本技術(shù)涉及對噴墨頭的噴嘴的驅(qū)動進行控制的噴墨頭驅(qū)動電路。

背景技術(shù)：

近年來，為了能夠進行高畫質(zhì)且高速的打印，使用采用了高密度地配置有多個噴嘴的噴墨頭的打印機。

在噴墨頭中，為了對作為靜電電容的壓電元件進行充放電，以往提出了使用cmos電路的噴墨頭驅(qū)動電路。cmos電路具備nmos晶體管和pmos晶體管。為了防止在壓電元件放電時電流從pmos晶體管的漏極向n阱區(qū)域逆流，將具有比與pmos晶體管的源極連接的電源電壓高的電壓的電源連接于n阱區(qū)域。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

壓電元件對于多個噴嘴分別設(shè)置。壓電元件的特性(例如施加了規(guī)定的電壓時的位移量)根據(jù)每個壓電元件而不同。為了實現(xiàn)來自多個噴嘴的墨液的噴出量及噴出速度的均勻化，可考慮對于一個壓電元件使用能夠施加不同的電壓的多個電源。

然而，在對壓電元件使用多個電源的情況下，cmos電路具備一個nmos晶體管和多個pmos晶體管。在多個pmos晶體管分別設(shè)有用于防止電流的逆流的高電壓電源的情況下，結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，而且制造費用高漲。

本實施例鑒于這樣的情況而作出，目的在于提供一種即使在具有不同電壓的多個電源連接有多個pmos晶體管的情況下，也能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)來設(shè)置用于防止電流的逆流的高電壓電源，并能夠抑制制造費用的噴墨頭驅(qū)動電路。

用于解決課題的方案

根據(jù)本發(fā)明的第一形態(tài)，提供一種噴墨頭驅(qū)動電路，具備：

多個pmos晶體管，具有n阱區(qū)域、漏極端子及源極端子，與使墨液從噴嘴噴出的壓電元件連接；及

nmos晶體管，與所述多個pmos晶體管的所述漏極端子連接，

所述多個pmos晶體管的源極端子及n阱區(qū)域與多個電源分別連接，

與各pmos晶體管的n阱區(qū)域連接的一個電源的電壓為與所述多個pmos晶體管的源極端子連接的所述多個電源的最高電壓以上。

根據(jù)本發(fā)明的第一形態(tài)，與各pmos晶體管的n阱區(qū)域連接的一個電源的電壓為與所述多個pmos晶體管的源極端子連接的所述多個電源的最高電壓以上。因此，與將用于防止電流的逆流的高電壓電源分別設(shè)于多個pmos晶體管的情況相比，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)防止電流從pmos晶體管的漏極向n阱區(qū)域逆流。

在本發(fā)明的第一形態(tài)的噴墨頭驅(qū)動電路中，可以是，所述一個電源的電壓與所述多個電源的最高電壓相等。

在本發(fā)明的第一形態(tài)的噴墨頭驅(qū)動電路中，可以是，與各pmos晶體管的n阱區(qū)域連接的所述一個電源連接于所述多個pmos晶體管的源極端子中的至少一者。

在本發(fā)明的第一形態(tài)的噴墨頭驅(qū)動電路的所述多個電源的電壓中，可以是，所述最高電壓與比該最高電壓低一級的電壓之間的電壓差大于除了所述最高電壓之外的規(guī)定電壓與比該規(guī)定電壓低一級的其他電壓之間的電壓差。

在本發(fā)明的第一形態(tài)的噴墨頭驅(qū)動電路中，可以是，所述一個電源的電壓比所述多個電源的最高電壓高。

在本發(fā)明的第一形態(tài)的噴墨頭驅(qū)動電路中，可以是，與各pmos晶體管的n阱區(qū)域連接的所述一個電源未連接于所述多個pmos晶體管的源極端子。

本發(fā)明的第一形態(tài)的噴墨頭驅(qū)動電路可以還具備放大器，該放大器連接于所述多個pmos晶體管、nmos晶體管及與各pmos晶體管的n阱區(qū)域連接的所述一個電源。

在本發(fā)明的第一形態(tài)的噴墨頭驅(qū)動電路中，可以是，所述放大器包含與所述多個pmos晶體管及所述nmos晶體管的柵極端子連接的切換電路。

本發(fā)明的第一形態(tài)的噴墨頭驅(qū)動電路可以還具備柵極信號生成電路，該柵極信號生成電路與所述放大器連接，且被輸入差動輸入信號。

在本發(fā)明的第一形態(tài)的噴墨頭驅(qū)動電路中，可以是，所述nmos晶體管構(gòu)成soi(silicononinsulator：絕緣體上硅)基板。

根據(jù)本發(fā)明的第二形態(tài)，提供一種噴墨頭打印機，具備：

第一形態(tài)的噴墨頭驅(qū)動電路；

頭單元，包含所述壓電元件和與所述壓電元件建立了對應(yīng)的所述噴嘴；及

所述多個電源。

發(fā)明效果

通過向多個pmos晶體管的n阱區(qū)域施加所述最高電壓以上的共同的電壓，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)防止電流從pmos晶體管的漏極向n阱區(qū)域逆流，能夠抑制制造費用。

附圖說明

圖1是簡略表示實施方式1的噴墨打印機的俯視圖。

圖2是以圖1所示的ii-ii線為剖切線的概略剖視圖。

圖3是噴墨頭的仰視圖。

圖4是簡略表示噴墨頭驅(qū)動電路的電路圖。

圖5是簡略表示cmos電路的結(jié)構(gòu)的局部電路圖。

圖6是簡略表示向第1pmos晶體管～第npmos晶體管的n阱區(qū)域分別連接了第1電源～第n電源時的cmos電路的結(jié)構(gòu)的局部電路圖。

圖7是簡略表示實施方式2的cmos電路的結(jié)構(gòu)的局部電路圖。

圖8是簡略表示實施方式3的cmos電路的結(jié)構(gòu)的局部電路圖。

圖9是簡略表示變形例的cmos電路的結(jié)構(gòu)的局部電路圖。

具體實施方式

[實施方式1]

以下，基于附圖來說明實施方式1的噴墨打印機。

在圖1中，將記錄紙張100的運送方向下游側(cè)定義為打印機1的前方，將運送方向上游側(cè)定義為打印機1的后方。而且，將與運送記錄紙張100的面(與圖1的紙面平行的面)平行且與所述運送方向正交的紙張寬度方向定義為打印機1的左右方向。需要說明的是，圖的左側(cè)是打印機1的左方，圖的右側(cè)是打印機1的右方。此外，將與記錄紙張100的運送面正交的方向(與圖1的紙面正交的方向)定義為打印機1的上下方向。在圖1中，表面?zhèn)葹樯戏?，背面?zhèn)葹橄路?。以下，適當使用前后左右上下來進行說明。

如圖1所示，打印機1具備殼體2、臺板3、四個噴墨頭4、兩個運送輥5、6和控制裝置7。

臺板3平放在殼體2內(nèi)。在臺板3的上表面載置記錄紙張100。四個噴墨頭4在臺板3的上方在前后方向上并列設(shè)置。兩個運送輥5、6相對于臺板3分別配置于后側(cè)和前側(cè)。兩個運送輥5、6由未圖示的電動機分別驅(qū)動，將臺板3上的記錄紙張100向前方運送。

控制裝置7具備fpga(fieldprogrammablegatearray：現(xiàn)場可編程門陣列)等。fpga的圖示省略。需要說明的是，也可以取代fpga而使用cpu(centralprocessingunit：中央處理單元)等處理器。而且，控制裝置7以能夠進行數(shù)據(jù)通信的方式與pc等外部裝置9連接，基于從外部裝置9發(fā)送的打印數(shù)據(jù)來對打印機1的各部分進行控制。

例如，控制裝置7對驅(qū)動運送輥5、6的電動機進行控制來使運送輥5、6將記錄紙張100向運送方向運送，并對噴墨頭4進行控制而使其朝向記錄紙張100噴出墨液。由此，向記錄紙張100打印圖像。

在殼體2安裝有多個頭保持部8。多個頭保持部8在臺板3的上方的兩個運送輥5、6之間的位置處前后并列設(shè)置。通過頭保持部8，分別保持噴墨頭4。

四個噴墨頭4分別噴出青色(c)、品紅色(m)、黃色(y)、黑色(k)這四種顏色的墨液。從未圖示的墨液罐向各噴墨頭4供給對應(yīng)的顏色的墨液。

如圖2及圖3所示，各噴墨頭4具備在紙張寬度方向上較長的矩形板狀的支架10和安裝于該支架10的多個頭單元11。在各頭單元11的下表面形成有多個噴嘴11a。

如圖2所示，在支架10設(shè)有狹縫10a。通過柔性基板51將頭單元11與控制裝置7連接，柔性基板51插通于狹縫10a。

多個頭單元11沿著排列方向及運送方向呈鋸齒狀地并列配置。需要說明的是，也可以沿著以90度以外的角度與運送方向交叉的方向，即傾斜地排列多個頭單元11。

如圖1及圖2所示，貯存部12設(shè)置在多個頭單元11的上方。需要說明的是，在圖3中，省略了貯存部12的圖示。

貯存部12經(jīng)由管16與墨液罐(圖示省略)連接，暫時積存從墨液罐供給的墨液。貯存部12的下部與多個頭單元11連接，從貯存部12向各頭單元11供給墨液。

頭單元11具備噴嘴11a及壓電元件11b。壓電元件11b例如由壓電體構(gòu)成，通過施加電壓而驅(qū)動?？刂蒲b置7具備對噴嘴11a的壓電元件11b進行驅(qū)動的噴墨頭驅(qū)動電路20。壓電元件11b在噴墨頭驅(qū)動電路20中作為電容器發(fā)揮功能。

噴墨頭驅(qū)動電路20具備柵極信號生成電路21、放大器22、cmos(complementarymetal-oxide-semiconductor：互補金屬氧化物半導(dǎo)體)電路30及電阻25等。cmos電路30具備多個第1pmos(p-typemetal-oxide-semiconductor：p型金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管31(1)～第npmos晶體管31(n)(n為2以上的整數(shù))和nmos(n-typemetal-oxide-semiconductor：n型金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管32。

以下，在無需區(qū)分的情況下，將第1pmos晶體管31(1)～第npmos晶體管31(n)簡稱為pmos晶體管31。pmos晶體管31具備接地的第1p型區(qū)域31a、層疊于該第1p型區(qū)域31a的n阱區(qū)域31b、在該n阱區(qū)域31b中相互隔離而形成的第2p型區(qū)域31c及第3p型區(qū)域31d、位于第2p型區(qū)域31c與第3p型區(qū)域31d之間且形成于n阱區(qū)域31b的氧化膜31e、分別形成于第2p型區(qū)域31c及第3p型區(qū)域31d且由導(dǎo)電體構(gòu)成的源極端子31f及漏極端子31h、以及形成于所述氧化膜31e且由導(dǎo)電體構(gòu)成的柵極端子31g。

nmos晶體管32具備接地的p型區(qū)域32a、在該p型區(qū)域32a中相互隔離而形成的第1n型區(qū)域32b及第2n型區(qū)域32c、位于該第1n型區(qū)域32b與第2n型區(qū)域32c之間且形成于p型區(qū)域32a的氧化膜32d、分別形成于第1n型區(qū)域32b及第2n型區(qū)域32c且由導(dǎo)電體構(gòu)成的源極端子32f及漏極端子32e、以及形成于所述氧化膜32d且由導(dǎo)電體構(gòu)成的柵極端子32g。

噴墨打印機具備省略了圖示的電壓不同的多個電源、即第1電源～第n電源(n為2以上的整數(shù))。第n電源例如是在從噴嘴11a不噴出墨液的情況下使用的不噴出修正用的電源。第1電源～第n電源與第1pmos晶體管31(1)～第npmos晶體管31(n)的源極端子31f分別經(jīng)由第1電源線24(1)～第n電源線24(n)(n為2以上的整數(shù))而連接。

第1電源線24(1)～第n電源線24(n)供給的電壓即第1電源～第n電源的電壓分別為vdd2-1～vdd2-n。各電壓的大小成為vdd2-1<vdd2-2<…<vdd2-(n-1)<vdd2-n。第1pmos晶體管31(1)～第npmos晶體管31(n)的n阱區(qū)域31b全都與第n電源線24(n)連接。

在第1電源～第n-1電源的電壓vdd2-1～vdd2-(n-1)中，例如，如第1電源的電壓vdd2-1和第2電源的電壓vdd2-2這樣順序連續(xù)的任意兩個電源的電壓之差(規(guī)定施加電壓與其他施加電壓之間的電壓差)被設(shè)定為基準電壓差，例如0.5～1.0[v]的范圍。

另一方面，第1電源～第n電源的電壓中的最高電壓即電壓vdd2-n與比最高電壓低一級的電壓(次高電壓)vdd2-(n-1)之間的電壓差被設(shè)定為比基準電壓差大的值的范圍，例如2.0～5.0[v]的范圍。為了對不噴出進行修正即消除墨液堵塞，需要高的能量(高的電壓)。因此，不噴出修正用的電源被設(shè)定為比其他電壓高的電壓。因而，最高電壓與次高電壓之差大于規(guī)定施加電壓與其他施加電壓之差即基準電壓差。

pmos晶體管的柵極端子31g及nmos晶體管32的柵極端子32g分別與放大器22連接。pmos晶體管31的漏極端子31h及nmos晶體管32的漏極端子32e相互連接，并連接于電阻25的一端。

配線23的電壓為vss1或vss2，例如接地電位。nmos晶體管32的源極端子32f及p型區(qū)域32a與配線23連接。從配線23向源極端子32f及p型區(qū)域32a分別輸入vss2。配線23與構(gòu)成電容器的壓電元件11b的一方連接。壓電元件11b的另一方與電阻25的另一端連接。

柵極信號生成電路21與配線23連接，被輸入vss1。柵極信號生成電路21連接有第1信號線21a、第2信號線21b及第3信號線21c。第1信號線21a、第2信號線21b及第3信號線21c分別具有兩條信號線。第1信號線21a的電壓從v1+及v1-供給，第2信號線21b的電壓從v2+及v2-供給，第3信號線21c的電壓從v3+及v3-供給。向柵極信號生成電路21輸入例如v1+與v1-的差分的電壓、v2+與v2-的差分的電壓、v3+與v3-的差分的電壓。即，輸入差動輸入信號。通過向柵極信號生成電路21輸入差動輸入信號，能夠抑制噪聲的影響，能夠促進處理的高速化。需要說明的是，v1+及v1-對應(yīng)于用于噴出墨液的波形信號(fire)，v2+及v2-對應(yīng)于針對每個ch從能夠適應(yīng)的波形信號中選擇一個的信號(sin)，v3+及v3-相當于基準時鐘(clk)。

噴墨頭驅(qū)動電路20具備供給電壓vdd1的電壓供給線26。柵極信號生成電路21與電壓供給線26及配線23連接，使用電壓供給線26及配線23的電壓vdd1或vss1，基于差動輸入而輸出“h”或“l(fā)”的輸出信號。

放大器22與nmos晶體管32的柵極端子32g連接。而且，放大器22經(jīng)由切換電路22a與第1pmos晶體管31(1)～第npmos晶體管31(n)的柵極端子31g連接。切換電路22a基于例如來自fpga的指令，將連接對象切換為pmos晶體管31中的任一者的柵極端子31g。

放大器22與配線23、電壓供給線26及第n電源線24(n)連接。從配線23向放大器22輸入vss1及vss2。向放大器22輸入柵極信號生成電路21的輸出信號。放大器22使用配線23的電壓vss1、電壓供給線26的電壓vdd1及第n電源線24(n)的電壓vdd2-n將所輸入的信號放大，并向第1pmos晶體管31(1)～第npmos晶體管31(n)中的任一者的柵極端子31g及nmos的柵極端子32g輸出。需要說明的是，放大器22構(gòu)成為在將輸入信號放大的情況下抑制噪聲的放大。

在從放大器22向pmos晶體管31及nmos晶體管32的柵極端子31g、32g輸入了“l(fā)”的輸出信號的情況下，pmos晶體管31導(dǎo)通，壓電元件11b充電。在從放大器22向pmos晶體管31及nmos晶體管32的柵極端子31g、32g輸入了“h”的輸出信號的情況下，nmos晶體管32導(dǎo)通，壓電元件11b放電。通過壓電元件11b的充電及放電，壓電元件11b變形而從噴嘴11a噴出墨液。

如上所述，第1pmos晶體管31(1)～第npmos晶體管31(n)的n阱區(qū)域31b全都與第n電源線24(n)連接。即，第1電源～第n電源的電壓vdd2-1～vdd2-n中的最高電壓即vdd2-n向第1pmos晶體管31(1)～第npmos晶體管31(n)的全部的n阱區(qū)域31b施加。

以下，對實施方式1的效果進行說明。

如圖6所示，在第1pmos晶體管31(1)～第npmos晶體管31(n)的n阱區(qū)域31b分別連接有第1電源～第n電源的情況下，在切換電路22a將連接對象切換為了第npmos晶體管31(n)的柵極端子31g時，壓電元件11b通過電壓vdd2-n而充電。

然后，在切換電路22a切換為了第npmos晶體管31(n)以外的pmos晶體管31、例如第1pmos晶體管31(1)的情況下，向第1pmos晶體管31(1)的n阱區(qū)域31b施加比壓電元件11b的電壓(電壓vdd2-n)低的電壓vdd2-1，因此如圖6的箭頭所示，電流從壓電元件11b向第1pmos晶體管31(1)逆流。其結(jié)果是，第1pmos晶體管31(1)可能會遭到破壞。

另一方面，在實施方式1中，向第1pmos晶體管31(1)～第npmos晶體管31(n)的全部的n阱區(qū)域31b施加第1電源～第n電源的電壓vdd2-1～vdd2-n中的最高電壓即vdd2-n。最高電壓為壓電元件11b的電壓以上，最高電壓與全部的n阱區(qū)域連接，因此不會產(chǎn)生上述的電流的逆流，能夠防止噴墨頭驅(qū)動電路20的破壞。

在實施方式1中，向多個pmos晶體管31的全部的n阱區(qū)域31b施加共同的所述最高電壓。由此，與在多個pmos晶體管分別設(shè)有逆流防止用的高電壓電源的情況相比，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)來防止電流從pmos晶體管31的漏極端子31h向n阱區(qū)域31b逆流。

在針對每個pmos晶體管設(shè)有施加vdd2-n以上的電壓的電源的情況下，除了向壓電元件施加的多個電源、例如6個電源之外，還需要逆流防止用的6個(pmos晶體管的數(shù)量)電源，因此會導(dǎo)致制造成本的大幅上升。在實施方式1中，由于使施加vdd2-n以上的電壓的電源共用地連接于n阱，因此與針對每個pmos晶體設(shè)有電源的情況相比，能夠減少電源的數(shù)量。因此，能夠削減制造成本，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化。在實施方式1中，現(xiàn)有的用于施加最高電壓的電源與全部的n阱區(qū)域連接。因此，無需另行設(shè)置逆流防止用的電源，能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本的削減及裝置的小型化。

另外，將與次高電壓之間的電壓差大于基準電壓差的電壓作為最高電壓，將具有該最高電壓的電源(例如不噴出修正用的電源)用來防止逆流。為了消除不噴出，不噴出修正用的電源與其他電源之間的電壓差大于其他電源彼此之間的電壓差。為了利用該較大的電壓差來防止電流的逆流，將不噴出修正用的電源與n阱區(qū)域31b連接。因而，不用另行設(shè)置電源，就能可靠地消除不噴出并消除電流的逆流。

另外，通過將基于差動輸入信號的信號向pmos晶體管31及nmos晶體管32輸入，能夠從輸入信號中除去噪聲，而且促進處理的高速化，提高噴墨頭驅(qū)動電路的動作速度。

[實施方式2]

以下，基于附圖說明實施方式2的噴墨打印機。對于實施方式2的結(jié)構(gòu)中與實施方式1同樣的結(jié)構(gòu)，標注相同的標號而省略其詳細的說明。

噴墨打印機具備施加比所述最高電壓(vdd2-n)高的電壓vdd2-(n+1)的逆流防止用的專用電源(圖示省略)。如圖7所示，第1pmos晶體管31(1)～第npmos晶體管31(n)的n阱區(qū)域31b全都經(jīng)由第n+1電源線24(n+1)與所述專用電源連接。

在實施方式2中，由于準備施加比所述最高電壓高的電壓的逆流防止用的專用電源，并將該專用電源與pmos晶體管31的各n阱區(qū)域31b連接，因此能夠防止電流的逆流。即，由于是比最高電壓高的電壓，因此與向n阱區(qū)域施加最高電壓的情況相比，能夠可靠地防止逆流。而且，若是專用的電源，則不用驅(qū)動壓電元件，因此能夠向各n阱區(qū)域31b施加穩(wěn)定的電壓。

[實施方式3]

以下，基于附圖說明實施方式3的噴墨打印機。對于實施方式3的結(jié)構(gòu)中與實施方式1或2同樣的結(jié)構(gòu)，標注相同的標號而省略其詳細的說明。

在實施方式3中，在nmos晶體管32的溝道的下方形成有埋入氧化膜32h。即，nmos晶體管32構(gòu)成soi(silicononinsulator：絕緣體上硅)基板。

在實施方式3中，通過使用soi基板，即使配線間的距離減小也難以損壞，而且能夠抑制寄生電容的產(chǎn)生。而且，通過使用soi基板，由于能夠降低寄生電容，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高密度布局、芯片面積縮小化、動作速度提高及免閂鎖等。

[變形例]

上述的各實施方式雖然具備單個壓電元件11b，但也可以如圖9所示那樣設(shè)置多個壓電元件11b。圖9示出在電阻25的一端與共用地連接于n阱區(qū)域31b的電源線24(n+1)之間連接有新的壓電元件11b的情況。當壓電元件增加為兩個時，噴出特性提高。由此，能夠減少串擾的影響。

應(yīng)該認為，本次公開的實施方式在所有方面都是例示，而不是限制性的內(nèi)容。在各實施方式中記載的技術(shù)特征能夠相互組合，公開的實施方式的范圍意在包括權(quán)利要求書內(nèi)的全部變更及與權(quán)利要求書等同的范圍。