專利名稱：記錄頭以及具備上述記錄頭的記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備多個記錄元件的記錄頭以及具備該記錄頭的記錄裝置。
背景技術(shù)：
已知通過配置在記錄頭的噴嘴內(nèi)的加熱器發(fā)生熱能，利用其熱能使加熱器附近的墨水發(fā)泡，從該噴嘴噴射墨水進(jìn)行記錄的噴墨頭。圖11表示這種噴墨頭中的加熱器驅(qū)動電路的一個例子。
為了高速地進(jìn)行記錄，希望同時(shí)驅(qū)動盡可能多的加熱器，從多個噴嘴同時(shí)噴射墨水。然而，在打印機(jī)裝置的電源供電能力方面存在限制，或者由于從電源至加熱器的布線電阻引起的電壓降限制了能夠一次流過的電流值。因此，一般是以時(shí)間分割驅(qū)動多個加熱器噴射墨水的時(shí)分驅(qū)動。在該時(shí)分驅(qū)動中，例如，把多個加熱器分割在由相鄰配置的加熱器構(gòu)成的多個塊中，時(shí)分驅(qū)動使得在各塊內(nèi)不會同時(shí)驅(qū)動2個以上的加熱器，通過抑制流過加熱器的電流的總和，而不需要一次供給大電力。使用圖11說明進(jìn)行這種加熱器驅(qū)動的驅(qū)動電路的動作。
對應(yīng)于加熱器110111～1101mx的每一個的各NMOS晶體管110211～1102mx如圖11所示，被分割在分別各收容相同數(shù)量(x)的塊1～m中。即，在塊1中，來自電源焊盤1104的電源布線與加熱器110111～11011x共同連接，NMOS晶體管110211～11021x的每一個在電源1104與接地點(diǎn)1104之間，與相對應(yīng)的加熱器110111～11011x的每一個串聯(lián)連接。另外，加熱器110111～11011x的每一個在從控制電路1105對相對應(yīng)的NMOS晶體管110211～11021x的柵極施加了控制信號時(shí)，通過該NMOS晶體管110211～11021x導(dǎo)通，從電源布線經(jīng)由相對應(yīng)的加熱器流過電流，進(jìn)行加熱。
圖12是表示在圖11所示的加熱器驅(qū)動電路的各塊中的加熱器中通電驅(qū)動的定時(shí)的時(shí)序圖。
例如，如果以圖11的塊1為例，則控制信號VG1～VGx是用于驅(qū)動屬于塊1的第1～第x個加熱器110111～11011x的定時(shí)信號。即，VG1～VGx表示輸入到塊1的NMOS晶體管110211～11021x的控制端子(柵極)的信號的波形，在高電平時(shí)，使相對應(yīng)的NMOS晶體管1102導(dǎo)通，在低電平時(shí)使相對應(yīng)的NMOS晶體管截止。其它的塊2～m的情況也相同。在圖12中，Ih1～I(xiàn)hx的每一個表示流過加熱器110111～11011x的每一個中的電流值。
這樣，通過順序地以時(shí)間分割對各塊內(nèi)的加熱器進(jìn)行通電驅(qū)動，控制成為在各塊內(nèi)通電驅(qū)動的加熱器始終小于等于1個，因此不需要一次在加熱器中供給大電流。
圖13表示形成了圖11的加熱器驅(qū)動電路的加熱器基板(構(gòu)成記錄頭的基板)的設(shè)計(jì)例。該圖13表示了從圖11所示的電源焊盤1104與塊1～m連接的電源布線的設(shè)計(jì)。
對于塊1～m的各塊，從電源焊盤1104分別連接電源布線13011～1301m，從電源焊盤1104連接電源布線13021～1302m。如上所述，通過使在各塊中同時(shí)驅(qū)動的最大加熱器數(shù)小于等于1，流過按照各塊所分割的布線的電流值能夠始終成為小于等于流過1個加熱器的電流。由此，即使在同時(shí)驅(qū)動了多個加熱器的情況下，能夠使加熱器基板內(nèi)的布線中的電壓降量為恒定。與此同時(shí)，即使在同時(shí)驅(qū)動多個加熱器的情況下，也能夠使向各加熱器的投入能量幾乎為恒定。
近年來，由于要求打印機(jī)的高速化、高精細(xì)化，打印機(jī)的記錄頭謀求高密度、多噴嘴化，在記錄頭中的加熱器驅(qū)動時(shí)，從記錄速度的觀點(diǎn)出發(fā)，要求同時(shí)高速地驅(qū)動盡可能多的加熱器。
另外，加熱器基板在同一個半導(dǎo)體基板上形成多個加熱器及其驅(qū)動電路。為此，在加熱器的驅(qū)動電路的形成中，使用能夠使器件高密度和小型化，制造工藝簡單，低成本MOS型的半導(dǎo)體工藝。進(jìn)而，由于需要謀求使從1片晶片取得的加熱器基板的個數(shù)增加和成本降低，因此還要求減小加熱器基板的面積。
然而，如上所述，在增加同時(shí)驅(qū)動的加熱器數(shù)量的情況下，在加熱器基板內(nèi)需要與同時(shí)驅(qū)動加熱器的數(shù)量相對應(yīng)的布線。為此，在增加布線數(shù)量的同時(shí)，當(dāng)加熱器基板面積有限的情況下，由于減小每一條布線的布線區(qū)而增加布線電阻。另外，與此同時(shí)，通過增加布線數(shù)量使各布線寬度變細(xì)，也將增加加熱器基板內(nèi)的布線相互之間的電阻的分散性。這樣的問題在縮小加熱器基板的情況下也同樣產(chǎn)生，進(jìn)而，還增加布線電阻以及電阻分散性。如上所述，在加熱器基板內(nèi)，由于加熱器和電源布線對于電源串聯(lián)連接，因此通過布線電阻和該電阻的分散性增加，將增加施加在各加熱器上的電壓的變動比例。
向加熱器的投入能量如果太小，則墨水的噴射不穩(wěn)定，另外如果過剩，則加熱器的耐久性減低。為此，為了進(jìn)行高畫質(zhì)的記錄，希望向加熱器的投入能量恒定。然而如上所述，在施加到加熱器上的電壓的變動大的情況下，或者使加熱器的耐久性降低，或者墨水噴射不穩(wěn)定。
另外，在加熱器基板外部的布線由于對于多個加熱器成為共同的，因此根據(jù)同時(shí)驅(qū)動的加熱器的數(shù)量，在共同的布線中的電壓降也不同。對于這種電壓降的變動，為了使在各加熱器中的投入能量恒定，根據(jù)電壓的施加時(shí)間，調(diào)整向各加熱器的投入能量。然而，由于通過增加同時(shí)驅(qū)動的加熱器的數(shù)量，使共同布線中的電壓降增加，因此加熱器驅(qū)動時(shí)的電壓的施加時(shí)間增加，難以高速地驅(qū)動加熱器。
特開2001-191531中提出了解決這種由于向加熱器的投入能量變動引起的問題。圖14表示特開2001-191531中記載的加熱器的驅(qū)動電路。這里是通過針對每個記錄元件(R1～Rn)分別設(shè)置的電流源(Tr14～Tr(n+13))和開關(guān)元件(Q1～Qn)，以恒定電流驅(qū)動加熱器(R1～Rn)的結(jié)構(gòu)。依據(jù)該結(jié)構(gòu)，不依賴于伴隨著加熱器的驅(qū)動數(shù)增加的基板外部的電壓降的變動，能夠始終以恒定電流驅(qū)動加熱器。
必須與加熱器數(shù)量同等數(shù)量的恒流源電路以及開關(guān)元件由于占據(jù)加熱器基板面積的大部分，因此縮小該部分的面積在抑制加熱器基板的成本方面十分重要。流過加熱器的電流由于是50mA～200mA的大電流，因此為了抑制由晶體管中寄生的電阻引起的電壓降，有時(shí)不能夠縮小晶體管尺寸。另外，通過縮短從加熱器到開關(guān)元件或者恒流電路的布線，能夠縮小基板面積，因此按照與加熱器的排列間隙相同的間隙配置排列恒流源電路以及開關(guān)元件是有效的。
然而，這樣的結(jié)構(gòu)由于是使用了雙極型晶體管的半導(dǎo)體工藝生成的，因此在近年來的例如600dpi以上的高密度化了的加熱器的排列間隙中，由于不能夠排列雙極晶體管，因此存在與加熱器的布線加長，加熱器基板面積與以往驅(qū)動方式的加熱器基板的面積相比較顯著增大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述以往例而完成的，本申請發(fā)明的特征在于提供即使增加記錄元件的同時(shí)驅(qū)動數(shù)量，也能夠進(jìn)行高速而且穩(wěn)定的記錄的，不增大加熱器基板的面積，并抑制成本上升的記錄頭以及具備該記錄頭的記錄裝置。
另外，本發(fā)明的特征在于提供以恒定電流驅(qū)動各記錄元件，可以調(diào)整該恒定電流值，能夠在各記錄元件上施加均勻的能量的記錄頭以及具備該記錄頭的記錄裝置。
本發(fā)明的其它特征或優(yōu)點(diǎn)將從參照附圖進(jìn)行的以下的說明中明確。


組合于本申請中，構(gòu)成本申請的一部分說明的附圖例示本申請的實(shí)施方式，與說明書一起說明本申請發(fā)明的原理。
圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的加熱器驅(qū)動電路的一個例子的電路圖。
圖2是本發(fā)明第1實(shí)施方式的每一個加熱器的驅(qū)動電路的等效電路圖。
圖3是說明圖2的電路的動作定時(shí)的時(shí)序圖。
圖4是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的加熱器驅(qū)動電路的一個例子的電路圖。
圖5是在本實(shí)施方式中使用的NMOS晶體管的特性圖。
圖6是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的NMOS晶體管的特性測定條件的電路圖。
圖7是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的加熱器驅(qū)動電路的一個例子的電路圖。
圖8A是第2實(shí)施方式的NMOS晶體管的特性圖，圖8B是表示NMOS晶體管的特性測定條件的電路圖。
圖9是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的加熱器驅(qū)動電路的一個例子的電路圖。
圖10是表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的記錄頭中設(shè)置的加熱器驅(qū)動電路的一個例子的電路圖。
圖11是表示以往的加熱器驅(qū)動電路的電路圖。
圖12是使以往的加熱器驅(qū)動電路動作的信號的時(shí)序圖。
圖13表示加熱器基板的布線設(shè)計(jì)。
圖14是表示以往的加熱器驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖15是表示本實(shí)施方式的噴墨記錄裝置的結(jié)構(gòu)概要的外觀斜視圖。
圖16是表示本實(shí)施方式的噴墨記錄裝置的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
圖17是表示本實(shí)施方式的記錄頭的結(jié)構(gòu)的概觀斜視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的適宜的實(shí)施方式。另外，以下使用的「加熱器基板」不是由硅半導(dǎo)體構(gòu)成的單純的基板，而是表示設(shè)置了各元件或者布線等的基板。另外，所謂「加熱器基板上」并不僅僅表示加熱器基板的表面上，而且還表示元件基板的表面上、表面附近的元件基板內(nèi)部一側(cè)。另外，本實(shí)施方式的所謂「裝入(built-in)」并不是表示僅把單個的元件配置在基體上的語言，而是表示通過半導(dǎo)體電路的制造工藝等在加熱器基板上一體地形成并制造各元件。
圖1是說明本發(fā)明第1實(shí)施方式的噴墨記錄頭的加熱器基板中設(shè)置的加熱器驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
在圖1中，10111～1011x表示用于進(jìn)行記錄的加熱器(加熱器電阻)，通過把各加熱器通電發(fā)熱，從各對應(yīng)的噴嘴噴射墨水滴。即，在使用了該加熱器基板的記錄頭中，與各加熱器相對應(yīng)，設(shè)置用于噴射墨水的噴射口(噴嘴)。這里，這些加熱器10111～1011x分割為塊1～m，在各塊中，包括x個加熱器和與各加熱器相對應(yīng)設(shè)置的x個NMOS晶體管。10211～1021x是用于對各對應(yīng)的加熱器的通電進(jìn)行接通/斷開的NMOS晶體管。10311～1031x是恒流源，與各加熱器相對應(yīng)設(shè)置。這些恒流源10311～1031x的每一個與NMOS晶體管10211～1021x的每一個以及加熱器組10111～1011x的每一個串聯(lián)連接，各恒流源10311～1031x在其連接端子上輸出恒定電流。這些恒定電流值的大小由來自基準(zhǔn)電流電路105的控制信號調(diào)節(jié)。104是控制電路，依照要記錄的記錄數(shù)據(jù)控制各NMOS晶體管102的導(dǎo)通/關(guān)斷。基準(zhǔn)電流電路105把控制信號110輸出到恒流源10311～1031x，控制在各恒流源中發(fā)生的恒定電流值。106以及107是連接基板外部的電源單元(未圖示)的電源焊盤，經(jīng)由這些電源焊盤供給加熱器驅(qū)動用的電力。108、109的每一個是從各電源焊盤106、107向塊1～m供給加熱器驅(qū)動用電力的電源線。
圖2表示包括1個加熱器、1個NMOS晶體管和1個恒流源的電路的等效電路圖，圖3是說明其驅(qū)動信號以及流過各加熱器的電流的時(shí)序圖。
在圖2中，信號VG是與從圖1的控制電路104供給的圖像信號相對應(yīng)的記錄信號。另外，作為控制電路104的結(jié)構(gòu)，也可以是控制移位寄存器、閂鎖器等的圖像信號的電路。信號VC是從基準(zhǔn)電流電路105供給到恒流源203的控制信號，相當(dāng)于圖1的控制信號110，依照該控制信號VC，控制由恒流源203(相當(dāng)于圖1恒流源10311～1031x)發(fā)生的電流值。另外，電源VH表示該加熱器201的驅(qū)動用電壓源。
這里，為了簡單，考慮NMOS晶體管202理想地作為漏極和源極的2端子開關(guān)進(jìn)行動作，當(dāng)信號VG的信號電平是高電平時(shí)導(dǎo)通(漏極-源極間短路)，低電平時(shí)截止(漏極-源極間開放)的元件進(jìn)行說明。假設(shè)恒流源203如果在其端子之間加入某個電壓，則在端子之間(圖中從上向下)流過根據(jù)控制信號VC設(shè)定了的恒定電流。
圖3表示該信號VG的發(fā)生定時(shí)以及在該時(shí)刻流過加熱器201的電流的波形。
在圖3中，在至?xí)r間t1為止的期間中，信號VG是低電平，在該期間，由于恒流源203的輸出和加熱器201被切斷，因此在加熱器201中不流過電流。接著，在時(shí)間t1～t2的期間，信號VG成為高電平，NMOS晶體管202的源極-漏極間通電，恒流源203的輸出電流流過加熱器201。而且，在時(shí)間t2以后，信號VG成為低電平，切斷向加熱器201的通電。
電流向加熱器201的通電時(shí)間由信號VG的脈沖寬度控制，流過加熱器201的電流Ih的大小由恒流源203的控制信號VC控制。在圖3的例子中，流過加熱器201的電流用與控制信號VC相對應(yīng)的電流值I1～I(xiàn)3表示。
如圖3所示，在從對應(yīng)于信號VG的脈沖寬度的時(shí)間t1到時(shí)間t2的期間，由控制信號VC決定的恒定電流值(I1～I(xiàn)3)流過加熱器201。由此，與加熱器201相對應(yīng)設(shè)置的噴嘴(流路)內(nèi)存在的墨水被加熱而發(fā)泡，通過從與該加熱器相對應(yīng)的噴嘴噴射墨水，記錄預(yù)定像素(點(diǎn))。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，由基準(zhǔn)電流電路105決定從恒流源203流出的恒定電流值，該所決定了的電流值僅在由信號VG驅(qū)動的NMOS晶體管202成為導(dǎo)通的期間，流過加熱器201。
在上述說明中，說明了NMOS晶體管202導(dǎo)通時(shí)源極-漏極間短路的情況，而實(shí)際上，當(dāng)NMOS晶體管202導(dǎo)通時(shí)，在源極-漏極間存在電阻，而通過對于該電阻中的電壓降設(shè)定充分高的電源電壓，恒流源的輸出電流直接施加在加熱器中，因此執(zhí)行與上述加熱器驅(qū)動的說明沒有什么區(qū)別的動作。
圖4表示用NMOS晶體管40111～4011x構(gòu)成了上述第1實(shí)施方式的圖1的恒流源103的例子，與圖1共同的部分用相同的符號表示并省略其說明。
NMOS晶體管40111～4011x的各漏極連接開關(guān)用的NMOS晶體管10211～1021x的各源極。NMOS晶體管40111～4011x的柵極連接來自基準(zhǔn)電流電路105的控制信號110。由此，流過各加熱器的電流值由受來自基準(zhǔn)電流電路105的控制信號110控制的NMOS晶體管40111～4011x的柵極電壓控制。
其次，參照圖5以及圖6說明圖4的NMOS晶體管40111～4011x的動作。
圖5表示在NMOS晶體管40111～4011x中使用的NMOS晶體管的一般的靜態(tài)特性例，圖6示出其偏置條件。
圖5示出以柵極電壓Vg為參數(shù)，使漏極電壓Vds變化時(shí)的漏極電流Id的特性。設(shè)定圖4中的NMOS晶體管40111～4011x的柵極電壓Vg以及漏極電壓Vds，使得相對于圖5中漏極電壓Vds的變化，在漏極電流Id的變化少的區(qū)域(飽和區(qū)等)中動作。由此，能夠得到不過大地依賴于NMOS晶體管40111～4011x的漏極電壓Vds的輸出電流。如上所述，圖4所示的NMOS晶體管40111～4011x作為在各加熱器中流過恒定電流的電流源進(jìn)行動作。另外，由于依照NMOS晶體管40111～4011x的柵極電壓VG，漏極電流Id發(fā)生變化，因此能夠進(jìn)行控制使得通過柵極電壓Vg，把流過各加熱器中的電流值設(shè)定為所希望的電流值。作為NMOS晶體管40111～4011x的源漏間的電流-電壓特性的導(dǎo)通電阻特性能夠由柵極電壓Vg，即控制信號110來控制，通過控制該導(dǎo)通電阻值，能夠向各加熱器提供所希望的電流值。
圖7是表示在圖4所示的NMOS晶體管40111～4011x的漏極上進(jìn)一步連接NMOS晶體管70111～7011x的源極，串聯(lián)級聯(lián)連接兩級NMOS晶體管，形成恒流源203(圖2)的例子的電路圖。另外，與上述的圖1以及圖4共同的部分用相同的符號表示并省略其說明。另外在該第3實(shí)施方式中，說明兩級的情況，而本申請發(fā)明當(dāng)然也能夠適用于大于兩級的多級的情況。
這里，NMOS晶體管70111～7011x的各柵極也連接基準(zhǔn)電流電路105。這里，NMOS晶體管70111～7011x作為柵極接地晶體管進(jìn)行動作，由NMOS 70111～7011x的柵極-源極間電位固定NMOS晶體管40111～4011x的漏極電壓。這里，基準(zhǔn)電流電路105根據(jù)控制信號111設(shè)定NMOS70111～7011x的柵極電壓，使得NMOS晶體管40111～4011x對于柵極電Vds的變化，在漏極電流Id的變化少的飽和區(qū)等區(qū)域中動作。對于NMOS晶體管70111～7011x的漏極的電壓變動，MOS晶體管70111～7011x的源極電壓通過固定其柵極電壓，能夠抑制為柵極-源極間的微小的電位變動。
如果依據(jù)該圖7的電路結(jié)構(gòu)，則對于電源電壓的變動或者開關(guān)用的NMOS晶體管10211～1021x的導(dǎo)通電阻值或者布線電阻值的變動，與圖4的電路相比較，能夠把作為恒流源動作的NMOS晶體管40111～4011x的漏極電壓的變動抑制到很低。
圖8A表示圖7的NMOS晶體管70111～7011x和NMOS晶體管40111～4011x的1個電路部分的電流輸出特性，圖8B表示其偏置條件。
圖8A示出了在圖8B中，在NMOS晶體管701的柵極上施加恒定電壓，以NMOS晶體管401的柵極電壓為參數(shù)，使NMOS晶體管701的漏極電壓變化時(shí)的輸出電流值。這種情況與圖2相比較，對于NMOS晶體管701的漏極電壓的變化，輸出電流的變動少。
圖9是在圖4的電路中添加并表示基準(zhǔn)電流電路105的具體結(jié)構(gòu)例的電路圖。
該基準(zhǔn)電流電路105以NMOS晶體管901為基準(zhǔn)，構(gòu)成從NMOS晶體管40111～4011x的漏極輸出電流的電流鏡電路。NMOS晶體管901把柵極與漏極進(jìn)行二極管連接，在其連接點(diǎn)連接基準(zhǔn)電流源902。NMOS晶體管901的柵極共同連接到NMOS晶體管40111～4011x的柵極。在NMOS晶體管901與NMOS晶體管40111～4011x的柵極尺寸相同時(shí)，NMOS晶體管901與NMOS晶體管40111～4011x的柵極電壓相同，與基準(zhǔn)電流源902的基準(zhǔn)電流相同的電流從NMOS晶體管40111～4011x的漏極輸出。另外，在NMOS晶體管901與NMOS晶體管40111～4011x的柵極尺寸不同時(shí)，可以得到與NMOS晶體管901和NMOS晶體管40111～4011x的柵極尺寸比相對應(yīng)的基準(zhǔn)電流成比例的恒定的輸出電流。
圖10是在圖7的電路中添加并表示基準(zhǔn)電流電路105的具體結(jié)構(gòu)例的電路圖。
這里，把NMOS晶體管70111～7011x的柵極連接到基準(zhǔn)電流電路105的NMOS晶體管1001的柵極。NMOS晶體管1001把柵極和漏極進(jìn)行二極管連接，在NMOS晶體管70111～7011x的柵極上提供恒定電壓。
根據(jù)圖10的結(jié)構(gòu)，由于NMOS晶體管1001與NMOS晶體管70111～7011x的柵極-源極間電壓幾乎相等，因此NMOS晶體管901與NMOS晶體管40111～4011x的漏極電壓也相等。這樣，通過NMOS晶體管901和NMOS晶體管40111～4011x的柵極電壓與漏極電壓相等，基準(zhǔn)電流源902的基準(zhǔn)電流不依賴于NMOS晶體管70111～7011x的漏極電壓，能夠由NMOS晶體管40111～4011x的輸出電流高精度地鏡像。
如以上說明的那樣，如果依據(jù)本實(shí)施方式，則能夠使用NMOS晶體管構(gòu)成用于在加熱器中流過恒定電流的恒流源電路和控制電流的施加時(shí)間的開關(guān)電路。
另外，最好把該開關(guān)電路的MOS晶體管的耐壓設(shè)定為高于恒流源電路的MOS晶體管的耐壓。
另外，如果依據(jù)本實(shí)施方式，則能夠在加熱器的驅(qū)動時(shí)流過恒定電流，并調(diào)整、控制該恒定電流。這樣，能夠?qū)Ω骷訜崞魇┘泳鶆虻哪芰俊?br> 另外，上述各實(shí)施方式的圖1、4、7、9、10等的電路結(jié)構(gòu)也可以裝入于1個元件基板上。另外，基準(zhǔn)電流電路也可以是設(shè)置在元件基板外的電路，但最好是裝入于同一個元件基板上。
其次，說明具備上述結(jié)構(gòu)的加熱器基板的噴墨頭以及搭載了該噴墨頭的噴墨記錄裝置的例子。
圖15是表示作為本發(fā)明代表性實(shí)施方式的噴墨記錄裝置1的結(jié)構(gòu)概要的外觀斜視圖。
如圖15所示，噴墨記錄裝置(以下，稱為記錄裝置)在搭載了根據(jù)噴墨方式噴射墨水進(jìn)行記錄的記錄頭3的滑架2上，由傳遞機(jī)構(gòu)4傳遞由滑架馬達(dá)M1發(fā)生的驅(qū)動力，使滑架2沿著箭頭A方向往復(fù)移動的同時(shí)，例如，經(jīng)由供紙機(jī)構(gòu)5供給記錄紙等記錄媒體P，傳送到記錄位置，在該記錄位置，通過從記錄頭3向記錄媒體P噴射墨水進(jìn)行記錄。另外，為了把記錄頭3的狀態(tài)維持為良好，使滑架2移動到恢復(fù)裝置10的位置，間接地進(jìn)行記錄頭3的噴射恢復(fù)處理。
在記錄裝置1的滑架2上不僅搭載記錄頭3，還安裝貯存向記錄頭3供給墨水的墨水盒6。墨水盒6相對于滑架2裝卸自由。
圖15所示的記錄裝置1能夠進(jìn)行彩色記錄，為此，在滑架2上搭載分別收容了品紅(M)、青綠(C)、黃(Y)、黑(K)墨水的4個墨水盒。這些4個墨水盒能夠分別獨(dú)立地裝卸。
滑架2和記錄頭3適宜地接觸兩個部件的接合面，使得能夠?qū)崿F(xiàn)并維持所需要的電連接。記錄頭3通過依照記錄信號施加能量，從多個噴射口選擇性地噴射墨水進(jìn)行記錄。特別是，本實(shí)施方式的記錄頭3采取利用熱能噴射墨水的噴墨方式，具備用于發(fā)生熱能的電熱變換體，施加到該電熱變換體上的電能向熱能變換，利用通過在墨水上提供該熱能而產(chǎn)生的膜沸騰引起的氣泡的生長、收縮所產(chǎn)生的壓力變化，從噴射口噴射墨水。該電熱變換體與各噴射口的每一個相對應(yīng)設(shè)置，通過依照記錄信號在對應(yīng)的電熱變換體上施加脈沖電壓，從相對應(yīng)的噴射口噴射墨水。
如圖15所示，滑架2連接把滑架馬達(dá)M1的驅(qū)動力進(jìn)行傳遞的傳遞機(jī)構(gòu)4的驅(qū)動皮帶7的一部分，沿著導(dǎo)向軸13，在箭頭A方向上滑動自由地被引導(dǎo)支撐。從而，滑架2根據(jù)滑架馬達(dá)M1的正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn)，沿著導(dǎo)向軸13往復(fù)移動。另外，沿著滑架2的移動方向(箭頭A方向)具備用于顯示滑架2的絕對位置的刻度盤8。在本實(shí)施形態(tài)中，刻度盤8使用在透明的PET膠片上以必要的間隔印刷了黑色條的構(gòu)件，其一端固定安裝在底座9上，另一端用板簧(未圖示)支撐。
另外，在記錄裝置1中，與形成了記錄頭3的噴射口(未圖示)的噴射口面相對，設(shè)置臺板(未圖示)，在通過滑架馬達(dá)M1的驅(qū)動力使搭載了記錄頭3的滑架2往復(fù)移動的同時(shí)，通過在記錄頭3上提供記錄信號，噴射墨水，在傳送到臺板上的記錄媒體P的整個幅度進(jìn)行記錄。
進(jìn)而在圖15中，14是用于傳送記錄媒體P的由傳送馬達(dá)M2驅(qū)動的傳送輥，15是由彈簧(未圖示)使記錄媒體P搭接到傳送輥14上的夾緊輥，16是旋轉(zhuǎn)自由地支撐夾緊輥15的夾緊輥?zhàn)?7是固定在傳送輥14一端的傳送輥齒輪。而且，在傳送輥齒輪17中，由經(jīng)過中間齒輪(未圖示)傳遞的傳送馬達(dá)M2的旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動傳送輥14。
另外，20是把由記錄頭3記錄了圖像的記錄媒體(薄片)P排出到記錄裝置外的排出輥，通過傳遞傳送馬達(dá)M2的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行驅(qū)動。另外，排出輥20由用彈簧(未圖示)壓接記錄媒體P的推動輥(未圖示)搭接。22是旋轉(zhuǎn)自由地支撐推動輥的推動座。
進(jìn)而，在記錄裝置1中，如圖15所示，在搭載記錄頭3的滑架2的用于記錄動作的往復(fù)運(yùn)動的范圍以外(記錄區(qū)外)的希望位置上(例如，與起始點(diǎn)相對應(yīng)的位置)，設(shè)置用于使記錄頭3的噴射不良恢復(fù)的恢復(fù)裝置10。
恢復(fù)裝置10具備壓蓋記錄頭3的噴射口面的壓蓋機(jī)構(gòu)11和清潔記錄頭3的噴射口面的摩擦接觸機(jī)構(gòu)12，與壓蓋機(jī)構(gòu)11進(jìn)行的噴射口面的壓蓋聯(lián)動，由恢復(fù)裝置內(nèi)的吸引裝置(吸引泵等)從噴射口強(qiáng)制地排出墨水，由此，進(jìn)行去除記錄頭3的墨水流路內(nèi)的粘度增加了的墨水或者氣泡等的噴吐恢復(fù)處理。
另外，在非記錄動作時(shí)，通過壓蓋機(jī)構(gòu)11壓蓋記錄頭3的噴射口面，保護(hù)記錄頭3的同時(shí)能夠防止墨水的蒸發(fā)或干燥。另一方面，摩擦接觸機(jī)構(gòu)12設(shè)置在壓蓋機(jī)構(gòu)11的附近，擦拭附著在記錄頭3的噴射口面上的墨水滴。
通過這些壓蓋機(jī)構(gòu)11以及摩擦接觸機(jī)構(gòu)12，能夠把記錄頭3的墨水噴射狀態(tài)保持為正常。
<噴墨記錄裝置的控制結(jié)構(gòu)(圖16)>
圖16是表示圖15所示的記錄裝置的控制結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖16所示，控制器600由MPU601；保存與后述的控制過程相對應(yīng)的程序、所需要的表以及存儲了其它固定數(shù)據(jù)的ROM602；生成用于滑架馬達(dá)M1的控制、傳送馬達(dá)M2的控制以及記錄頭3的控制的控制信號的特殊用途集成電路(ASIC)603；設(shè)置了圖像數(shù)據(jù)的展開區(qū)或者用于程序執(zhí)行的工作區(qū)等的RAM604；把MPU601、ASIC603、RAM604相互連接進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的系統(tǒng)總線605；輸入來自以下說明的傳感器組的模擬信號并進(jìn)行A/D變換，把數(shù)字信號提供給MPU601的A/D變換器606等構(gòu)成。
另外，在圖16中，610是成為圖像數(shù)據(jù)的供給源的計(jì)算機(jī)(或者圖像讀取用的讀出器或數(shù)碼照相機(jī)等)，總稱為主裝置。在主裝置610與記錄裝置1之間經(jīng)由接口(I/F)611，收發(fā)數(shù)據(jù)圖像、指令、狀態(tài)信號等。
進(jìn)而，620是開關(guān)組，由電源開關(guān)621、用于指令打印開始的打印開關(guān)622以及用于指示起動為了把記錄頭3的噴墨性能維持為良好狀態(tài)的處理(恢復(fù)處理)的恢復(fù)開關(guān)623等，用于接收操作者的指令輸入的開關(guān)構(gòu)成。630是由用于檢測起始點(diǎn)h的光電耦合器等位置傳感器631和為了檢測環(huán)境溫度設(shè)置在記錄裝置的適宜位置的溫度傳感器632等構(gòu)成的用于檢測裝置狀態(tài)的傳感器組。
進(jìn)而，640是驅(qū)動用于使滑架2沿著箭頭A方向往復(fù)掃描的滑架馬達(dá)M1的滑架馬達(dá)驅(qū)動器，642是驅(qū)動用于傳送記錄媒體P的傳送馬達(dá)M2的傳送馬達(dá)驅(qū)動器。
ASIC603在由記錄頭3進(jìn)行的記錄掃描時(shí)，直接訪問RAM602的存儲區(qū)的同時(shí)，對于記錄頭轉(zhuǎn)送記錄元件(噴射加熱器)的驅(qū)動數(shù)據(jù)(DATA)。
圖17是表示包括本發(fā)明的記錄頭的記錄頭盒的結(jié)構(gòu)的概觀斜視圖。
本實(shí)施方式中的記錄頭盒1200如圖所示，具有貯存墨水的墨水罐1300和依據(jù)記錄信息從噴嘴噴射從該墨水罐1300供給的墨水的記錄頭3，記錄頭3對于滑架2搭載成可裝卸，即采用盒方式。而且，在記錄時(shí)，記錄頭盒1200沿著滑架軸往復(fù)掃描，與此相伴隨，在記錄薄片上記錄彩色圖像。在這里所示的記錄頭盒1200中，為了能夠進(jìn)行照片風(fēng)格的高畫質(zhì)的彩色記錄，作為墨水罐，例如準(zhǔn)備黑、淺青綠(LC)、淺品紅(LC)、青綠、品紅以及黃的各色獨(dú)立的墨水罐，每一個都對于記錄頭3裝卸自由。
另外，這里的記錄頭盒1200示出對于記錄頭墨水罐1300能夠裝卸的形態(tài)，但也可以是與記錄頭一體化了的頭盒。
另外，在該圖17中，示出了使用6色墨水的情況，但也可以如圖15那樣，例如，使用黑、青綠、品紅以及黃的4色墨水進(jìn)行記錄。在這種情況下，4色分別獨(dú)立的墨水罐也可以分別對于記錄頭3裝卸自由。
另外，在本實(shí)施方式中，以使用了NMOS晶體管的電路例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不限定于此，即使是PMOS晶體管也能夠同樣實(shí)現(xiàn)，這是不言而喻的。
另外，本發(fā)明既可以適用于由多臺設(shè)備(例如，主計(jì)算機(jī)、接口設(shè)備、讀出器、打印機(jī)等)構(gòu)成的系統(tǒng)，也可以適用于由一臺設(shè)備構(gòu)成的裝置(例如，復(fù)印機(jī)、傳真裝置等)。
另外，在本實(shí)施方式中，對噴墨記錄頭的情況下進(jìn)行了說明，而本發(fā)明并不限于這種情況，例如也能夠適用于熱敏頭等。
本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，能夠考慮各種變更或修正。由此，本申請發(fā)明的技術(shù)范圍根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求書所決定。
權(quán)利要求
1.一種記錄頭，該記錄頭具有多個記錄元件，其特征在于包括與上述多個記錄元件的每一個相對應(yīng)設(shè)置，對各個相對應(yīng)的記錄元件的通電進(jìn)行控制的多個開關(guān)電路；與上述多個記錄元件的每一個相對應(yīng)設(shè)置，用于在各記錄元件中流過恒定電流的恒流源；以及控制由上述恒流源供給的上述恒定電流的電流控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄頭，其特征在于上述恒流源包括MOS晶體管，上述恒流源通過控制上述恒流源的MOS晶體管的導(dǎo)通電阻輸出上述恒定電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄頭，其特征在于上述電流控制電路控制上述恒流源的MOS晶體管的柵極電壓，使得上述恒流源的MOS晶體管對于漏極電壓的變化，在漏極電流變化少的飽和區(qū)中動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄頭，其特征在于上述恒流源在第1MOS晶體管的漏極上串聯(lián)連接第2MOS晶體管的源極，上述電流控制電路控制上述第1和第2MOS晶體管的柵極電壓，使得該第1以及第2MOS晶體管對于漏極電壓的變化，在漏極電流的變化少的飽和區(qū)中動作。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄頭，其特征在于上述電流控制電路具有恒流電路和MOS晶體管，把上述恒流電路的輸出連接到上述電流控制電路的MOS晶體管的基極和上述恒流源的MOS晶體管的基極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的記錄頭，其特征在于上述電流控制電路和上述恒流源電路構(gòu)成電流鏡電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的記錄頭，其特征在于上述電流控制電路具有恒流源電路和2個MOS晶體管，上述2個MOS晶體管的各個基極分別連接上述第1和第2MOS晶體管的基極。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄頭，其特征在于上述恒流源的MOS晶體管的耐壓高于上述開關(guān)電路的MOS晶體管的耐壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄頭，其特征在于上述多個記錄元件、多個開關(guān)電路、恒流源以及電流控制電路裝入到同一個元件基板上。
10.一種記錄裝置，其特征在于包括使具有多個記錄元件的記錄頭與記錄媒體相對移動的傳送單元；與通過上述傳送單元進(jìn)行的相對移動同步地，依照圖像信號驅(qū)動上述記錄頭，在上述記錄媒體上形成圖像的驅(qū)動控制單元，其中，上述記錄頭具有與上述多個記錄元件的每一個相對應(yīng)設(shè)置，對各個相對應(yīng)的記錄元件的通電進(jìn)行控制的多個開關(guān)電路；與上述多個記錄元件的每一個相對應(yīng)設(shè)置，用于在各記錄元件中流過恒定電流的恒流電路；控制由上述恒流電路供給的上述恒定電流的電流控制電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的記錄裝置，其特征在于上述恒流電路包括MOS晶體管，上述恒流電路通過控制上述恒流電路的MOS晶體管的導(dǎo)通電阻輸出上述恒定電流。
12.一種記錄頭盒，該記錄頭盒具有多個記錄元件，其特征在于包括記錄頭和用于保持向該記錄頭供給墨水的墨水罐，其中，該記錄頭具有與上述多個記錄元件的每一個相對應(yīng)設(shè)置，對各個相對應(yīng)的記錄元件的通電進(jìn)行控制的多個開關(guān)電路；與上述多個記錄元件的每一個相對應(yīng)設(shè)置，用于在各記錄元件中流過恒定電流的恒流源；控制由上述恒流源供給的上述恒定電流的電流控制電路。
全文摘要
一種具有多個記錄元件的記錄頭，具有與多個記錄元件的每一個相對應(yīng)設(shè)置的多個開關(guān)元件；與多個記錄元件的每一個相對應(yīng)設(shè)置的用于流過恒定電流的恒流源；控制由恒流源供給的恒定電流的電流控制電路，根據(jù)恒流源的恒定電流驅(qū)動記錄元件。
文檔編號B41J2/355GK1717329SQ20038010439
公開日2006年1月4日 申請日期2003年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者平山信之 申請人:佳能株式會社