CN101190602A - 适用于加热芯片的喷墨控制电路及其驱动电压控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明为一种驱动电压控制电路，借助可调控制电压来调整固定驱动电压以相对应输出驱动功率晶体管的输出驱动电压，包含：第一开关晶体管，具有栅极、漏极，及接收固定驱动电压的源极；第二开关晶体管，具有与第一开关晶体管的漏极连接的栅极、与第二电阻器连接的漏极及与接地端连接的源极；第三开关晶体管，具有与第二电阻器及第二开关晶体管的漏极连接的栅极、与第一电阻器连接的漏极，及接收固定驱动电压及与第一开关晶体管的源极连接的源极；第四开关晶体管，具有与接地端连接的源极、与第一电阻器连接的漏极，及接收可调控制电压的栅极。

Description

适用于加热芯片的喷墨控制电路及其驱动电压控制电路

技术领域

本发明是关于一种加热芯片的喷墨控制电路及其驱动电压控制电路，尤指一种适用于喷墨头的加热芯片的喷墨控制电路及其驱动电压控制电路。

背景技术

近年来随着个人电脑普及与网际网络的快速发展，喷墨打印机目前已成为个人电脑设备中必备的产品。对一般的使用者来说，一台基本型的喷墨打印机就足以应付各种文件打印的需求。众所周知，影响喷墨打印机打印品质的因素有很多，例如墨水的组成，纸张的选择以及墨水匣的供墨方式等等。为追求更完美的打印品质，相关研发者已投入大量时间与心力于墨水匣储墨与供墨结构设计，以期能符合结构简单，制作成本低，高储墨能力以及高打印品质等要求。

其中，控制喷墨头(printhead)释出墨滴至喷墨媒体的机构为设计墨水匣需考量的重要因素之一。一般而言，喷墨头喷出墨滴的方式主要有热气泡式(thermalbubble type)及压电式(micro piezo type)两种。以热气泡式喷墨头为例，其操作原理是利用加热芯片内部所设置的多组喷墨驱动电路来分别驱动所对应的加热电阻器(heater resistor)加热使之产生气泡进而将墨水排挤出，并使墨水通过多个喷孔喷至喷墨媒体上。

且每一加热电阻器是分别与一功率晶体管(Power Mos)连接，当喷墨驱动电路相应喷墨打印机内部的控制电路的触发而传送一电压至相对应的功率晶体管时，将导通该功率晶体管，如此一来，喷墨打印机的控制电路将经由一输入端传送一电压至对应的加热电阻器，以提升加热电阻器的温度，而将墨水加热使的产生气泡进而将墨水排挤出，并使墨水通过多个喷孔喷至喷墨媒体上，虽然，上述的控制方式确实可达到驱动加热电阻器运作的目的，但是由于现有用来触发功率晶体管的电压大小为固定电压，一旦喷墨头处于不同的环境下且一直使用相同的固定电压来驱动与加热电阻器相连接的功率晶体管时，将使打印品质下降，举例而言，当喷墨头的温度过高但又需要快速打印时，一直使用相同的固定电压来驱动功率晶体管时，经由加热电阻器所喷出的墨滴将因喷墨头的温度过高而造成打印品质下降。

虽然目前发展出一种喷墨头控制电路技术可通过加热芯片本身来调整驱动功率晶体管的电压值的电路结构，请参阅图1，其为美国专利第US 6523922号所揭示的控制电路示意图，如图所示，其是通过电压控制电路101来达成可调电压输出的目的，同时通过位选择逻辑电路102的控制，来达成依不同的状态来调整驱动功率晶体管Q1的电压值以及达到逻辑准位转换成高电压准位的目的。

虽然，图1所示的电路结构可达到调整驱动功率晶体管Q1的电压值的功效，但是由于电压控制电路101是使用放大电路OP1来调整输出电压值，但是使用放大电路OP1将增加芯片设计的困难性与可靠性，因为加热芯片是一个高电压与逻辑信号不断切换的电路，同时高电压也承载了高电流的切换，因此是一个杂讯(NOISE)非常高的环境，所以放大电路OP1在使用上必须承担被干扰的风险，一但被干扰就有可能造成所设定电压的误差，进而严重影响打印品质。

另外，电压控制电路101是与一电压电平转换电路102连接，用以接收电压控制电路101的输出电压并通过电压电平的转换将输出电压传送至对应的功率晶体管Q1，但是因为前一极的P型晶体管(PMOS)所造成的电压降会使输入到功率晶体管R1的栅极电压产生落差，因此在电压电平转换电路102的最后输出端前必须经过一个反向器103进行转换，才能避免此一问题。

因此，如何发展一种可克服上述现有技术缺失的适用于加热芯片的喷墨控制电路及其驱动电压控制电路，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种适用于喷墨头的加热芯片的喷墨控制电路及其驱动电压控制电路，通过驱动电压控制电路的开关晶体管及电阻器来相应喷墨头处于不同环境时通过控制可调控制电压来微调固定驱动电压的大小以控制传送至与加热电阻器相连接的功率晶体管的驱动电压，并通过电压电平转换电路及搭配低电压逻辑信号的控制以快速与准确地触发功率晶体管，使喷墨头在不同环境下的控制更具有弹性，以维持良好的打印品质，以解决传统驱动电压控制电路使用放大电路必须承担被干扰的风险，且容易造成所设定电压的误差，进而严重影响打印品质等问题。

为达上述目的，本发明的一较广义实施样态为提供一种驱动电压控制电路，适用于一加热芯片的一喷墨控制电路，其接收一固定驱动电压及一可调控制电压，并输出一用以驱动与一加热电阻器相连接的一功率晶体管运作的一输出驱动电压，该喷墨控制电路包含：一接地端；一第一电阻器；一第二电阻器；一第一开关晶体管，具有一栅极、一漏极，以及接收该固定驱动电压的一源极；一第二开关晶体管，具有与该第一开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该第二电阻器连接的一漏极以及与该接地端连接的一源极；一第三开关晶体管，具有与该第二电阻器及该第二开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该第一电阻器连接的一漏极，以及接收该固定驱动电压及与该第一开关晶体管的该源极连接的一源极；一第四开关晶体管，具有与该接地端连接的一源极、与该第一电阻器连接的该漏极，以及接收该可调控制电压的一栅极；其中，该驱动电压控制电路是通过该可调控制电压来调整该固定驱动电压以相对应输出用以驱动与该加热电阻器相连接的该功率晶体管运作的该输出驱动电压。

根据本发明的构想，其中该固定驱动电压为一固定高电压，该固定高电压介于8V～16V。

根据本发明的构想，其中该第二电阻器与该加热电阻器具有相同的电阻值。且该第二开关晶体管与该功率晶体管相同。

本发明的另一较广义实施样态为提供一种驱动电压控制电路，适用于一加热芯片的一喷墨控制电路，其接收一固定驱动电压及一可调控制电压，并输出一用以驱动与一加热电阻器相连接的一功率晶体管运作的一输出驱动电压，该驱动电压控制电路包含：一接地端；一第一电阻器；一第二电阻器；一第一开关晶体管，具有一栅极、一漏极，以及接收该固定驱动电压的一源极；一第二开关晶体管，具有与该第一开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该第二电阻器连接的一漏极以及与该接地端连接的一源极；一第三开关晶体管，具有与该第二电阻器及该第二开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该接地端连接的一源极；一第四开关晶体管，具有接收该固定驱动电压及与该第一开关晶体管的该源极连接的一源极、与该第一电阻器连接的一漏极，以及接收该可调控制电压的一栅极；其中，该驱动电压控制电路是通过该可调控制电压来调整该固定驱动电压以相对应输出用以驱动与该加热电阻器相连接的该功率晶体管运作的该输出驱动电压。

附图说明

图1为现有喷墨头控制电路的电路结构示意图。

图2为加热芯片中用来控制一加热电阻器运作的喷墨控制电路示意图。

图3是分别为图2所示的可调控制电压Vadj、输出驱动电压V(3)以及流经R2的电流I(vx)的模拟图。

图4为本发明第二较佳实施例的喷墨控制电路的电路结构示意图。

图5为本发明第三较佳实施例的喷墨控制电路的电路结构示意图。

图6分别为图5所示的可调控制电压Vadj、输出驱动电压V(3)以及流经R2的电流I(vx)的模拟图。

图7为本发明第四较佳实施例的喷墨控制电路的电路结构示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在下面的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

一般而言，设置于喷墨头结构内部的加热芯片，其是根据打印机控制系统所传送的控制信号来分别触发加热电阻器进行喷墨打印运作，因此加热芯片内部需设置多组喷墨控制电路来分别控制多个加热电阻器，以下将以一喷墨控制电路控制其所对应的加热电阻器运作的方式提出说明。

请参阅图2，其为加热芯片中用来控制一加热电阻器运作的喷墨控制电路示意图，如图所示，本发明的喷墨控制电路接收一固定驱动电压Vh及一可调控制电压Vadj且由驱动电压控制电路21以及电压电平转换电路22所构成，其相应喷墨头处于不同环境时微调控制传送至与加热电阻器R3相连接的功率晶体管P的驱动电压，并通过低电压逻辑信号(Logic signal)L的控制快速与准确地触发功率晶体管P，以使喷墨头在不同环境下的控制更具有弹性，以维持良好的打印品质，其中，固定驱动电压Vh为驱动加热芯片上加热电阻器(Heater)R3的功率晶体管(Power Mos)所需要的高电压，于一些实施例约8V～16V。

驱动电压控制电路21主要是通过控制输入可调控制电压Vadj的大小使喷墨打印机的控制电路(未图示)即使输入用来触发功率晶体管P的电压大小为固定的驱动电压Vh，也可使驱动驱动电压控制电路21内部的元件可以自动调节相对应的输出电压，以达到微调驱动功率晶体管P的电压的目的，使喷墨头在不同环境下的控制更具有弹性，当喷墨头温度过高但又需要快速打印，就可以降低驱动电压始墨滴不会因为喷墨头温度过高而造成打印品质的下降，同时用来控制驱动电压大小的可调控制电压Vadj信号仅为输入电压就可以达到目的，而不需要任何强大的驱动电流，使达到简化外部控制电路的复杂性。

驱动电压控制电路21主要包含第一开关晶体管A1、第二开关晶体管A2、第三开关晶体管A3、第四开关晶体管A4、第一电阻器R1以及第二电阻器R2，其中，第一开关晶体管A1具有一栅极(Gate)及一漏极(Drain)，以及接收固定驱动电压Vh的一源极(Source)；第二开关晶体管A2具有与第一开关晶体管A1的漏极连接的一栅极、与第二电阻器R2连接的一漏极以及与接地端211连接的一源极；第三开关晶体管A3具有与第二电阻器R2及第二开关晶体管A2的漏极连接的栅极(Gate)、与第一电阻器R1连接的漏极(Drain)以及接收固定驱动电压Vh及与第一开关晶体管A1的源极连接的一源极；第四开关晶体管A4具有与接地端211连接的一源极、与第一电阻器R1连接的漏极，以及接收可调控制电压Vadj的一栅极。

另外，电压电平转换电路22分别与驱动电压控制电路21及功率晶体管P连接，主要通过低电压逻辑信号(Logic signal)L的控制能够快速与准确的使用驱动电压控制电路21调整后的高电压，即输出驱动电压V(3)来驱动功率晶体管P的栅极，于本实施例中，电压电平转换电路22包含第五开关晶体管A5、第六开关晶体管A6、第七开关晶体管A7、第八开关晶体管A8、反向器221及接地端222。

第五开关晶体管A5具有一栅极及一漏极，以及接收驱动电压控制电路21所传送的输出驱动电压V(3)的一源极；第六开关晶体管A6具有与第五开关晶体管A5的源极连接的一源极、与第五开关晶体管A5的漏极连接的一栅极以及与功率晶体管P的栅极连接的一漏极；第七开关晶体管A7具有接收一逻辑信号L及与反向器221连接的一栅极、与接地端222连接的源极，以及与第五开关晶体管A5的漏极及第六开关晶体管A6的栅极连接的一漏极；第八开关晶体管A8具有与接地端222连接的一源极、与第六开关晶体管A6的漏极、第五开关晶体管A5的栅极及功率晶体管P的栅极连接的漏极，以及与反向器221连接的一栅极，其中，逻辑信号L为控制电压电平转换电路22运作的低电压，于一些实施例约为3.3V～5V。

请参阅图2并配合图3，其中图3是分别为图2所示的可调控制电压Vadj、输出驱动电压V(3)以及流经R2的电流I(vx)的模拟图，以下将针对驱动电压控制电路21及电压电平转换电路22进行电路动作说明，首先请参阅驱动电压控制电路21的内部电路，其中，第二电阻器R2与第二开关晶体管A2为与实际加热电阻器R3与功率晶体管P同样大小的元件，因此第二电阻器R2为一个与加热电阻器R3相同阻值同时也可以承受与真正加热电阻器R3同样电流的元件，而固定驱动电压Vh为一个由外部输入的固定高电压。

本实施例是以固定驱动电压Vh设定为12V提出说明，但不以此为限，可依实际操作需求变更，因此初始状态时于图2中第5点的输入电压为12V；当通电的瞬间因为第3点尚未通电使得第二开关晶体管A2尚未导通，因此第4点的电压为略低于12V，将驱动第三开关晶体管A3导通因此将让第2点的电位由原本12V降低，因为第2点的电位降低将使得第一开关晶体管A1导通而让第3点的电压升高，并驱动第二开关晶体管A2导通而使得第二电阻器R2有电流I(vx)流过，进而使得第4点的电位降低，至于，第三开关晶体管A3将因为其栅极电压降低而使得第2点电压升高，进而让第二开关晶体管A2所输出的输出驱动电压V(3)降低，因此可由第一开关晶体管A1、第二开关晶体管A2及第三开关晶体管A3所形成的闭回路系统来调整输出驱动电压V(3)，当进行调整电压时只要将第5点的输入电压降低(如图3所示)，即可调控制电压Vadj降低，即可使第2点的电压升高，而第2点的电压升高将使得第一开关晶体管A1输出的第3点电压降低，如此一来，将使得第二开关晶体管A2的栅极电压值降低以让第二电阻器R2流过的电流I(vx)降低(如图3所示)，如此就可以达到控制流过第二电阻器R2的电流I(vx)，进而达到调整欲驱动功率晶体管P的输出驱动电压V(3)，使得喷墨头在不同环境下的控制更具有弹性的目的。

请再参阅图2，电压电平转换电路22是分别与驱动电压控制电路21及功率晶体管P的栅极连接，并接收驱动电压控制电路21所传送的输出驱动电压V(3)及逻辑信号L，主要通过电压电平转换的方式并配合为低电压形式的逻辑信号L来快速与准确使用输出驱动电压V(3)来驱动功率晶体管P。

如图所示，第7点为接收驱动电压控制电路21的输出驱动电压V(3)，而第10点与第11点为接收逻辑信号L，由于第10点与第11点之间设置反向器221因此第10点与第11点的电位信号不可能同时为高电位(High)或是低电位(Low)；当逻辑信号L输入高电位信号时，第10点为高电压信号、而第11点为低电压信号，此时第七开关晶体管A7导通(ON)而第八开关晶体管A8关闭(OFF)，因为第七开关晶体管A7为导通将使得第9点接地，而让第六开关晶体管A6导通使得第8点输出为高电压电平的High，如此一来将会把驱动电压控制电路21的输出驱动电压V(3)传送至功率晶体管P的栅极端，即Vout＝V(3)，进而使功率晶体管P导通而触发加热电阻器R3运作；反之当逻辑信号L输入低电位信号时，第10点为低电压信号、而第11点为高电压信号，此时第七开关晶体管A7关闭而第八开关晶体管A8导通，而让第六开关晶体管A6不导通使得第8点输出为低电压电平的Low，驱动电压控制电路21的输出驱动电压V(3)将无法传送至功率晶体管P的栅极端，即Vout＝0，而功率晶体管P无法导通而加热电阻器R3无法运作，如此就进行了不同电平信号转换。

请参阅图4，其为本发明第二较佳实施例的喷墨控制电路的电路结构示意图，如图所示，本发明的喷墨控制电路同样接收一固定驱动电压Vh及一可调控制电压Vadj且由驱动电压控制电路21以及电压电平转换电路41所构成，其相应喷墨头处于不同环境时微调控制传送至与加热电阻器R3相连接的功率晶体管P的驱动电压，并通过低电压逻辑信号(Logic signal)L的控制快速与准确地触发功率晶体管P，以使喷墨头在不同环境下的控制更具有弹性，以维持良好的打印品质，其中，固定驱动电压Vh为驱动加热芯片上加热电阻器(Heater)R3的功率晶体管(Power Mos)所需要的高电压，于一些实施例约8V～16V。

于本实施例中，驱动电压控制电路21同样由第一开关晶体管A1、第二开关晶体管A2、第三开关晶体管A3、第四开关晶体管A4、第一电阻器R1以及第二电阻器R2所构成。其中，第一开关晶体管A1、第二开关晶体管A2、第三开关晶体管A3、第四开关晶体管A4、第一电阻器R1以及第二电阻器R2的电路设计原理及所能达成的目的及功效均与图2所示的驱动电压控制电路21相同且已详述于第一较佳实施例中，因此不再赘述。

于本实施例中，电压电平转换电路41是分别与驱动电压控制电路21及功率晶体管P连接，同样通过低电压逻辑信号(Logic signal)L的控制能够快速与准确的使用驱动电压控制电路21调整后的高电压，即输出驱动电压V(3)来驱动功率晶体管P的栅极，于本实施例中，电压电平转换电路41包含第五开关晶体管A5、第六开关晶体管A6、第七开关晶体管A7、第八开关晶体管A8、第九开关晶体管A9、第十开关晶体管A10、由第十一开关晶体管A11及第十二开关晶体管A12所构成的反向器411、反向器412及接地端413。

第五开关晶体管A5具有接收一逻辑信号L的一栅极、一漏极，以及接收驱动电压控制电路21所传送的输出驱动电压V(3)的一源极；第六开关晶体管A6具有与第五开关晶体管A5的源极连接的一源极、与反向器412连接的一栅极以及一漏极；第七开关晶体管A7具有与第五开关晶体管A5的漏极连接的一源极、一栅极以及一漏极；第八开关晶体管A8具有与第六开关晶体管A6的漏极连接的一源极、与第七开关晶体管A7的漏极连接的一栅极、以及一漏极；第九开关晶体管A9具有接收一逻辑信号L及与反向器412连接的一栅极、与接地端413连接的源极，以及与第七开关晶体管A7的漏极及第八开关晶体管A8的栅极连接的一漏极；第十开关晶体管A10具有与接地端413连接的一源极、与第八开关晶体管A8的漏极、第七开关晶体管A7的栅极连接的漏极，以及与第六开关晶体管A6的栅极及反向器412连接的一栅极；第十一开关晶体管A11具有与第五开关晶体管A5的源极及第六开关晶体管A6的源极连接的一源极、与功率晶体管P的栅极连接的一漏极、以及与第八开关晶体管A8的漏极及第十开关晶体管A10的漏极连接的一栅极；第十二开关晶体管A12具有与功率晶体管P的栅极连接的一漏极、与第十开关晶体管A10的源极及接地端413连接的一源极、以及与第八开关晶体管A8的漏极及第十开关晶体管A10的漏极连接的一栅极。

其中，逻辑信号L为控制电压电平转换电路22运作的低电压，于一些实施例约为3.3V～5V，另外，第五开关晶体管A5及第六开关晶体管A6主要是用来限制部分电流以避免误动作造成电压电平转换电路41的损坏。

请再参阅图4，电压电平转换电路41是分别与驱动电压控制电路21及功率晶体管P的栅极连接，并接收驱动电压控制电路21所传送的输出驱动电压V(3)及逻辑信号L，主要通过电压电平转换的方式并配合为低电压形式的逻辑信号L来快速与准确使用输出驱动电压V(3)来驱动功率晶体管P。

如图所示，第7点为接收驱动电压控制电路21的输出驱动电压V(3)，而第8点与第9点为接收逻辑信号L，由于第8点与第9点之间设置反向器412因此第8点与第9点的电位信号不可能同时为高电位(High)或是低电位(Low)；当逻辑信号L输入高电位信号时，第8点为高电压信号、而第9点为低电压信号，

此时第九开关晶体管A9导通(ON)而第十开关晶体管A10关闭(OFF)，因为第九开关晶体管A9为导通将使得第11点接地，而让第八开关晶体管A8导通使得第10点输出为高电压电平的High，再经过反向器411来补偿电路中经过两个PMOS的压降损失，即第五开关晶体管A5及第六开关晶体管A6，如此一来将会把驱动电压控制电路21的输出驱动电压V(3)传送至功率晶体管P的栅极端，即Vout＝V(3)，进而使功率晶体管P导通而触发加热电阻器R3运作；反之，当逻辑信号L输入低电位信号时，第8点为低电压信号、而第9点为高电压信号，此时第六开关晶体管A6关闭而使得第10点输出为高电压电平的Low，再经过反向器411来补偿电路中经过两个PMOS的压降损失，即第五开关晶体管A5及第六开关晶体管A6，驱动电压控制电路21的输出驱动电压V(3)将无法传送至功率晶体管P的栅极端，即Vout＝0，而功率晶体管P无法导通而加热电阻器R3无法运作，如此就进行了不同电平信号转换。

请参阅图5，其为本发明第三较佳实施例的喷墨控制电路的电路结构示意图，如图所示，本发明的喷墨控制电路同样接收一固定驱动电压Vh及一可调控制电压Vadj且由驱动电压控制电路51以及电压电平转换电路22所构成，其相应喷墨头处于不同环境时微调控制传送至与加热电阻器R3相连接的功率晶体管P的驱动电压，并通过低电压逻辑信号(Logic signal)L的控制快速与准确地触发功率晶体管P，以使喷墨头在不同环境下的控制更具有弹性，以维持良好的打印品质。

驱动电压控制电路51主要是通过控制输入可调控制电压Vadj的大小使喷墨打印机的控制电路(未图示)即使输入用来触发功率晶体管P的电压大小为固定的驱动电压Vh，也可使驱动驱动电压控制电路51内部的元件可以自动调节相对应的输出电压，以达到微调驱动功率晶体管P的电压的目的，使喷墨头在不同环境下的控制更具有弹性，当喷墨头温度过高但又需要快速打印，就可以降低驱动电压始墨滴不会因为喷墨头温度过高而造成打印品质的下降，同时用来控制驱动电压大小的可调控制电压Vadj信号仅为输入电压就可以达到目的，而不需要任何强大的驱动电流，使达到简化外部控制电路的复杂性。

驱动电压控制电路51主要包含第一开关晶体管B1、第二开关晶体管B2、第三开关晶体管B3、第四开关晶体管B4、第一电阻器R1以及第二电阻器R2，其中，第一开关晶体管B1具有一栅极及一漏极，以及接收固定驱动电压Vh的一源极；第二开关晶体管B2具有与第一开关晶体管B1的漏极连接的一栅极、与第二电阻器R2连接的一漏极以及与接地端511连接的一源极；第三开关晶体管B3具有与第二电阻器R2及第二开关晶体管B2的漏极连接的栅极、与与接地端511连接的一源极；第四开关晶体管B4具有接收固定驱动电压Vh及与第一开关晶体管B1的源极连接的一源极、与第一电阻器R1连接的漏极，以及接收可调控制电压Vadj的一栅极。

另外，电压电平转换电路22是分别与驱动电压控制电路51及功率晶体管P连接，主要通过低电压逻辑信号(Logic signal)L的控制能够快速与准确的使用驱动电压控制电路51调整后的高电压，即输出驱动电压V(3)来驱动功率晶体管P的栅极，于本实施例中，电压电平转换电路22同样包含有第五开关晶体管A5、第六开关晶体管A6、第七开关晶体管A7、第八开关晶体管A8、反向器221及接地端222。

其中，第五开关晶体管A5、第六开关晶体管A6、第七开关晶体管A7、第八开关晶体管A8、反向器221及接地端222的电路设计原理及所能达成的目的及功效均与图2所示的电压电平转换电路22相同且已详述于第一较佳实施例中，因此不再赘述。

请参阅图5并配合图6，其中图6是分别为图5所示的可调控制电压Vadj、输出驱动电压V(3)以及流经R2的电流I(vx)的模拟图，以下将针对驱动电压控制电路51及电压电平转换电路22进行电路动作说明，首先请参阅驱动电压控制电路51的内部电路，其中，第二电阻器R2与第二开关晶体管B2为与实际加热电阻器R3与功率晶体管P同样大小的元件，因此第二电阻器R2为一个与加热电阻器R3相同阻值同时也可以承受与真正加热电阻器R3同样电流的元件，而固定驱动电压Vh为一个由外部输入的固定高电压。

本实施例是以固定驱动电压Vh设定为12V提出说明，但不以此为限，可依实际操作需求变更，因此初始状态时于图2中第5点的输入电压为0V；当通电的瞬间因为第3点尚未通电使得第二开关晶体管B2尚未导通，因此第4点的电压为略低于12V，将驱动第三开关晶体管B3导通因此将让第2点的电位由原本12V降低，因为第2点的电位降低将使得第一开关晶体管B1导通而让第3点的电压升高，并驱动第二开关晶体管B2导通而使得第二电阻器R2有电流I(vx)流过，进而使得第4点的电位降低，至于，第三开关晶体管B3将因为其栅极电压降低而使得第2点电压升高，进而让第二开关晶体管B2所输出的输出驱动电压V(3)降低，因此可由第一开关晶体管B1、第二开关晶体管B2及第三开关晶体管B3所形成的闭回路系统来调整输出驱动电压V(3)，当进行调整电压时只要将第5点的输入电压升高(如图6所示)，即可调控制电压Vadj升高，即可使第2点的电压强迫降，因为第2点的电压降低让第一开关晶体管B1输出的第3点电压升高，如此一来，将使得第二开关晶体管B2的栅极电压值升高以让第二电阻器R2流过的电流I(vx)升高(如图6所示)，如此就可以达到控制流过第二电阻器R2的电流I(vx)，进而达到调整欲驱动功率晶体管P的输出驱动电压V(3)，使得喷墨头在不同环境下的控制更具有弹性的目的。

请参阅图7，其为本发明第四较佳实施例的喷墨控制电路的电路结构示意图，如图所示，于本实施例中，喷墨控制电路同样接收一固定驱动电压Vh及一可调控制电压Vadj且由驱动电压控制电路51以及电压电平转换电路41所构成，可相应喷墨头处于不同环境时微调控制传送至与加热电阻器R3相连接的功率晶体管P的驱动电压，并通过低电压逻辑信号L的控制快速与准确地触发功率晶体管P，以使喷墨头在不同环境下的控制更具有弹性，以维持良好的打印品质。

而驱动电压控制电路51主要是通过控制输入可调控制电压Vadj的大小使喷墨打印机的控制电路(未图示)即使输入用来触发功率晶体管P的电压大小为固定的驱动电压Vh，也可使驱动电压控制电路51内部的元件可以自动调节相对应的输出电压，以达到微调驱动功率晶体管P的电压的目的，使喷墨头在不同环境下的控制更具有弹性，当喷墨头温度过高但又需要快速打印，就可以降低驱动电压始墨滴不会因为喷墨头温度过高而造成打印品质的下降，同时用来控制驱动电压大小的可调控制电压Vadj信号仅为输入电压就可以达到目的，而不需要任何强大的驱动电流，使达到简化外部控制电路的复杂性。

驱动电压控制电路51主要由第一开关晶体管B1、第二开关晶体管B2、第三开关晶体管B3、第四开关晶体管B4、第一电阻器R1以及第二电阻器R2所构成，其中，第一开关晶体管B1、第二开关晶体管B2、第三开关晶体管B3、第四开关晶体管B4、第一电阻器R1以及第二电阻器R2的电路设计原理及所能达成的目的及功效均与图5所示的驱动电压控制电路51相同且已详述于第三较佳实施例中，因此不再赘述。

电压电平转换电路41是分别与驱动电压控制电路51及功率晶体管P连接，同样通过低电压逻辑信号(Logic signal)L的控制能够快速与准确的使用驱动电压控制电路21调整后的高电压，即输出驱动电压V(3)来驱动功率晶体管P的栅极，于本实施例中，电压电平转换电路41是由第五开关晶体管A5、第六开关晶体管A6、第七开关晶体管A7、第八开关晶体管A8、第九开关晶体管A9、第十开关晶体管A10、由第十一开关晶体管A11及第十二开关晶体管A12所构成的反向器411、反向器412及接地端413所构成，且上述所包含的电路设计原理及所能达成的目的及功效均与图4所示的电压电平转换电路41相同且已详述于第三较佳实施例中，因此不再赘述。

综上所述，本发明的适用于加热芯片的喷墨控制电路及其驱动电压控制电路，其是通过驱动电压控制电路的内部组成元件来相应喷墨头处于不同环境时微调由外部控制传送至与加热电阻器相连接的功率晶体管的驱动电压，以维持良好的打印品质，并通过电压电平转换电路及搭配低电压逻辑信号的控制以快速与准确地触发功率晶体管，使喷墨头在不同环境下的控制更具有弹性，以维持良好的打印品质，同时所控制电压大小的输入信号仅为输入电压就可以达到目的，而不需要任何强大的驱动电流，使达到简化外部控制电路的复杂性。因此，本发明的适用于加热芯片的喷墨控制电路及其驱动电压控制电路极具产业的价值。

Claims (17)

1.一种驱动电压控制电路，适用于一加热芯片的一喷墨控制电路，其接收一固定驱动电压及一可调控制电压，并输出一用以驱动与一加热电阻器相连接的一功率晶体管运作的一输出驱动电压，该驱动电压控制电路包含：

一接地端；

一第一电阻器；

一第二电阻器；

一第一开关晶体管，具有一栅极、一漏极，以及接收该固定驱动电压的一源极；

一第二开关晶体管，具有与该第一开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该第二电阻器连接的一漏极以及与该接地端连接的一源极；

一第三开关晶体管，具有与该第二电阻器及该第二开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该第一电阻器连接的一漏极，以及接收该固定驱动电压及与该第一开关晶体管的该源极连接的一源极；

一第四开关晶体管，具有与该接地端连接的一源极、与该第一电阻器连接的该漏极，以及接收该可调控制电压的一栅极；

其中，该驱动电压控制电路是通过该可调控制电压来调整该固定驱动电压以相对应输出用以驱动与该加热电阻器相连接的该功率晶体管运作的该输出驱动电压。

2.一种驱动电压控制电路，适用于一加热芯片的一喷墨控制电路，其接收一固定驱动电压及一可调控制电压，并输出一用以驱动与一加热电阻器相连接的一功率晶体管运作的一输出驱动电压，该驱动电压控制电路包含：

一接地端；

一第一电阻器；

一第二电阻器；

一第一开关晶体管，具有一栅极、一漏极，以及接收该固定驱动电压的一源极；

一第二开关晶体管，具有与该第一开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该第二电阻器连接的一漏极以及与该接地端连接的一源极；

一第三开关晶体管，具有与该第二电阻器及该第二开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该接地端连接的一源极；

一第四开关晶体管，具有接收该固定驱动电压及与该第一开关晶体管的该源极连接的一源极、与该第一电阻器连接的一漏极，以及接收该可调控制电压的一栅极；

其中，该驱动电压控制电路是通过该可调控制电压来调整该固定驱动电压以相对应输出用以驱动与该加热电阻器相连接的该功率晶体管运作的该输出驱动电压。

3.如权利要求1或2任一项所述的驱动电压控制电路，其特征在于该固定驱动电压为一固定高电压，该固定高电压介于8V～16V。

4.如权利要求1或2任一项所述的驱动电压控制电路，其特征在于该第二电阻器与该加热电阻器具有相同的电阻值。

5.如权利要求1或2任一项所述的驱动电压控制电路，其特征在于该第二开关晶体管与该功率晶体管相同。

6.一种喷墨控制电路，适用于一喷墨头的一加热芯片，用以接收一固定驱动电压及一可调控制电压，并输出一用以驱动与一加热电阻器相连接的一功率晶体管运作的一输出驱动电压，该喷墨控制电路包含：

一驱动电压控制电路，其包含：

一接地端；

一第一电阻器；

一第二电阻器；

一第一开关晶体管，具有一栅极、一漏极，以及接收该固定驱动电压的一源极；

一第二开关晶体管，具有与该第一开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该第二电阻器连接的一漏极以及与该接地端连接的一源极；

一第三开关晶体管，具有与该第二电阻器及该第二开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该第一电阻器连接的一漏极，以及接收该固定驱动电压及与该第一开关晶体管的该源极连接的一源极；

一第四开关晶体管，具有与该接地端连接的一源极、与该第一电阻器连接的该漏极，以及接收该可调控制电压的一栅极；

一电压电平转换电路，其接收一逻辑信号及该输出驱动电压且包含：

一接地端；

一反向器；

一第五开关晶体管，具有一栅极、一漏极，以及接收该输出驱动电压的一源极；

一第六开关晶体管，具有与该第五开关晶体管的该源极连接的一源极、与该第五开关晶体管的该漏极连接的一栅极以及与该功率晶体管的该栅极连接的一漏极；

一第七开关晶体管，具有接收该逻辑信号及与该反向器连接的一栅极、与该接地端连接的该源极，以及与该第五开关晶体管的该漏极及该第六开关晶体管的该栅极连接的一漏极；

一第八开关晶体管，具有与该接地端连接的一源极、与该第六开关晶体管的该漏极、该第五开关晶体管的该栅极及该功率晶体管的该栅极连接的该漏极，以及与该反向器连接的一栅极；

其中，该驱动电压控制电路是通过该可调控制电压来调整该固定驱动电压以相对应输出用以驱动与该加热电阻器相连接的该功率晶体管运作的该输出驱动电压，该电压电平转换电路相应该逻辑信号的控制以驱动该功率晶体管。

7.一种喷墨控制电路，适用于一喷墨头的一加热芯片，用以接收一固定驱动电压及一可调控制电压，并输出一用以驱动与一加热电阻器相连接的一功率晶体管运作的一输出驱动电压，该喷墨控制电路包含：

一驱动电压控制电路，其包含：

一接地端；

一第一电阻器；

一第二电阻器；

一第一开关晶体管，具有一栅极、一漏极，以及接收该固定驱动电压的一源极；

一第二开关晶体管，具有与该第一开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该第二电阻器连接的一漏极以及与该接地端连接的一源极；

一第三开关晶体管，具有与该第二电阻器及该第二开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该第一电阻器连接的一漏极，以及接收该固定驱动电压及与该第一开关晶体管的该源极连接的一源极；

一第四开关晶体管，具有与该接地端连接的一源极、与该第一电阻器连接的该漏极，以及接收该可调控制电压的一栅极；

一电压电平转换电路，其接收一逻辑信号及该输出驱动电压且包含：

一接地端；

一反向器；

一第五开关晶体管，具有接收该逻辑信号的一栅极、一漏极，以及接收该输出驱动电压的一源极；

一第六开关晶体管，具有与该第五开关晶体管的该源极连接的一源极、与该反向器连接的一栅极以及一漏极；

一第七开关晶体管，具有与该第五开关晶体管的该漏极连接的一源极、一栅极以及一漏极；

一第八开关晶体管，具有与该第六开关晶体管的该漏极连接的一源极、与该第七开关晶体管的该漏极连接的一栅极、以及一漏极；

一第九开关晶体管，具有接收该逻辑信号L及与该反向器连接的一栅极、与该接地端连接的该源极，以及与该第七开关晶体管的该漏极及该第八开关晶体管的该栅极连接的一漏极；

一第十开关晶体管，具有与该接地端连接的一源极、与该第八开关晶体管的该漏极、该第七开关晶体管的该栅极连接的一漏极，以及与该第六开关晶体管的该栅极及该反向器连接的一栅极；

一第十一开关晶体管，具有与该第五开关晶体管的该源极及该第六开关晶体管的该源极连接的一源极、与该功率晶体管的一栅极连接的一漏极、以及与该第八开关晶体管的该漏极及该第十开关晶体管的该漏极连接的一栅极；

一第十二开关晶体管，具有与该功率晶体管的该栅极连接的一漏极、与该第十开关晶体管的该源极及该接地端连接的一源极、以及与该第八开关晶体管的该漏极及该第十开关晶体管的该漏极连接的一栅极；

其中，该驱动电压控制电路是通过该可调控制电压来调整该固定驱动电压以相对应输出用以驱动与该加热电阻器相连接的该功率晶体管运作的该输出驱动电压，该电压电平转换电路相应该逻辑信号的控制以驱动该功率晶体管。

8.如权利要求7所述的喷墨控制电路，其特征在于该第十一开关晶体管及该第十二开关晶体管构成一反向器电路。

9.如权利要求7项所述的喷墨控制电路，其特征在于该第五开关晶体管及该第六开关晶体管是用以限制部分电流以避免误动作造成电路损坏。

10.一种喷墨控制电路，适用于一喷墨头的一加热芯片，用以接收一固定驱动电压及一可调控制电压，并输出一用以驱动与一加热电阻器相连接的一功率晶体管运作的一输出驱动电压，该喷墨控制电路包含：

一驱动电压控制电路，其包含：

一接地端；

一第一电阻器；

一第二电阻器；

一第一开关晶体管，具有一栅极、一漏极，以及接收该固定驱动电压的一源极；

一第二开关晶体管，具有与该第一开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该第二电阻器连接的一漏极以及与该接地端连接的一源极；

一第三开关晶体管，具有与该第二电阻器及该第二开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该接地端连接的一源极；

一第四开关晶体管，具有接收该固定驱动电压及与该第一开关晶体管的该源极连接的一源极、与该第一电阻器连接的一漏极，以及接收该可调控制电压的一栅极；

一电压电平转换电路，其接收一逻辑信号及该输出驱动电压且包含：

一接地端；

一反向器；

一第五开关晶体管，具有一栅极、一漏极，以及接收该输出驱动电压的一源极；

一第六开关晶体管，具有与该第五开关晶体管的该源极连接的一源极、与该第五开关晶体管的该漏极连接的一栅极以及与该功率晶体管的该栅极连接的一漏极；

一第七开关晶体管，具有接收该逻辑信号及与该反向器连接的一栅极、与该接地端连接的该源极，以及与该第五开关晶体管的该漏极及该第六开关晶体管的该栅极连接的一漏极；

一第八开关晶体管，具有与该接地端连接的一源极、与该第六开关晶体管的该漏极、该第五开关晶体管的该栅极及该功率晶体管的该栅极连接的该漏极，以及与该反向器连接的一栅极；

其中，该驱动电压控制电路是通过该可调控制电压来调整该固定驱动电压以相对应输出用以驱动与该加热电阻器相连接的该功率晶体管运作的该输出驱动电压，该电压电平转换电路相应该逻辑信号的控制以驱动该功率晶体管。

11.如权利要求6、7或10任一项所述的喷墨控制电路，其特征在于该固定驱动电压为一固定高电压，该固定高电压介于8V～16V。

12.如权利要求6、7或10任一项所述的喷墨控制电路，其特征在于该第二电阻器与该加热电阻器具有相同的电阻值。

13.如权利要求6、7或10任一项所述的喷墨控制电路，其特征在于该第二开关晶体管是与该功率晶体管相同。

14.如权利要求6、7或10任一项所述的喷墨控制电路，其特征在于该逻辑信号为为控制该电压电平转换电路运作的一低电压信号，该低电压信号介于3.3V～5V。

15.一种喷墨控制电路，适用于一喷墨头的一加热芯片，用以接收一固定驱动电压及一可调控制电压，并输出一用以驱动与一加热电阻器相连接的一功率晶体管运作的一输出驱动电压，该喷墨控制电路包含：

一驱动电压控制电路，其包含：

一接地端；

一第一电阻器；

一第二电阻器；

一第一开关晶体管，具有一栅极、一漏极，以及接收该固定驱动电压的一源极；

一第二开关晶体管，具有与该第一开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该第二电阻器连接的一漏极以及与该接地端连接的一源极；

一第三开关晶体管，具有与该第二电阻器及该第二开关晶体管的该漏极连接的一栅极、与该接地端连接的一源极；

一第四开关晶体管，具有接收该固定驱动电压及与该第一开关晶体管的该源极连接的一源极、与该第一电阻器连接的一漏极，以及接收该可调控制电压的一栅极；

一电压电平转换电路，其接收一逻辑信号及该输出驱动电压且包含：

一接地端；

一反向器；

一第五开关晶体管，具有接收该逻辑信号的一栅极、一漏极，以及接收该输出驱动电压的一源极；

一第六开关晶体管，具有与该第五开关晶体管的该源极连接的一源极、与该反向器连接的一栅极以及一漏极；

一第七开关晶体管，具有与该第五开关晶体管的该漏极连接的一源极、一栅极以及一漏极；

一第八开关晶体管，具有与该第六开关晶体管的该漏极连接的一源极、与该第七开关晶体管的该漏极连接的一栅极、以及一漏极；

一第九开关晶体管，具有接收该逻辑信号L及与该反向器连接的一栅极、与该接地端连接的该源极，以及与该第七开关晶体管的该漏极及该第八开关晶体管的该栅极连接的一漏极；

一第十开关晶体管，具有与该接地端连接的一源极、与该第八开关晶体管的该漏极、该第七开关晶体管的该栅极连接的一漏极，以及与该第六开关晶体管的该栅极及该反向器连接的一栅极；

一第十一开关晶体管，具有与该第五开关晶体管的该源极及该第六开关晶体管的该源极连接的一源极、与该功率晶体管的一栅极连接的一漏极、以及与该第八开关晶体管的该漏极及该第十开关晶体管的该漏极连接的一栅极；

一第十二开关晶体管，具有与该功率晶体管的该栅极连接的一漏极、与该第十开关晶体管的该源极及该接地端连接的一源极、以及与该第八开关晶体管的该漏极及该第十开关晶体管的该漏极连接的一栅极；

其中，该驱动电压控制电路是通过该可调控制电压来调整该固定驱动电压以相对应输出用以驱动与该加热电阻器相连接的该功率晶体管运作的该输出驱动电压，该电压电平转换电路相应该逻辑信号的控制以驱动该功率晶体管。

16.如权利要求15项所述的喷墨控制电路，其特征在于该第十一开关晶体管及该第十二开关晶体管构成一反向器电路。

17.如权利要求15项所述的喷墨控制电路，其特征在于该第五开关晶体管及该第六开关晶体管是用以限制部分电流以避免误动作造成电路损坏。

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