需要一次提供大的電功率。將參考圖6說明以這種方式驅動加熱器的驅動電路的操作。
如圖6所示，加熱器1101a1到1101mx和對應于相應的加熱器的MOS晶體管1102a1到1102mx被分為組a到m，這些組容納相同數(shù)目(x)的加熱器和MOS晶體管。在組a中，從正電源焊盤1104延伸的電源線公共地連接到加熱器1101a1到1101ax，相應的MOS晶體管1102a1到1102ax與對應的加熱器1101a1到1101ax串聯(lián)在電源線和地之間。當控制電路1105向對應的MOS晶體管1102a1到1102ax的柵極提供控制信號以使其導通，并且電流從電源線流經與晶體管串連的加熱器時，加熱器1101a1到1101ax被加熱。
圖7A和7B是定時圖，其示出了圖6所示的每一組加熱器驅動電路的加熱器被通電并驅動的定時。圖7A示出了提供到每個晶體管的基極的電壓，圖7B示出了與施加的基極電壓相應的、流經每個加熱器的電流。
將以圖6中的組a作為例子?？刂菩盘朧G1到VGx是用于驅動屬于組a的第一個到第x個加熱器1101a1到1101ax的定時信號。即，VG1到VGx表示輸入到組a的MOS晶體管1102a1到1102ax的控制端子(基極)的信號的波形。當控制信號VG1到VGx為高電平時，它們導通對應的MOS晶體管1102，并且當信號VG1到VGx為低電平時，則關斷對應的MOS晶體管1102。這也應用于剩余的組b到m。在圖7B中，Ih1到Ihx表示流經相應的加熱器1101a1到1101ax的電流值。
以這種方式，分時地對每個組中的加熱器順序地通電和驅動。該組中被通電和驅動的加熱器的數(shù)量總是被控制為一個或更少，并且不需要一次向加熱器提供大的電流。
圖8描繪了示出其上形成圖6中的加熱器驅動電路的加熱器基板(形成打印頭的基板)的布局的一個例子的視圖。圖8圖示了從圖6所示的電源焊盤1104連接到組a到m的電源線的布局。
電源線1301a到1301m和1302a到1302m單獨地從電源焊盤1104連接到組a到m。由于每組中同時被驅動的加熱器的數(shù)量被控制為一個或更少，如上所述，流經為每個組劃分的布線線路的電流值可總是保持在等于或者小于流經一個加熱器的電流。即使當多個加熱器同時被驅動時，加熱器基板上線路電壓降的量也可以保持為恒定。同時，即使當多個加熱器同時被驅動時，施加到每個加熱器的能量的量可被保持為幾乎恒定。
近年來，要求打印機具有更快的速度和更高的精確度，并且打印機的打印頭以高密度配備有很多噴嘴(加熱器)。在驅動打印頭中的加熱器時，在打印速度方面，必須以高速同時驅動更多數(shù)量的加熱器。
通過在單個半導體基板上形成多個加熱器及其驅動電路來準備加熱器基板。因而，使用低成本MOS半導體工藝形成加熱器驅動電路，與常規(guī)雙極半導體工藝相比，該低成本MOS半導體工藝可以通過更簡單的制造工藝以更高密度裝配更小尺寸的器件。此外，因為必須通過提高由一片晶片形成的加熱器基板的數(shù)量而降低成本，因此加熱器基板的尺寸必須降低。
如上所述，如果被同時驅動的加熱器的數(shù)量增加，則必須在加熱器基板上布局與同時被驅動的加熱器的數(shù)量相應數(shù)量的布線線路。布線線路的數(shù)量隨之增加，并且當每個加熱器基板的面積有限時，由于每一布線線路的布線區(qū)域(寬度)降低，所以布線電阻增加。此外，每一布線寬度降低，并且在加熱器基板上的布線線路之間的電阻差異更大。在降低加熱器基板的尺寸方面也發(fā)生此問題，增大了布線電阻以及布線電阻的差異。由于加熱器和電源線路串聯(lián)到加熱器基板上的電源，如上所述，因為布線電阻的增大和布線電阻差異的增大，施加到每個加熱器的電壓以更高的比率波動。
向加熱器施加過小的能量使排墨不穩(wěn)定，而過大的能量則降低加熱器的耐用性。對于高質量打印，希望施加到加熱器的能量是恒定的。然而，如果施加到加熱器的電壓波動很大，則加熱器的耐用性降低或者排墨變得不穩(wěn)定。
在打印頭具有多個加熱器基板的情況下，由于布線線路公共地連接到橫跨加熱器基板的多個加熱器，公共布線線路上的電壓降在每個頭基板處改變，這取決于每個頭基板的被同時驅動的加熱器的數(shù)量。為了在電壓降變化時，對于多個加熱器基板使施加到每個加熱器的能量保持為恒定，通過電壓施加時間來調節(jié)施加到每個加熱器基板的加熱器的能量。然而，公共布線線路上的電壓降隨著同時被驅動的加熱器的數(shù)量增加而變得更大。驅動加熱器時，電壓施加時間根據(jù)加熱器基板的數(shù)量延長，因此很難以高速驅動加熱器。
日本專利公開No.2001-191531提出了一種方法，該方法解決由施加到加熱器的能量差異而引起的問題。圖9是示出了日本專利公開No.2001-191531中公開的加熱器驅動電路的電路圖。在此參考文獻中，通過為對應于打印元件的加熱器(R1到Rn)而布置的恒流源(Tr14到Tr(n+13))和開關元件(Q1到Qn)，由恒定電流來驅動加熱器(R1到Rn)。此配置能夠始終通過恒定電流驅動加熱器，而不論加熱器基板外部的電壓降隨著被驅動加熱器數(shù)量的增加如何變化。
在此情況下，需要數(shù)量上等于打印元件數(shù)量的恒流源，加熱器基板上的面積大大增加，因而加熱器基板的成本增加。為了使施加到加熱器的能量穩(wěn)定，在多個恒流源之間的輸出電流必須相等。然而，隨著恒流源的數(shù)量增加，各恒流源之間的輸出電流差異更大。特別是當為了實現(xiàn)更高速和更高精確度的打印機而增加加熱器數(shù)量時，恒流源電路的數(shù)量增加，因而很難降低輸出電流的差異。

發(fā)明內容
考慮到上述情況而做出本發(fā)明，本發(fā)明的特征是提供一種打印頭，該打印頭能夠使流經每個打印元件的電流幾乎為恒定，并且高速穩(wěn)定地進行打印，本發(fā)明還提供一種打印頭基板，墨盒，以及具有該打印頭的一種打印設備。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種具有多個打印元件的打印頭，該打印頭包括對應于相應的打印元件而布置的多個開關元件，其被配置為控制相應的打印元件的通電；參考電壓電路，其被配置為產生參考電壓；電流產生電路，其被配置為基于所述參考電壓電路產生的參考電壓來產生參考電流；以及多個恒流源，其被配置為根據(jù)所述電流產生電路產生的參考電流，通過對應于相應的打印元件而布置的開關元件來提供恒定電流。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提供一種打印頭，其包括多個元件驅動塊，每個元件驅動塊都具有多個打印元件、多個開關元件以及多個恒流源，其中該多個開關元件被配置為對應于相應的打印元件而布置，并且控制對相應的打印元件的通電，該多個恒流源被配置為通過對應于相應的打印元件而布置的開關元件來提供恒定電流；參考電壓電路，其被配置為產生參考電壓；以及電流產生電路，其被配置為基于由所述參考電壓電路產生的參考電壓來產生多個參考電流，其中布置在所述多個元件驅動塊的每一個中的每一個恒流源通過對應于元件驅動塊的每一個打印元件而布置的開關元件來提供相應于該多個參考電流中的任意一個的恒定電流。
從結合附圖的以下描述中，本發(fā)明的其他特征、目的和益處將變得明顯，在所有附圖中，相同的附圖標記表示相同或相似的部分。


引入并構成說明書一部分的附示了本發(fā)明的各實施例，并和說明書一起用于說明本發(fā)明的原理。
圖1是示出了布置在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的打印頭上的加熱器驅動電路的示意性構造的框圖；圖2是用于說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的加熱器驅動電路的一個例子的電路圖；圖3A和3B是用于說明圖2中的電路的操作定時的定時圖；圖4是示出了布置在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的打印頭上的加熱器驅動電路的示意性構造的框圖；圖5是用于說明根據(jù)本發(fā)明第二實施例的加熱器驅動電路的一個例子的電路圖；圖6是示出了常規(guī)加熱器驅動電路的電路圖；圖7A和7B是示出了操作該常規(guī)驅動電路的信號的定時圖；圖8描繪了示出常規(guī)加熱器基板的布線布局的視圖；圖9是示出了常規(guī)加熱器驅動電路的配置的電路圖；圖10描繪了示出根據(jù)一個實施例的噴墨打印設備的示意性配置的外部透視圖；圖11是示出了根據(jù)該實施例的噴墨打印設備的功能性配置的框圖；以及圖12是描繪了示出根據(jù)該實施例的打印頭的結構的示意性透視圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。下面將描述的“加熱器基板”不僅指由硅半導體形成的襯底基板，而且還指具有元件、布線線路等的襯底基板。“在加熱器基板上”不僅指“在加熱器基板的表面上”，還指“表面附近的元件襯底內部”。根據(jù)各實施例的“內置”不是指在襯底基板上簡單地布置分離的元件，而是指通過半導體電路制造工藝等在加熱器基板上整體地形成和制造元件。
圖1是示出了在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的噴墨打印頭的加熱器基板上布置的加熱器驅動電路的配置的框圖。該加熱器驅動電路大致包括參考電壓電路105，電壓-電流轉換電路104，以及電流源塊106。
圖2是示出了圖1所示的驅動電路的一個例子的電路圖。
第一實施例將說明由m個加熱器組形成的打印頭，其中每個加熱器組容納x個加熱器101，并且總共具有(x×m)個加熱器101。
在圖1中，參考電壓電路105產生參考電壓Vref，作為電壓-電流轉換電路104的參考。希望參考電壓電路105在電源電壓和溫度改變時輸出穩(wěn)定電壓。例如，如圖2所示，可通過使用帶隙電壓在電源電壓和溫度改變時獲得穩(wěn)定電壓。圖2的例子描繪了使用在CMOS半導體工藝中獨特地寄生的PNP晶體管的參考電壓電路。兩個以二極管方式連接的PNP晶體管之間的電壓差具有正的溫度系數(shù)，以二極管方式連接的PNP晶體管的端子之間的電壓具有負的溫度系數(shù)。這兩個電壓相加以便消除溫度系數(shù)，產生與溫度無關的不變的電壓。此電壓對半導體是唯一的，具有幾乎不受生產差異影響的優(yōu)點，因而是最優(yōu)參考電壓。
電壓-電流轉換電路104基于來自參考電壓電路105的參考電壓Vref將電壓轉換為電流，并且從參考電壓Vref產生參考電流Iref。在圖2的例子中，作為電壓-電流轉換的例子，參考電壓Vref通過運算放大器施加到電阻器R4，并且產生流經電阻器R4的電流作為參考電流Iref。令電阻器R4的電阻值為Rref，參考電流Iref由下式給出Iref＝Vref/Rref參考電流Iref和恒流源1031到103m形成電流反射鏡電路。電流源1031到103m基于參考電流Iref分別輸出與參考電流Iref成比例的恒定電流Ih1到Ihm。在圖2的例子中，MOS晶體管Mref和MOS晶體管M1到Mm形成具有公共柵極的電流反射鏡電路。在這種情況下，在預定定時，僅MOS晶體管M1到Mm中之一接通，并且對應于參考電流Iref的恒定電流(Ih1到Ihm)從導通的晶體管的漏極端子輸出。
電流源塊106包括由(x×m)個電阻器等組成的(x×m)個加熱器101(10111到101mx)(加熱元件)，數(shù)量上與加熱器101的數(shù)量相等的開關元件102(10211到102mx)，以及用于組1到m的恒流源1031到103m。根據(jù)要打印的圖像信號，通過來自打印機主體的控制電路的控制信號控制每個開關元件102提供或停止端子之間的電流(將在后面描述)。對應于相應的加熱器布置的該(x×m)個加熱器101和開關元件102被劃分為組1到m，每一組存放x個加熱器101和x個開關元件102。每一個加熱器電阻器10111到101mx和對應于相應的加熱器電阻10111到101mx的每一個驅動控制開關元件10211到102mx相互串聯(lián)。在相應的組內，恒流源1031到103m的接地端子公共地連接，而它們在電源線(高電壓側的布線)110側的端子也公共地連接。為組1到m布置的恒流源1031到103m的輸出端子分別連接到其中串聯(lián)了加熱器101和開關元件102的各組的公共連接的端子。恒流源103連接到接地線路(低電壓側的布線)111。借助于在相應的組內通過控制信號VGn(n＝1到x)切換各開關元件102，以及將為相應組布置的恒流源1031到103m的輸出電流Ih1到Ihm提供給所需的加熱器，從而控制對加熱器的通電。在圖2中，開關元件102是MOS晶體管，其柵極端子連接到上述的控制電路，并且MOS晶體管的漏極和源極之間的切換由控制信號VG控制。
在該實施例中，加熱器101和開關元件102串連到電源線路(高電壓)110，恒流源103連接到接地線路(低電壓側)111，使得帶來下面的優(yōu)點。當開關元件102關斷(斷開)時，電源電壓不施加到恒流源103的MOS晶體管的漏極，并且即使當開關元件102接通(閉合)時，由于流經加熱器101的電流引起的電壓降，高電壓不施加到MOS晶體管的漏極。結果，恒流源103中的MOS晶體管的電壓耐受性可以低于開關元件102中的MOS晶體管的電壓耐受性。由于具有改善的電壓耐受性的晶體管的特殊制造工藝不是必要的，所以可使用電壓耐受性低的MOS晶體管來構建恒流源103，其中每一個MOS晶體管都具有簡單的結構，使得恒流源之間的MOS晶體管的特性差異以及恒流源的輸出電流的差異可以降低。
此外，恒流源和開關元件分別由彼此不同的晶體管構造，因此抑制了開關元件引起的對恒定電流的影響。而且，恒流源和開關元件分離地構造而不集成，使得恒流源中的晶體管的電壓耐受性如上所述可以更低，并且可以抑制恒流源之間的差異所引起的影響。
將參考圖3A和3B的定時圖，通過關注圖1所示的加熱器驅動電路中的組1中存放的x個加熱器10111到1011x來說明加熱器驅動電路的操作。
圖3A是示出了提供到每個開關元件102的柵極的柵極控制信號VGn的波形的一個例子的定時圖。圖3B是用于說明流經每個加熱器101的電流量的定時圖。
圖3A中的控制信號VG1到VGx的波形表示柵極控制信號，該控制信號控制圖1中的開關元件10211到1021x的接通(使能)或關斷(失效)。當信號VGn的信號電平是“高電平”時，對應的開關元件102接通(使能)，當其是“低電平”時，元件102關斷(失效)。
在圖3A的例子中，順序地驅動組1中的所有加熱器10111到1011x。注意，圖1和圖2并未圖示用于開關元件10211到1021x的控制信號VG1到VGx。
在圖3A中，在直到時間t1的期間，所有控制信號VG1到VGx處于“低電平”，恒流源1031的輸出端和加熱器10111到1011x之間斷開連接，因而沒有電流流經加熱器10111到1011x。在時間t1和時間t2之間的期間，僅柵極控制信號VG1變?yōu)椤案唠娖健?。僅開關元件10211被短路，并且恒流源1031的輸出電流Ih1流經加熱器10111。這由圖3B中的Ih1表示。從時間t2開始，控制信號VG1變?yōu)椤暗碗娖健币酝Ｖ箤訜崞?0111的通電。
以此方式，在時間t1和時間t2之間的期間，電流僅被提供給加熱器10111以由加熱器10111執(zhí)行加熱。加熱器10111附近的墨被加熱并發(fā)泡。墨從具有加熱器10111的噴嘴排出，并且打印預定的像素(點)。
順序地，當柵極控制信號VG2變?yōu)椤案唠娖健睍r，開關元件10212被短路，以將恒流源1031的輸出電流Ih2提供給加熱器10112。這由圖3B中的Ih2圖示。
類似地，柵極控制信號VGn順序變?yōu)椤案唠娖健?，以順序接通開關元件10211到1021x。恒流源1031的輸出電流Ih1被順序地提供給加熱器10111到1011x以驅動包含在組1中的所有加熱器10111到1011x。已經描述了組1中的所有加熱器10111到1011x被順序驅動的情況。實際上，僅驅動用于形成所需點的加熱器，且僅當要由控制信號VGn打印所需點時，對應于開關元件的信號VGn才變?yōu)椤案唠娖健薄?br> 對包括在組2到m中的加熱器類似地執(zhí)行上述操作，以控制對加熱器的通電。結果，可以驅動該(x×m)個加熱器中的任意加熱器。
圖4是示出了布置在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的噴墨打印頭的加熱器基板上的加熱器驅動電路的配置的框圖。該加熱器驅動電路大致包括參考電壓電路105、電壓-電流轉換電路104和電流源塊106。
圖5是示出了圖4中的電路的一個例子的電路圖。
圖4中的配置與第一實施例中的配置的不同在于在電壓-電流轉換電路104和電流源塊106之間插入?yún)⒖茧娏麟娐?07，并且布置了多個電流源塊106。
參考電壓電路105和電壓-電流轉換電路104的操作與上述第一實施例中的相同。參考電流電路107基于電壓-電流轉換電路104產生的參考電流Iref產生多個參考電流IR1到IRn。實際上，如圖5所示，電流反射鏡電路產生與參考電流Iref成比例的電流IR1到IRn，并且電流IR1到IRn被分別提供給n個電流源塊1061到106n。
在電流源塊1061到106n中，與參考電流IR1到IRn成比例的恒定電流Ih1到Ihm基于參考電流IR1到IRn從n個電流源塊1061到106n的每一個電流源塊中的恒流源1031到103m輸出。
恒流源塊106的每一個都具有與根據(jù)第一實施例的電流源塊106相同的配置。恒流源塊106包括(x×m)個加熱器101、數(shù)量上與加熱器101數(shù)量相等的開關元件102，以及用于m個組的恒流源1031到103m。通過來自打印機主體的控制電路的控制信號控制每個開關元件102提供或停止端子之間的電流。該(x×m)個加熱器101和開關元件102被劃分為m個組，每個組包括x個加熱器101和x個開關元件102。每個加熱器電阻器101和用于控制每個加熱器電阻器的驅動的每個開關元件102彼此串聯(lián)。在每個組內，電源端子和接地端子被公共地連接。
布置在每個恒流源塊106的組1到m中的恒流源(1031到103m)的輸出端子分別連接到其中加熱器101和開關元件102串聯(lián)的組1到m的公共連接端子。借助于通過控制信號來接通/關斷每個組中的開關元件102，布置在相應的組中的恒流源1031到103m的輸出電流Ih1到Ihm被提供給所需的加熱器。
布置具有相同配置的多個(n個)電流源塊106(1061到106n)，并且每個電流源塊106中的加熱器驅動操作與第一實施例中的相同。對該n個電流源塊1061到106n執(zhí)行相同操作，并且可以驅動該(x×m×n)個加熱器中的任意加熱器來產生熱。
為了獲得高質量打印圖像并且改進加熱器耐用性，在多個加熱器之間，施加到各加熱器的電功率必須相等，即，如果加熱器的電阻值彼此相等，則在多個電流源塊之間輸出電流必須相等。
在第二實施例中，在電流源塊1061到106n的每一個中，電流源塊106中的電流源1031到103m的輸出電流必須相等。
基于參考電流IRn確定每一個電流源塊106中的恒定電流輸出Ih1到Ihm。為此，通過將參考電流IRn和電流源1031到103m布置為彼此相鄰而提高電流源塊106內的輸出電流Ih1到Ihm的相對精確度。
為了使電流源塊106之間的恒定電流輸出相等，在各電流源塊106之間，電流源塊106中的參考電流IR1到IRn必須相等。因此，可以通過將用于產生參考電流IR1到IRn的參考電流源107布置為與電流源塊106相鄰而提高參考電流IR1到IRn的相對精確度。
可以通過將每個電流源塊106中的恒流源1031到103m布置為彼此相鄰，并且將參考電流電路107中的參考電流源108(1081到108n)布置為彼此相鄰，從而提高各電流源塊106之間恒流源的輸出電流的相對精確度。參考電流電路107和各電流源塊106之間的相對位置關系不嚴重影響恒流源之間的輸出電流的相對精確度。各電流源塊106的布局自由度增加，并且能夠在面積方面有效地布置各電流源塊106。
在上述實施例中，恒流源可以是工作在飽和區(qū)的MOS晶體管，在該飽和區(qū)，漏極電流相對于漏極電壓幾乎不變化。
上述實施例中的電路配置可以集成地內置于上述的加熱器基板中?？梢栽诰哂杏糜谂拍募訜嵩募訜崞骰逯型ㄟ^恒定電流來控制和驅動加熱元件。
另外，在上述實施例中，說明了在每個組中設置恒流源的例子，但是也可以為每個加熱器設置恒流源。根據(jù)上述實施例，恒流源的數(shù)量可以降低，以使得加熱驅動電路的尺寸減小，并且可以抑制恒流源的特性差異所引起的影響。
此外，在該實施例中，每一組具有恒流源，以使得恒流源的數(shù)量可以降低，并且加熱器板上的電路的尺寸可以降低。可抑制恒流源的差異所引起的影響。
將舉例說明具有帶有上述配置的加熱器基板的噴墨頭，和安裝了該噴墨頭的噴墨打印設備。
圖10描繪了示出作為本發(fā)明的一個典型實施例的噴墨打印設備201的示意性配置的外部透視圖。
如圖10所示，在噴墨打印設備(此后將稱作“打印設備”)中，傳送機構204將由滑架電機M1產生的驅動力傳送給滑架202，該滑架202支持用于通過噴墨方法排墨以進行打印的打印頭203?；?02在箭頭A指示的方向上往復運動。諸如打印片材的打印介質P通過片材饋送機構205被饋送，并被傳遞到打印位置。在打印位置，打印頭203向打印介質P排墨以進行打印。為了保持打印頭203的良好狀態(tài)，滑架202被移動到復原器件210的位置，并間歇地執(zhí)行用于打印頭203的排出復原處理。
打印設備201的滑架202不僅支持打印頭203，還支持用于存儲要提供給打印頭203的墨的墨盒206。墨盒206可拆卸地安裝在滑架202上。
圖10所示的打印設備201可以進行彩色打印。為此，滑架202支持分別存儲品紅色(M)、青色(C)、黃色(Y)以及黑色(K)墨的四個墨盒。該四個墨盒可獨立地拆卸。
通過適當?shù)厥够?02和打印頭203的接觸表面彼此接觸，可使滑架202和打印頭203實現(xiàn)并保持預定電連接。打印頭203從多個孔選擇性地排墨，并且通過根據(jù)打印信號施加能量而進行打印。特別地，根據(jù)該實施例的打印頭203采用通過使用熱能排墨的噴墨方法，并且該打印頭203包括電熱轉換器以產生熱能。施加到電熱轉換器的電能被轉換為熱能。借助于利用通過向墨施加熱能而產生的薄膜沸騰所產生的氣泡的增長和壓縮引起的壓力變化，從孔排墨。電熱轉換器對應于每個孔布置，并且通過根據(jù)打印信號將脈沖電壓施加到相應的電熱轉換器來從相應孔排墨。
如圖10所示，滑架202耦合到傳送滑架電機M1的驅動力的傳送機構204的驅動帶207的一部分。滑架202沿導向軸213在箭頭A指示的方向上可滑動地被引導和支持?；?02通過滑架電機M1的正向旋轉和反向旋轉沿導向軸213往復運動。表示滑架202的絕對位置的標尺208沿滑架202的運動方向(由箭頭A指示的方向)布置。在該實施例中，通過在透明PET膜上以必要的間距打印黑色條而準備標尺208。標尺208的一端固定在底盤209上，其另一端由板簧(未示出)支持。
打印設備201具有與打印頭203的具有孔(未示出)的孔表面相對的壓板(未示出)。在支持打印頭203的滑架202借助于滑架電機M1的驅動力而往復運動的同時，打印信號被提供給打印頭203，以便排墨并在傳遞到壓板上的打印介質P的整個寬度上進行打印。
附圖標記220表示排出輥，它將承載有通過打印頭203形成的圖像的打印介質P排出到打印設備外部。排出輥220通過輸送電機M2的旋轉而被驅動。排出輥220緊靠齒輪輥(未示出)，該齒輪輥通過彈簧(未示出)按壓打印介質P。附圖標記222表示旋轉地支持齒輪輥的齒輪支架。
如圖10所示，在打印設備201中，將打印頭203從排出故障復原的復原器件210布置在支持打印頭203的滑架202的用于打印操作的往復運動范圍(打印區(qū)域)之外的所需位置(例如，對應于原始位置的位置)。
復原器件210包括封蓋機構211，它為打印頭203的孔表面封蓋，以及擦拭機構212，它清潔打印頭203的孔表面。復原器件210執(zhí)行排出復原處理，其中復原器件內的抽吸裝置(抽吸泵等)在封蓋機構211對孔表面執(zhí)行封蓋的同時強行地從孔排墨，從而除去打印頭203的墨通道中的高粘性的墨或者氣泡。
在非打印操作等中，打印頭203的孔表面通過封蓋機構211封蓋，以便保護打印頭203并防止墨的蒸發(fā)和干燥。擦拭機構212布置成靠近封蓋機構211，并且擦去附著到打印頭203的孔表面的墨滴。
封蓋機構211和擦拭機構212可維持打印頭203的正常排墨狀態(tài)。
<噴墨打印設備的控制配置(圖11)>
圖11是示出了圖10所示的打印設備的控制配置的框圖。
如圖11所示，控制器600包括MPU 601，存儲對應于控制序列(將在后面描述)的程序、預定表格以及其他固定數(shù)據(jù)的ROM 602，產生用于控制滑架電機M1、輸送電機M2以及打印頭203的控制信號的ASIC(專用IC)603，具有圖像數(shù)據(jù)光柵化區(qū)域、用于執(zhí)行程序的工作區(qū)域等的RAM 604，將MPU 601、ASIC 603以及RAM 604彼此連接并且交換數(shù)據(jù)的系統(tǒng)總線605，以及用于A/D轉換來自傳感器組(將在后面描述)的模擬信號，并且將數(shù)字信號提供給MPU 601的A/D轉換器606。
在圖11中，附圖標記610表示諸如作為圖像數(shù)據(jù)提供源的計算機(或圖像讀取器、數(shù)字照相機等)的主機設備。主機設備610和打印設備201通過接口(I/F)611發(fā)送/接收圖像數(shù)據(jù)、命令、狀態(tài)信號等。
附圖標記620表示由用于接收操作者指令輸入的開關形成的開關組，諸如電源開關621、用于指定打印開始的打印開關622、以及用于指定保持打印頭203的良好排墨性能的處理(復原處理)的激活的復原開關623。附圖標記630表示傳感器組，該傳感器組檢測設備的狀態(tài)，并且包括諸如用于檢測原始位置的光電耦合器的位置傳感器631以及布置在打印設備的適當部分以便檢測環(huán)境溫度的溫度傳感器632。
附圖標記640表示驅動用于使滑架202在箭頭A(圖10)指示的方向上往復運動的滑架電機M1的滑架電機驅動器；附圖標記642表示驅動用于傳遞打印介質P的輸送電機M2的輸送電機驅動器。
在通過打印頭203進行的打印和掃描中，ASIC 603將用于打印元件(排出加熱器)的驅動數(shù)據(jù)(DATA)傳遞到打印頭，同時直接訪問RAM 604的存儲區(qū)域。
該打印設備還包括用于向上述的頭提供功率的電源電路。
圖12描繪了示出包括根據(jù)本實施例的打印頭203的打印頭盒的結構的示意性透視圖。
如圖12所示，該實施例中的打印頭盒1200包括容納墨的墨罐1300，以及根據(jù)打印數(shù)據(jù)從噴嘴排出從墨罐1300提供的墨的打印頭203。打印頭203是所謂的“盒式打印頭”，其可拆卸地安裝在滑架202上。在打印中，打印頭盒1200沿滑架軸往復掃描，并且隨著該掃描，彩色圖像被打印在打印片材P上。為了實現(xiàn)高質量照片彩色打印，打印頭盒1200配備有用于例如黑色、淺青色(LC)、淺品紅色(LM)、青色、品紅色以及黃色的獨立墨罐，并且每個墨罐可從打印頭203自由拆卸。
在圖12中，使用該六種彩色墨。作為可替換方案，可以用黑色、青色、品紅色以及黃色這四種顏色的墨進行打印。在這種情況下，可以從打印頭203拆卸用于這四種顏色的獨立墨罐。
如上所述，當存儲用于實現(xiàn)上述實施例的功能的軟件程序代碼的存儲介質被提供給系統(tǒng)或設備，并且該系統(tǒng)或設備的計算機(或CPU或MPU)讀出并執(zhí)行存儲在該存儲介質中的程序代碼時，也能實現(xiàn)本發(fā)明的目的。在這種情況下，從存儲介質讀出的程序代碼實現(xiàn)上述實施例的功能，并且存儲該程序代碼的存儲介質構成本發(fā)明。用于提供該程序代碼的存儲介質包括軟盤(floppydisk)、硬盤、光盤、磁光盤、CD-ROM、CD-R、磁帶、非易失性存儲卡以及ROM。
當計算機執(zhí)行所讀出的程序代碼時，實現(xiàn)上述實施例的功能。并且，當計算機上運行的OS(操作系統(tǒng))等基于程序代碼的指令執(zhí)行實際處理的一些或全部時，實現(xiàn)上述實施例的功能。
此外，本發(fā)明包括一種情況，其中在從存儲介質讀出的程序代碼被寫入插入到計算機中的功能擴展板的存儲器中或寫入到連接于計算機的功能擴展單元的存儲器中之后，該功能擴展板或功能擴展單元的CPU基于該程序代碼的指令執(zhí)行實際處理的一些或全部，從而實現(xiàn)上述實施例的功能。
如上所述，根據(jù)該實施例，所有部件可以形成在半導體基板上。可以使有關加熱器的恒定電流驅動的驅動和控制功能十分緊湊，并且恒流驅動類型的加熱器基板可以低成本實現(xiàn)。
通過將功能集成在一個基板中，至基板外部的元件的布線線路的數(shù)量減少?；鍘缀醪皇芡獠吭肼曈绊?，并且很少發(fā)生故障。
由于與控制相關聯(lián)的布線長度縮短，所以可降低布線延遲，以增加加熱器驅動速度。
本發(fā)明不局限于上述實施例，可以在本發(fā)明的精神和范圍內對其進行各種改變和改型。因此，為了公開本發(fā)明的范圍，提供了下面的權利要求書。
權利要求
1.一種具有多個打印元件的打印頭，包括對應于相應的打印元件布置的多個開關元件，其被配置為控制對相應的打印元件的通電；參考電壓電路，其被配置為產生參考電壓；電流產生電路，其被配置為基于所述參考電壓電路產生的參考電壓來產生參考電流；以及多個恒流源，其被配置為根據(jù)所述電流產生電路產生的參考電流，通過對應于相應的打印元件而布置的所述開關元件來提供恒定電流。
2.如權利要求1所述的打印頭，其中相應的恒流源與所述電流產生電路的電流輸出電路部分一起形成電流反射鏡電路。
3.如權利要求1所述的打印頭，其中該多個打印元件和所述多個開關元件被劃分為多個組，并且相應的恒流源連接到相應的組。
4.如權利要求1所述的打印頭，其中該打印元件、所述開關元件以及所述恒流源是串聯(lián)的。
5.如權利要求1所述的打印頭，其中所述參考電壓電路產生通過放大帶隙電壓而獲得的電壓作為參考電壓。
6.如權利要求1所述的打印頭，其中所述恒流源使用MOS晶體管形成，每個所述MOS晶體管都工作在飽和區(qū)，在該飽和區(qū)中，漏極電流相對于漏極電壓幾乎不變化。
7.如權利要求1所述的打印頭，其中打印元件、開關元件以及恒流源按照打印元件、開關元件以及恒流源的次序串聯(lián)在高電壓布線和低電壓布線之間。
8.一種打印頭，包括多個元件驅動塊，每個元件驅動塊都具有多個打印元件、多個開關元件以及多個恒流源，其中該多個開關元件被配置為對應于相應的打印元件布置，并控制對相應的打印元件的通電，該多個恒流源被配置為通過對應于相應的打印元件布置的所述開關元件來提供恒定電流；參考電壓電路，其被配置為產生參考電壓；以及電流產生電路，其被配置為基于所述參考電壓電路產生的參考電壓來產生多個參考電流，其中布置在所述多個元件驅動塊的每一個中的每一個恒流源通過對應于所述元件驅動塊的每一個打印元件而布置的所述開關元件來提供相應于該多個參考電流中的任意一個的恒定電流。
9.如權利要求8所述的打印頭，其中相應的恒流源與所述電流產生電路的電流輸出電路部分一起形成電流反射鏡電路。
10.如權利要求8所述的打印頭，其中所述多個打印元件和所述多個開關元件被劃分為多個組，并且相應的恒流源連接到相應的組。
11.如權利要求8所述的打印頭，其中所述打印元件、所述開關元件以及所述恒流源是串聯(lián)的。
12.如權利要求8所述的打印頭，其中所述恒流源使用MOS晶體管形成，每個所述MOS晶體管都工作在飽和區(qū)，在該飽和區(qū)中，漏極電流相對于漏極電壓幾乎不變化。
13.如權利要求8所述的打印頭，其中打印元件、開關元件以及恒流源按照打印元件、開關元件以及恒流源的次序串聯(lián)在高電壓布線和低電壓布線之間。
14.一種具有多個打印元件的打印頭基板，包括多個開關元件，其被配置為對應于相應的打印元件而布置，并且控制對相應的打印元件的通電；參考電壓電路，其被配置為產生參考電壓；電流產生電路，其被配置為基于所述參考電壓電路產生的參考電壓來產生參考電流；以及多個恒流源，其被配置為根據(jù)所述電流產生電路產生的參考電流，通過對應于相應的打印元件而布置的所述開關元件來提供恒定電流。
15.如權利要求14所述的基板，其中相應的恒流源與所述電流產生電路的電流輸出電路部分一起形成電流反射鏡電路。
16.如權利要求14所述的基板，其中該多個打印元件和所述多個開關元件被劃分為多個組，并且相應的恒流源連接到相應的組。
17.如權利要求14所述的基板，其中所述參考電壓電路產生通過放大帶隙電壓而獲得的電壓作為參考電壓。
18.如權利要求14所述的基板，其中所述恒流源使用MOS晶體管形成，每個所述MOS晶體管都工作在飽和區(qū)，在該飽和區(qū)中，漏極電流相對于漏極電壓幾乎不變化。
19.如權利要求14所述的基板，其中打印元件、開關元件以及恒流源按照打印元件、開關元件以及恒流源的次序串聯(lián)在高電壓布線和低電壓布線之間。
20.一種打印頭基板，包括多個元件驅動塊，每個元件驅動塊都具有多個打印元件、多個開關元件以及多個恒流源，其中該多個開關元件對應于相應的打印元件布置，并被配置為控制對相應的打印元件的通電，該多個恒流源被配置為通過對應于相應打印元件布置的所述開關元件來提供恒定電流；參考電壓電路，其被配置為產生參考電壓；以及電流產生電路，其被配置為基于所述參考電壓電路產生的參考電壓來產生多個參考電流，其中布置在所述多個元件驅動塊的每一個中的每一個恒流源通過對應于所述元件驅動塊的每一個打印元件而布置的所述開關元件來提供相應于該多個參考電流中的任意一個的恒定電流。
21.如權利要求20所述的基板，其中相應的恒流源與所述電流產生電路的電流輸出電路部分一起形成電流反射鏡電路。
22.如權利要求20所述的基板，其中所述多個打印元件和所述多個開關元件被劃分為多個組，并且相應的恒流源連接到相應的組。
23.如權利要求20所述的基板，其中所述恒流源使用MOS晶體管形成，每個所述MOS晶體管都工作在飽和區(qū)，在該飽和區(qū)中，漏極電流相對于漏極電壓幾乎不變化。
24.如權利要求20所述的基板，其中打印元件、開關元件以及恒流源按照打印元件、開關元件以及恒流源的次序串聯(lián)在高電壓布線和低電壓布線之間。
25.一種頭盒，包括如權利要求1中限定的打印頭；以及墨罐，其被配置為容納要提供給所述打印頭的墨。
26.一種打印設備，包括如權利要求1中限定的打印頭；以及驅動裝置，用于根據(jù)打印信號驅動所述打印頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種打印頭，包括對應于相應的打印元件(101)而布置的多個開關元件(102)，其控制對相應的打印元件的通電；參考電壓電路(105)，其產生參考電壓；電流產生電路(104)，其基于所述參考電壓電路產生的參考電壓(V
文檔編號B41J2/05GK1878676SQ20048003318
公開日2006年12月13日 申請日期2004年11月8日 優(yōu)先權日2003年11月11日
發(fā)明者平山信之 申請人:佳能株式會社