打印头基板、打印头、头盒和打印设备制造技术

本发明专利技术涉及一种打印头基板、打印头、头盒以及打印设备。本发明专利技术的一个目的是，通过改变流向打印元件的电流值，并且调整喷墨打印头中施加到打印元件的能量，从而以较高速实现较高质量的打印。为了实现这个目的，在恒定电流驱动类型的喷墨打印头的头基板上布置电流调节电路，其中在该恒定电流驱动类型的喷墨打印头中，将恒定的电流提供给加热器。电流值根据从打印头外部提供的信号（数字信号等）而改变。对应于电流值的能量从对应每个组的恒定电流源被施加到打印元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及打印头基板、打印头、头盒以及打印设备，尤其涉及包含用于通过发送预定电流来驱动打印元件的电路的打印头基板，该打印头基板用于根据喷墨方法进行打印，以及涉及打印头、头盒及打印设备。
技术介绍
常规已知一种喷墨打印头(以下称为“打印头”)，其通过向布置在喷嘴中的加热器发送电流而生成热能，从而排出墨。该打印头是使用如下方法的打印头通过使用所生成的热能而使加热器附近的墨发泡，并将墨排出喷嘴以便打印。为了以高速度打印，希望尽可能多地同时驱动安装在打印头中的加热器(打印元件)，以便在相同的定时排出墨。然而，由于具有打印头的打印设备的电源容量有限，以及从电源延伸到加热器的布线线路的电阻引起的电压降，一次所能够供给的电流值是有限的。由于这个原因，一种时分地驱动多个加热器来排出墨的时分驱动方法被普遍采用。例如，多个加热器被分为多个组，并且如此执行时分控制，使得不同时驱动每组中的两个或更多加热器。这样可以抑制总电流流过加热器，并消除对一次供给很大功率的需要。图13是示出安装在常规喷墨打印头中的加热器驱动电路的布置的例子的电路图。通过在m组中的每个组中安装x个加热器从而配置图13示出的加热器驱动电路，使得同时驱动每一个组中的一个加热器，也就是说，总共m个加热器将这个操作执行x次，并且完成一个循环的驱动。如图13所示，对应于相应各加热器1101-11到1101-mx的MOS晶体管1102-11到1102-mx被分为m组1100-1到1100-m，它们含有相同数量(x)个MOS晶体管。更具体地，在组1100-1中，来自电源焊盘1103(电源端子)的电源线公共地连接到加热器1101-11到1101-1x，并且MOS晶体管1102-11到1102-1x串联连接到电源焊盘1103和接地(GND)焊盘1104之间的相应加热器1101-11到1101-1x。当控制信号从控制电路1105被提供到MOS晶体管1102-11到1102-1x的栅极时，MOS晶体管1102-11到1102-1x被接通，使得电流能够从电源线流过相应的加热器，因而加热器1101-11到1101-1x被加热。图14是示出了发送电流以驱动在图13中示出的加热器驱动电路的每个组中的加热器的定时的定时图。图14示例了图13中的组1100-1。在图14中，控制信号VG1到VGx是用于驱动属于组1100-1的第一个到第x个加热器1101-11到1101-1x的定时信号。更具体地，控制信号VG1到VGx代表输入到组1100-1的MOS晶体管1102-11到1102-1x的控制端子(栅极)的信号波形。相应的MOS晶体管1102-1i(i＝1，x)被接通，用于高电平的控制信号，并且对应的MOS晶体管被关断，用于低电平的控制信号。这也应用于其余的组1100-2到1100-m。在图14中，Ih1到Ihx代表流过加热器1101-11到1101-1x的电流值。以这种方式，通过发送电流，每个组中的加热器被顺序地且时分地驱动。通过发送电流而在每组中被驱动的加热器的数量可以总是被控制为一个或者更少，并且不需要将大电流提供给加热器基板。图15是示出从图13中所示的电源焊盘1103连接到组1100-1到1100-m的电源线的布局(实际布置)的视图。如图15所示，电源线1301-1到1301-m各自从电源焊盘1103连接到相应各组1100-1到1100-m，并且电源线1302-1到1302-m连接到接地(GND)焊盘1104。在一个具有(x×m)个加热器(打印元件)的打印头中，顺序驱动每个组中的一个打印元件的时分驱动需要m条电源线和m条地线。如上所述，通过将每一个组中可同时驱动的加热器的最大数量保持为“一个”，流过划分给每个组的布线线路的电流值通常可以总是被抑制为等于或者小于流过一个加热器的电流。即使当多个加热器被同时驱动时，在加热器基板上的布线线路上的电压降的量也可以基本上被保持为恒定。同时，即使当多个加热器被同时驱动时，施加到相应各加热器的能量也可以几乎被保持为恒定。近来，打印设备需要更高的速度和更高的精度，并且被安装的打印头以更高密度集成了更多数量的喷嘴。考虑到提高打印速度，要求同时驱动尽可能多的加热器。通过将很多加热器及其驱动电路形成在同一个半导体基板上，制备集成了加热器及其驱动电路的打印头基板(后文中称为“头基板”)。为了减少生产成本，在制造工艺中，由一个半导体晶片形成的加热器基板的数量必须增加，并且还需要减小头基板的尺寸。然而，当同时驱动的加热器的数量增加时，如上所述，头基板需要的布线线路数量对应于同时驱动的加热器的数量。当头基板的面积有限时，由于布线线路数量增加，每个布线线路的布线宽度减小，从而增加了布线电阻。此外，每个布线宽度减小，并且头基板上的布线线路之间的电阻的变化增加。当头基板尺寸减小时也会发生这个问题，且布线电阻和电阻的变化增加。由于加热器和电源线串联连接到头基板上的电源，如上所述，布线电阻和电阻变化的增加导致了施加到每个加热器的电压变化的增加。当施加到加热器的能量过小时，墨的排出变得不稳定；当能量过大时，加热器的耐久力下降。换句话说，在施加到加热器的电压变化很大的情况下，加热器耐久力下降或者墨的排出变得不稳定。由于这个原因，要高质量地进行打印，希望施加到加热器的能量恒定。此外，考虑到耐久力，也希望稳定地施加合适的能量。在被同时驱动的加热器的数量是一个或者更少的上述时分驱动中，电压降可以在头基板内被抑制。然而，由于头基板外部的布线线路对多个组的多个加热器是公用的，在公用的布线线路上的电压降的量取决于同时驱动的加热器的数量而变化。为了使施加到每个加热器的能量在前面所说的电压降的变化下恒定，通过电压施加时间常规地调节施加到每个加热器的能量。然而，由于同时驱动的加热器的数目增加，流过公用布线线路的电流生成大量的电压降。结果，施加到加热器的电压减少。在加热器驱动中的电压施加时间必须延长以补偿电压降，这使得很难高速地驱动加热器。从以上的背景和要解决的问题来考虑，希望使用一种方法，其中提供给每个加热器恒定的电流，使得施加到每一个加热器的能量恒定。作为一种解决由施加到加热器的能量变化引起的这种问题的方法，例如，日本专利特开2001-191531号提出了一种通过恒定电流驱动打印元件的方法。图16是示出了日本专利特开2001-191531号公开的加热器驱动电路的电路图。在这种布置中，打印元件(R1到Rn)被一个恒定电流驱动，该恒定电流源使用恒定电流源(Tr14到Tr(n+13))和为相应各打印元件(R1到Rn)布置的开关元件(Q1到Qn)。
技术实现思路
因此，本专利技术是为应对上面所述的常规技术的缺点而构思的。例如，根据本专利技术的打印头基板、集成该打印头基板的打印头、集成该打印头的头盒以及使用该打印头的打印设备能够将一个预定的恒定电流提供给每个打印元件以便高速驱动它。根据本专利技术的一个方面，优选地提供了一种打印头基板，该打印头基板包含多个打印元件；恒定电流源，其生成用于驱动所述多个打印元件的恒定电流；参考电流生成电路，其根据外部输入的逻辑信号生成用于生成恒定电流的参考电流；以及驱动电路，其通过该恒定电流驱动所述多个打印元件，其中该恒定电流是通过根据所述参考电流生成电路所生成的参考电流驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种打印头基板，包括：多个打印元件；恒定电流源，其生成用于驱动所述多个打印元件的恒定电流；参考电流生成电路，其根据外部输入的逻辑信号生成用于生成恒定电流的参考电流；以及驱动电路，其通过该恒定电流驱动所述多个打 印元件，其中该恒定电流是根据所述参考电流生成电路所生成的参考电流驱动所述恒定电流源而获得的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：平山信之，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]