打印头、打印头基板、墨盒以及具有打印头的打印设备制造技术

本发明专利技术涉及一种打印头，包括对应于相应的打印元件（１０１）而布置的多个开关元件（１０２），其控制对相应的打印元件的通电；参考电压电路（１０５），其产生参考电压；电流产生电路（１０４），其基于所述参考电压电路产生的参考电压（Ｖ↓［ｒｅｆ］）来产生参考电流（Ｉ↓［ｒｅｆ］）；以及多个恒流源（１０３），其根据所述电流产生电路产生的参考电流（Ｉ↓［ｒｅｆ］），通过对应于相应的打印元件而布置的所述开关元件来提供恒定电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有多个打印元件的打印头、打印头基板、墨盒，以及具有该打印头的打印设备。
技术介绍
已知这样一种喷墨打印头，其通过布置在其喷嘴内的加热器产生热能，通过利用该热能在加热器附近形成墨泡，并且通过发泡从喷嘴排出墨，从而进行打印。图6示出了喷墨打印头中的加热器驱动电路的一个例子。为了用这种打印头进行高速打印，希望同时驱动尽可能多的加热器，并且希望同时从尽可能多的喷嘴排墨。然而，打印机的电力供应(电源)能力是有限的，并且由于从电源到加热器延伸的布线线路的电阻引起的电压降，一次能够提供的电流值是有限的。由此，打印头通常采用时分驱动，即通过分时方式来驱动多个加热器并且排墨。在时分驱动中，打印头包括多个加热器，这些加热器(喷嘴)被划分为多个组，每个组由布置为彼此相邻的多个加热器形成。这些加热器组通过分时方式来驱动，使得每组中不超过两个加热器同时被驱动。流经加热器的电流之和被抑制，并且不需要一次提供大的电功率。将参考图6说明以这种方式驱动加热器的驱动电路的操作。如图6所示，加热器1101a1到1101mx和对应于相应的加热器的MOS晶体管1102a1到1102mx被分为组a到m，这些组容纳相同数目(x)的加热器和MOS晶体管。在组a中，从正电源焊盘1104延伸的电源线公共地连接到加热器1101a1到1101ax，相应的MOS晶体管1102a1到1102ax与对应的加热器1101a1到1101ax串联在电源线和地之间。当控制电路1105向对应的MOS晶体管1102a1到1102ax的栅极提供控制信号以使其导通，并且电流从电源线流经与晶体管串连的加热器时，加热器1101a1到1101ax被加热。图7A和7B是定时图，其示出了图6所示的每一组加热器驱动电路的加热器被通电并驱动的定时。图7A示出了提供到每个晶体管的基极的电压，图7B示出了与施加的基极电压相应的、流经每个加热器的电流。将以图6中的组a作为例子。控制信号VG1到VGx是用于驱动属于组a的第一个到第x个加热器1101a1到1101ax的定时信号。即，VG1到VGx表示输入到组a的MOS晶体管1102a1到1102ax的控制端子(基极)的信号的波形。当控制信号VG1到VGx为高电平时，它们导通对应的MOS晶体管1102，并且当信号VG1到VGx为低电平时，则关断对应的MOS晶体管1102。这也应用于剩余的组b到m。在图7B中，Ih1到Ihx表示流经相应的加热器1101a1到1101ax的电流值。以这种方式，分时地对每个组中的加热器顺序地通电和驱动。该组中被通电和驱动的加热器的数量总是被控制为一个或更少，并且不需要一次向加热器提供大的电流。图8描绘了示出其上形成图6中的加热器驱动电路的加热器基板(形成打印头的基板)的布局的一个例子的视图。图8图示了从图6所示的电源焊盘1104连接到组a到m的电源线的布局。电源线1301a到1301m和1302a到1302m单独地从电源焊盘1104连接到组a到m。由于每组中同时被驱动的加热器的数量被控制为一个或更少，如上所述，流经为每个组划分的布线线路的电流值可总是保持在等于或者小于流经一个加热器的电流。即使当多个加热器同时被驱动时，加热器基板上线路电压降的量也可以保持为恒定。同时，即使当多个加热器同时被驱动时，施加到每个加热器的能量的量可被保持为几乎恒定。近年来，要求打印机具有更快的速度和更高的精确度，并且打印机的打印头以高密度配备有很多喷嘴(加热器)。在驱动打印头中的加热器时，在打印速度方面，必须以高速同时驱动更多数量的加热器。通过在单个半导体基板上形成多个加热器及其驱动电路来准备加热器基板。因而，使用低成本MOS半导体工艺形成加热器驱动电路，与常规双极半导体工艺相比，该低成本MOS半导体工艺可以通过更简单的制造工艺以更高密度装配更小尺寸的器件。此外，因为必须通过提高由一片晶片形成的加热器基板的数量而降低成本，因此加热器基板的尺寸必须降低。如上所述，如果被同时驱动的加热器的数量增加，则必须在加热器基板上布局与同时被驱动的加热器的数量相应数量的布线线路。布线线路的数量随之增加，并且当每个加热器基板的面积有限时，由于每一布线线路的布线区域(宽度)降低，所以布线电阻增加。此外，每一布线宽度降低，并且在加热器基板上的布线线路之间的电阻差异更大。在降低加热器基板的尺寸方面也发生此问题，增大了布线电阻以及布线电阻的差异。由于加热器和电源线路串联到加热器基板上的电源，如上所述，因为布线电阻的增大和布线电阻差异的增大，施加到每个加热器的电压以更高的比率波动。向加热器施加过小的能量使排墨不稳定，而过大的能量则降低加热器的耐用性。对于高质量打印，希望施加到加热器的能量是恒定的。然而，如果施加到加热器的电压波动很大，则加热器的耐用性降低或者排墨变得不稳定。在打印头具有多个加热器基板的情况下，由于布线线路公共地连接到横跨加热器基板的多个加热器，公共布线线路上的电压降在每个头基板处改变，这取决于每个头基板的被同时驱动的加热器的数量。为了在电压降变化时，对于多个加热器基板使施加到每个加热器的能量保持为恒定，通过电压施加时间来调节施加到每个加热器基板的加热器的能量。然而，公共布线线路上的电压降随着同时被驱动的加热器的数量增加而变得更大。驱动加热器时，电压施加时间根据加热器基板的数量延长，因此很难以高速驱动加热器。日本专利公开No.2001-191531提出了一种方法，该方法解决由施加到加热器的能量差异而引起的问题。图9是示出了日本专利公开No.2001-191531中公开的加热器驱动电路的电路图。在此参考文献中，通过为对应于打印元件的加热器(R1到Rn)而布置的恒流源(Tr14到Tr(n+13))和开关元件(Q1到Qn)，由恒定电流来驱动加热器(R1到Rn)。此配置能够始终通过恒定电流驱动加热器，而不论加热器基板外部的电压降随着被驱动加热器数量的增加如何变化。在此情况下，需要数量上等于打印元件数量的恒流源，加热器基板上的面积大大增加，因而加热器基板的成本增加。为了使施加到加热器的能量稳定，在多个恒流源之间的输出电流必须相等。然而，随着恒流源的数量增加，各恒流源之间的输出电流差异更大。特别是当为了实现更高速和更高精确度的打印机而增加加热器数量时，恒流源电路的数量增加，因而很难降低输出电流的差异。
技术实现思路
考虑到上述情况而做出本专利技术，本专利技术的特征是提供一种打印头，该打印头能够使流经每个打印元件的电流几乎为恒定，并且高速稳定地进行打印，本专利技术还提供一种打印头基板，墨盒，以及具有该打印头的一种打印设备。根据本专利技术的一个方面，提供一种具有多个打印元件的打印头，该打印头包括对应于相应的打印元件而布置的多个开关元件，其被配置为控制相应的打印元件的通电；参考电压电路，其被配置为产生参考电压；电流产生电路，其被配置为基于所述参考电压电路产生的参考电压来产生参考电流；以及多个恒流源，其被配置为根据所述电流产生电路产生的参考电流，通过对应于相应的打印元件而布置的开关元件来提供恒定电流。根据本专利技术的其他方面，提供一种打印头，其包括多个元件驱动块，每个元件驱动块都具有多个打印元件、多个开关元件以及多个恒流源，其中该多个开关元件被配置为对应于相应的打印元件而布置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多个打印元件的打印头，包括：对应于相应的打印元件布置的多个开关元件，其被配置为控制对相应的打印元件的通电；参考电压电路，其被配置为产生参考电压；电流产生电路，其被配置为基于所述参考电压电路产生的参考电压来产生 参考电流；以及多个恒流源，其被配置为根据所述电流产生电路产生的参考电流，通过对应于相应的打印元件而布置的所述开关元件来提供恒定电流。

【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]