CN114083900A - 打印元件基板、打印头和打印装置 - Google Patents

Abstract

公开了打印元件基板、打印头和打印装置。打印元件基板包括：多个加热元件；多个检测元件，每个检测元件被配置为检测对应的加热元件的温度；第一电流生成单元；第二电流生成单元；以及信号输出单元，其中，第一电流生成单元和第二电流生成单元中的一个向第一检测元件供应电流，另一个向第二检测元件供应电流，并且信号输出单元输出根据第一检测元件的在供应电流时发生电位变化的一侧的一个端子与第二检测元件的在供应电流时发生电位变化的一侧的一个端子之间的电位差的信号。

Description

打印元件基板、打印头和打印装置

技术领域

本发明主要涉及打印元件基板。

背景技术

一些打印装置包括作为被配置为执行打印的打印元件的加热元件(参见日本专利公开No.2008-23987)。加热元件对诸如墨滴之类的液体进行加热以产生气泡，由此将液体从设置在打印头中的孔口排出。电阻元件被用作加热元件。加热元件通过通电被驱动，因此产生热能(注意的是，加热元件也可以被称为电热换能器、加热器等)。

日本专利公开No.2008-23987描述了与加热元件对应地设置检测元件，该检测元件被配置为检测液体是否被适当地排出。电阻元件被用作检测元件，并且该元件的电阻值随着由液体排出导致的温度变化而变化。因此，可以基于检测元件的电压来确定液体是否被适当地排出(检测元件也可以被称为温度传感器等)。在该配置中，为了提高检测的精确度，可能需要进一步的设计。

发明内容

本发明的示例性目的是提供有利于提高检测液体是否被适当地排出的精确度的技术。

本发明的一个方面提供了一种打印元件基板，包括：多个加热元件，每个加热元件能够产生热能；多个检测元件，对应于多个加热元件，并且多个检测元件中的每个检测元件能够检测对应的加热元件的温度；第一电流生成单元；第二电流生成单元，与第一电流生成单元不同；以及信号输出单元，其中，第一电流生成单元和第二电流生成单元中的一个向多个检测元件中的第一检测元件供应电流，第一电流生成单元和第二电流生成单元中的另一个向多个检测元件中的第二检测元件供应电流，并且信号输出单元输出根据第一检测元件的在供应电流时发生电位变化的一侧的一个端子与第二检测元件的在供应电流时发生电位变化的一侧的一个端子之间的电位差的信号。

根据以下(参考附图)对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是示出了打印元件基板的配置的示例的电路图；

图2是示出了打印元件基板的驱动模式的时序图；

图3A是示出了信号输出单元的配置的示例的电路图；

图3B是示出了信号输出单元的配置的示例的电路图；

图3C是示出了信号输出单元的配置的示例的电路图；

图4A是示出了信号输出单元的驱动模式的时序图；

图4B是示出了信号输出单元的驱动模式的时序图；

图4C是示出了信号输出单元的驱动模式的时序图；

图5是用于说明叠加在信号输出单元上的噪声的等效电路图；

图6是示出了打印元件基板的一部分和打印头的一部分的示意性截面图；

图7是示出了打印装置的配置的框图；

图8A是示出了整个打印装置的透视图；以及

图8B是示出了打印装置的系统配置的框图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细地描述实施例。注意的是，以下实施例不旨在限制要求保护的本发明的范围。在实施例中描述了多个特征，但是并不限制需要所有这样的特征的发明，并且可以适当地组合多个这样的特征。此外，在附图中，相同的附图标记被赋予相同或类似的配置，并且省略其冗余描述。

(打印装置的概要)

将参考图8A和图8B描述根据实施例的喷墨型打印装置801的概要。

图8A是示出了打印装置801的外观的示例的透视图。在打印装置801中，被配置为排出墨(液体)以执行打印的打印头1708被安装在滑架802上，并且滑架802在箭头d1的方向上往复移动，由此执行打印。打印装置801包括输送机构807。输送机构807将打印介质Sh输送到预定位置。作为打印介质Sh，可以使用由纸材料等制成的片材。打印头1708在预定位置处向打印介质Sh排出墨，由此执行打印。

除了打印头1708之外，例如，墨盒806被安装在滑架802上。墨盒806存储要被供应到打印头1708的墨。墨盒806被可拆卸地安装在滑架802上。另外，打印装置801可以执行彩色打印。因此，分别存储品红色(M)、青色(C)、黄色(Y)和黑色(K)墨的四个墨盒被安装在滑架802上。该四个墨盒可以被独立地连接/拆卸。

打印头1708设置有被配置为排出墨的多个喷嘴nz。打印头1708包括打印元件基板，该打印元件基板包括与多个喷嘴nz对应地设置的多个打印元件。如随后将详细描述的，根据打印信号的脉冲电压被施加到打印元件，因此对应的喷嘴nz被驱动，并且从喷嘴nz排出墨。在该实施例中，加热元件被用作打印元件。

图8B示出了打印装置801的系统配置。打印装置801包括接口1700、MPU 1701、ROM1702、RAM 1703和门阵列1704。打印信号被输入到接口1700。ROM 1702存储要由MPU 1701执行的控制程序。RAM 1703存储诸如上述打印信号和被供应到打印头1708的打印数据之类的各种数据。门阵列1704执行对打印头1708的打印数据的供应控制，并且还控制接口1700、MPU 1701和RAM 1703之间的数据传送。

打印装置801还包括打印头驱动器1705、马达驱动器1706和1707、输送马达1709和载体马达1710。打印头驱动器1705驱动打印头1708。马达驱动器1706和1707分别驱动输送马达1709和载体马达1710。输送马达1709驱动输送机构807，以使其输送打印介质Sh。载体马达1710输送打印头1708。

当打印信号被输入到接口1700时，打印信号可以在门阵列1704和MPU 1701之间被转换为预定格式的打印数据。根据打印数据来驱动和控制机构，因此实现所期望的打印。

图7示出了根据实施例的打印装置801的配置的示例。打印装置801包括打印元件基板1和控制器2。打印元件基板1被包含在打印头1708中，并执行打印头1708的驱动控制，打印头1708被配置为在打印介质Sh上形成图像。注意的是，图像的概念不仅包括字符、符号、图形和照片，而且还包括可以在它们之间形成的空白。随后将描述打印元件基板1的更多细节。

控制器2包括信号生成单元3、打印控制单元4、确定单元5和存储单元6，并通过与打印元件基板1交换信号来执行打印头1708的驱动控制。用于指示在打印介质Sh上执行图像打印的命令(也被称为作业等)被从外部设备(未示出)输入到打印控制单元4。该命令包括表示图像信息的图像数据，并还包括用于执行打印的附加信息。基于来自外部设备(未示出)的命令，打印控制单元4将用于驱动打印头1708的驱动数据输出到信号生成单元3。注意的是，外部设备是可以通过有线或无线地与打印装置801通信的计算机，并可被表示为主机设备等。

信号生成单元3基于来自打印控制单元4的数据来生成多个信号(随后将描述)，并将这些信号输出到打印元件基板1。如随后将详细描述的，确定单元5从打印元件基板1接收确定信号RSLT，并执行预定的确定。确定单元5的确定结果被存储在存储单元6中。打印控制单元4基于存储在存储单元6中的确定结果来处理打印数据(例如，执行补充处理、校正处理等)，生成数据，并将其输出到信号生成单元3。

注意的是，控制器2设置在打印装置801的主体中(打印头1708外部)，但也可以被包含在打印头1708中。另外，为了与其它控制器区分，控制器2可以被表示为头控制器等。

(打印元件基板的配置示例)

图1是示出了打印元件基板1的配置的示例的简单电路图。在与多个喷嘴nz对应的区域101中，打印元件基板1包括加热单元91、温度检测单元92和电流供应单元104。

加热单元91包括多个(在该实施例中为四个)加热元件120a至120d以及多个驱动元件119a至119d。注意的是，在以下描述中，如果不需要特别区分，则加热元件120a至120d可以被简称为加热元件120，并且多个驱动元件119a至119d可以被简称为驱动元件119。

加热元件120a和驱动元件119a被串联电连接在电压VH和GNDH之间。这也适用于加热元件120b和驱动元件119b、加热元件120c和驱动元件119c以及加热元件120d和驱动元件119d。多个加热元件120是与多个喷嘴nz对应地设置的电阻元件，通过通电被驱动，并且因此产生热能。驱动元件119例如是诸如MOS(金属氧化物半导体)晶体管之类的开关元件。每个驱动元件119在导通状态下驱动对应的加热元件120，并在非导通状态下抑制驱动。利用这种配置，驱动元件119a至119d分别基于信号H1至H4来驱动加热元件120a至120d。注意的是，电压源102连接在电压VH和GNDH之间。

另外，针对加热元件120a和驱动元件119a设置逻辑单元(AND(与)电路)117a和118a，并且这些逻辑单元被集成到元件116a中。这也适用于图1中示出的元件116b、116c和116d。

多个加热元件120被按时间划分地(time-divisionally)驱动。该驱动也可以被表示为时分驱动等。通过将多个加热元件划分成两组或更多组并逐组地驱动每个组中的一些加热元件来执行时分驱动。

例如，设i为组的数量(i为2或更大的整数)，并且j为每个组中的加热元件的数量(j为2或更大的整数)。在这种情况下，首先，同时驱动第一组、第二组、...和第i组中的每组中的i个第一加热元件。接下来，同时驱动第一组、第二组、...和第i组中的每组中的i个第二加热元件，并根据相同的过程顺次地驱动第三加热元件、第四加热元件、...和第j加热元件。注意的是，在时分驱动中同时驱动的i个加热元件也被称为“时分块”或简称为“块”等。

在该实施例中，设定i＝2和j＝2以促进理解。包括加热元件120a的元件116a和包括加热元件120b的元件116b形成组G1，并且包括加热元件120c的元件116c和包括加热元件120d的元件116d形成组G2。

如随后将详细描述的，移位寄存器(shift register，SR)114a和锁存电路(latchcircuit，LAT)115a布置在组G1中，并且移位寄存器114b和锁存电路115b布置在组G2中。

温度检测单元92包括多个检测元件130a至130d以及多个开关元件126a至126d、127a至127d、128b至128d和129b至129d。像驱动元件119一样，可以使用MOS晶体管等作为开关元件126a等。注意的是，在以下描述中，如果不需要特别区分，则检测元件130a至130d可以被简称为检测元件130。

开关元件126a和127a串联电连接，检测元件130a的一个端子连接在开关元件126a和127a之间，并且另一个端子被固定到电压VSS。元件126a、127a和130a被集成到元件125a中。

开关元件126b和127b串联电连接。开关元件128b和129b串联电连接。检测元件130b的一个端子连接在开关元件126b和127b之间，并且也连接在开关元件128b和129b之间，而另一个端子被固定到电压VSS。元件126b、127b、128b、129b和130b被集成到元件125b中。这也适用于图1中示出的元件125c和125d。

元件125a和125b对应于组G1，并且元件125c和125d对应于组G2。

多个检测元件130是与多个加热元件120对应地设置的电阻元件，并通过由对应的加热元件120产生的热能来改变电阻值。检测元件130用作被配置为检测温度的温度传感器。

例如，在元件125b中，当开关元件126b被设定为导通状态时，检测元件130b根据电阻值来产生电压V_M。当开关元件127b被设定为导通状态时，电压V_M被输出作为表示温度检测结果的信号(有时将被称为信号V_M)。另外，当开关元件128b被设定为导通状态时，检测元件130b根据电阻值来产生电压V_R。当开关元件129b被设定为导通状态时，电压V_R被输出作为表示温度检测结果的信号(有时将被称为信号V_R)。

如随后将详细描述的，移位寄存器121a、锁存电路122a和逻辑单元(AND电路)123a和123b被布置在组G1中，并且移位寄存器121b、锁存电路122b、逻辑单元(AND电路)123c和123d被布置在组G2中。另外，逻辑单元(OR(或)电路)124布置在组G1或G2中。

电流供应单元104包括电流源107以及晶体管108、109和110。电流源107和晶体管108串联电连接在电压VHTA和VSS之间。晶体管109和110被布置为形成关于晶体管108的电流镜电路。电流源107基于来自随后将描述的锁存电路106的信号来生成所期望的电流Irefin。注意的是，电压源103连接在电压VHTA和VSS之间。

晶体管109用作第一电流生成单元，并根据电流Irefin产生电流Iref，并且电流Iref可被供应到开关元件126a、126b、126c和126d。

类似地，晶体管110用作第二电流生成单元，并根据电流Irefin产生电流Iref，并且电流Iref可以被供应到开关元件128b、128c和128d。

在区域101中，打印元件基板1还包括移位寄存器105、锁存电路106、移位寄存器111、锁存电路112、解码器113和缓冲电路(电压跟随电路)131和132。

移位寄存器105接收基准电流信号(数据)Diref，并基于时钟信号CLK来顺次地传送基准电流信号Diref。锁存电路106基于锁存信号LT来锁存从移位寄存器105传送的信号。电流源107根据锁存信号来产生电流Irefin。

移位寄存器111接收块信号(块数据)BLE，并基于时钟信号CLK来顺次地传送块信号BLE。锁存电路112基于锁存信号LT来锁存从移位寄存器111传送的信号。解码器113基于锁存信号输出信号B1和B2，也就是说，将块信号BLE解码为信号B1和B2。

在组G1中，移位寄存器114a接收基于图像数据的数据信号DATA，并基于时钟信号CLK来顺次地传送数据信号DATA。锁存电路115a基于锁存信号LT来锁存从移位寄存器114a传送的信号，并输出信号D1。

逻辑单元117a输出基于信号B1和D1的AND。逻辑单元118a输出基于来自逻辑单元117a的输出信号和热使能信号HE的AND作为信号H1。类似地，逻辑单元117b输出基于信号B2和D1的AND。逻辑单元118b输出基于来自逻辑单元117b的输出信号和热使能信号HE的AND作为信号H2。

类似地，在组G2中，移位寄存器114b接收数据信号DATA，并基于时钟信号CLK来顺次地传送数据信号DATA。锁存电路115b基于锁存信号LT来锁存从移位寄存器114b传送的信号，并输出信号D2。

逻辑单元117c输出基于信号B1和D2的AND。逻辑单元118c输出基于来自逻辑单元117c的输出信号和热使能信号HE的AND作为信号H3。类似地，逻辑单元117d输出基于信号B2和D2的AND。逻辑单元118d输出基于来自逻辑单元117d的输出信号和热使能信号HE的AND作为信号H4。

利用该配置，在加热单元91中，多个加热元件120被按时间划分地驱动。

另一方面，关于温度检测单元92，在组G1中，移位寄存器121a接收温度检测信号(数据)SDATA，并基于时钟信号CLK来顺次地传送温度检测信号SDATA。锁存电路122a基于锁存信号LT来锁存从移位寄存器121a传送的信号，并输出信号SD1。逻辑单元123a输出基于信号B1和SD1的AND作为信号S1，并且逻辑单元123b输出基于信号B2和SD1的AND作为信号S2。

在组G2中，移位寄存器121b接收信号SDATA，并基于时钟信号CLK来顺次地传送信号SDATA。锁存电路122b基于锁存信号LT来锁存从移位寄存器121b传送的信号，并输出信号SD2。逻辑单元123c输出基于信号B1和SD2的AND作为信号S3，并且逻辑单元123d输出基于信号B2和SD2的AND作为信号S4。

逻辑单元124输出基于来自组G1的信号S2和来自组G2的信号S4的OR(S2+S4)。

信号S1被供应到开关元件126a、127a、128b和129b的控制端子(在该实施例中为栅极)。信号S2被供应到开关元件126b和127b的控制端子。信号S3被供应到开关元件126c、127c、128d和129d的控制端子。信号S4被供应到开关元件126d和127d的控制端子。另外，OR(S2+S4)被供应到开关元件128c和129c的控制端子。

利用该配置，在温度检测单元92中，多个检测元件130输出与加热元件120的时分驱动对应的信号V_M和V_R。缓冲电路131对信号V_M进行电路分离，并且将其作为信号Vmes输出到差分放大器133(随后将描述)，并且缓冲电路132对信号V_R进行电路分离，并将其作为信号Vref输出到差分放大器133(随后将描述)。

图6是示出了打印元件基板1的一部分和打印头1708的一部分的示意性截面图。打印元件基板1包括第一布线层605、第二布线层604和包含它们的绝缘构件606。形成电压VHTA和VSS的电源线布置在布线层605中，并且形成电压VH和GNDH的电源线布置在布线层604中。孔板608布置在打印元件基板1上方以形成墨的通道607，并且在孔板608中设置与每个喷嘴nz对应的孔口609。

加热元件120和检测元件130被包含在通道607侧的绝缘构件606中。在该实施例中，加热元件120位于检测元件130上方。注意的是，为了促进理解，这里未图示连接到加热元件120和检测元件130的元件(119、126a等)。加热元件120经由接触插塞601连接到布置在布线层604中的电源线。检测元件130经由接触插塞602、布线层604和接触插塞603连接到布置在布线层605中的电源线。

尽管这里示出了单个加热元件120和单个检测元件130，但是这也适用于其余的加热元件120和检测元件130。如上所述，检测元件130中的每个被设置为在平面图中面对对应的加热元件120中的一个。当加热元件120被驱动时，在加热元件120正上方的通道607中的墨产生气泡，并被从孔口609排出。检测元件130接收来自加热元件120的热并改变电阻值。

返回参考图1，在区域101之外，打印元件基板1还包括差分放大器133、滤波器电路134和反相放大器(inverting amplifier，INV)135。

图3A示出了差分放大器133的配置的示例。差分放大器133包括运算放大器301、电压源302和多个电阻元件303至306。信号Vmes经由电阻元件303被输入到运算放大器301的反相输入端子(图3A中由“-”指示)，并且信号Vref经由电阻元件304被输入到非反相输入端子(图3A中由“+”指示)。电阻元件305被布置为在运算放大器301的输出端子和反相输入端子之间形成反馈电路。另外，电压源302经由电阻元件306连接到非反相输入端子。

这里，当加热元件120被驱动时，信号Vmes被从对应的检测元件130(为了区分被称为检测元件130mes)输出，并且信号Vref被从另一个检测元件130(为了区分被称为检测元件130ref)输出。分别基于检测元件130mes和130ref的电阻值来确定信号Vmes和Vref的值(分别将被称为电压Vmes和Vref)。

针对检测元件130mes，对应的加热元件120被驱动。设T为此时的检测元件130mes的温度，并且Rs0为室温T0的检测元件130的电阻值。此时，使用检测元件130的温度电阻系数TCR，检测元件130mes的电阻值Rmes由以下给出

Rmes＝Rs0×{1+TCR×(T-T0)}

因此，电压Vmes由以下给出

Vmes＝Iref×Rmes

＝Iref×Rs0×{1+TCR×(T-T0)}

另一方面，针对检测元件130ref，不驱动对应的加热元件120。因此，设Tini为此时间期间的温度(初始温度)。此时，检测元件130ref的电阻值Rref由以下给出

Rref＝Rs0×{1+TCR×(Tini-T0)}

因此，电压Verf由以下给出

Vref＝Iref×Rref

＝Iref×Rs0×{1+TCR×(Tini-T0)}

差分放大器133接收电压Vmes和Vref，并输出信号Vdif。设RD1为电阻元件303和304的电阻值，RD2为电阻元件305和306的电阻值，Vofs1为由电压源302产生的电压，并且Gdif为运算放大器301的增益。此时，输出信号Vdif的值(电压Vdif)由以下给出

Vdif＝Gdif×(Vref-Vmes)+Vofs1

＝Vofs1-Gdif×Iref×Rs0×TCR×(T-Tini)

注意的是，增益Gdif由以下给出

Gdif＝RD2/RD1

电压Vofs1优选地被设定为使得可以实现由差分放大器133进行的所期望的操作。

利用该配置，差分放大器133将与来自缓冲电路131的信号Vmes与来自缓冲电路132的信号Vref之间的差对应的信号Vdif输出到滤波器电路134。

图3B示出了滤波器电路134的配置的示例。滤波器电路134包括二次低通滤波器单元307和一次高通滤波器单元308。

低通滤波器单元307包括运算放大器309、多个电阻元件310和311以及多个电容器312和313。信号Vdif经由电阻元件310和311输入到运算放大器309的非反相输入端子。运算放大器309的非反相输入端子经由电容器313被固定到电压VSS。电容器312被布置为在运算放大器309的输出端子与电阻元件310和311间的节点之间形成反馈电路。输出端子连接到运算放大器309的反相输入端子。设RL1为电阻元件310的电阻值，RL2为电阻元件311的电阻值，CL1为电容器312的电容值，并且CL2为电容器313的电容值。

注意的是，低通滤波器单元307的截止频率fcL由以下给出

fcL＝{2×π×(RL1×RL2×CL1×CL2)^1/2}^-1

高通滤波器单元308包括运算放大器314、多个电阻元件316和317、电容器318以及电压源315。运算放大器309的输出端子经由电阻元件316和电容器318连接到运算放大器314的反相输入端子。电阻元件317被布置为在运算放大器314的输出端子和反相输入端子之间形成反馈电路。电压源315连接到运算放大器314的非反相输入端子。设RH1为电阻元件316的电阻值，RH2为电阻元件317的电阻值，CH为电容器318的电容值，并且Vofs2为由电压源315产生的电压。

注意的是，高通滤波器单元308的截止频率fcH由以下给出

fcH＝(2×π×RH1×CH)^-1

利用该配置，滤波器电路134对输出信号Vdif进行滤波(使信号Vdif的预定范围内的频率分量通过)，并将信号Vdif作为信号VF输出到反相放大器135(信号VF由电压表示，并且值被表示为电压VF)。信号VF的值与放大因子GH(＝RH2/RH1)成比例地变化。

图3C示出了反相放大器135的配置的示例。反相放大器135包括运算放大器319、多个电阻元件320和321以及电压源315(与高通滤波器单元308中相同(参见图3B))。信号VF经由电阻元件320被输入到运算放大器319的反相输入端子。电阻元件321被布置为在运算放大器319的输出端子和反相输入端子之间形成反馈电路。电压源315连接到运算放大器319的非反相输入端子。设RI1为电阻元件320的电阻值，RI2为电阻元件321的电阻值。反相放大器135的增益Ginv由以下给出

Ginv＝RI2/RI1

利用该配置，反相放大器135将信号VF反相并放大，并将其作为信号Vinv输出到比较器139(随后将描述)(信号Vinv由电压表示，并且值被表示为电压Vinv)。使用反相放大器135的增益Ginv，信号Vinv的值由以下给出

Vinv＝Vofs2+Ginv×(Vofs2-VF)

电压Vofs2优选地被设定为使得可以实现由反相放大器135进行的所期望的操作。

返回参考图1，在区域101之外，打印元件基板1还包括移位寄存器136、锁存电路137、数字/模拟转换器(DAC)138、比较器139、RS锁存电路140和触发器电路141。

移位寄存器136接收基准值信号(数据)Dth，并基于时钟信号CLK来顺次地传送基准值信号Dth。锁存电路137基于锁存信号LT来锁存从移位寄存器136传送的信号。DAC 138对锁存信号进行数字/模拟转换(DA转换)，并输出模拟信号Vdth(信号Vdth由电压表示，并且值被表示为电压Vdth)。注意的是，信号Dth是例如8位信号组，并且信号Vdth可以被设定为例如256级的任意值。

比较器139比较信号Vinv和Vdth的大小，并输出表示比较结果的信号CMP(信号CMP由电压表示，并且值被表示为电压CMP)。RS锁存电路140基于锁存信号LT来锁存信号CMP，并输出锁存信号作为信号HCMP(信号HCMP由电压表示，并且值被表示为电压HCMP)。触发器电路141接收信号HCMP，并基于锁存信号LT来输出确定信号RSLT。

差分放大器133、滤波器电路134、反相放大器135、移位寄存器136、锁存电路137、DAC 138、比较器139、RS锁存电路140和触发器电路141被集成到信号输出单元93中。

利用该配置，表示检测元件130的检测结果的信号RSLT被从打印元件基板1的信号输出单元93输出到控制器2的确定单元5(参见图1)。控制器2基于信号RSLT执行打印头1708的驱动控制。注意的是，可以在不脱离范围的情况下改变以上描述中图示的单个单元、电路、元件等，并且可以使用公知的单元、电路、元件等。

图2是示出了打印元件基板1的驱动模式的时序图。图2的横坐标是时基(timebase)，并且纵坐标示出了信号LT、BLE、DATA、HE、SDATA、B1和B2、D1和D2、H1至H4、SD1和SD2以及S1至S4的值(电压值)。关于信号值，有效电平是高电平(H电平)，并且非有效电平是低电平(L电平)。

对于锁存信号LT，在时段tb中施加预定时段内改变为H电平的脉冲信号。类似地，在接着锁存信号LT的脉冲信号的时段tb中施加热使能信号HE的脉冲信号。

作为块信号BLE，在时段tb中顺次地施加信号BL1、BL2、BL3和BL4。类似地，作为数据信号DATA，顺次地施加信号DT1、DT2、DT3和DT4，并且作为温度检测信号SDATA，顺次地施加信号SDT1、SDT2、SDT3和SDT4。

基于上述信号，信号H1从时刻t0至t1呈现H电平的波形201。类似地，信号H2从时刻t1至t2呈现H电平的波形202，信号H3从时刻t2至t3呈现H电平的波形203，并且信号H4从时刻t3至t4呈现H电平的波形204。

另外，基于上述信号，信号SD1从时刻t0至t2改变为H电平，并且信号SD2从时刻t3至t4改变为H电平。信号S1从时刻t0至t1呈现H电平的波形205，信号S2从时刻t1至t2呈现H电平的波形206，信号S3从时刻t2至t3呈现H电平的波形207，并且信号S4从时刻t3至t4呈现H电平的波形208。

也就是说，根据该实施例，基于信号H1至H4顺次地驱动加热元件120a至120d，并且在该时间期间，基于信号S1至S4顺次地驱动检测元件130a至130d。

更具体地，首先，从时刻t0至t1，驱动加热元件120a。在该时间期间，对应的检测元件130a的一个端子的电压经由开关元件127a作为信号V_M输出，并且另一个检测元件130b的一个端子的电压经由开关元件129b作为信号V_R输出。

接下来，从时刻t1至t2，驱动加热元件120b。在该时间期间，对应的检测元件130b的一个端子的电压经由开关元件127b作为信号V_M输出，并且另一个检测元件130c的一个端子的电压经由开关元件129c作为信号V_R输出。

此后，从时刻t2至t3，驱动加热元件120c。在该时间期间，对应的检测元件130c的一个端子的电压经由开关元件127c作为信号V_M输出，并且另一个检测元件130d的一个端子的电压经由开关元件129d作为信号V_R输出。

最后，从时刻t3至t4，驱动加热元件120d。在该时间期间，对应的检测元件130d的一个端子的电压经由开关元件127d作为信号V_M输出，并且另一个检测元件130c的一个端子的电压经由开关元件129c作为信号V_R输出。

注意的是，如上所述，检测元件130a至130d中的每个的另一个端子被固定到电压VSS。

图5是用于说明叠加在信号输出单元93上的噪声的等效电路图。从时刻t0至t1，检测元件130a是温度检测目标(对应于上述检测元件130mes)，并且检测元件130b是比较目标(对应于上述检测元件130ref)。也就是说，检测元件130a的电阻值由Rmes表示，并且d检测元件130b的电阻值由Rref表示。

这里，如部分放大的图中所示，在信号S2的信号线与信号V_M的信号线之间可以形成寄生电容器501(电容值Cprs)。检测元件130a和寄生电容器501形成高通滤波器，并且其截止频率fcHM由以下给出

fcHM＝(2×π×Rmes×Cprs)^-1

类似地，如部分放大的图中所示，在信号S2的信号线与信号V_R的信号线之间可以形成寄生电容器502(电容值Cprs)。检测元件130b和寄生电容器502形成高通滤波器，并且其截止频率fcHR由以下给出

fcHR＝(2×π×Rref×Cprs)^-1

从寄生电容器501和502得到的串扰噪声(从信号S2的信号线混合的噪声)可以经由高通滤波器被叠加在信号V_M和V_R上。然而，在驱动加热元件120a之前(T＝Tini)，由于电阻值Rmes与Rref彼此相等，因此截止频率fcHM与fcHR彼此相等。因此，串扰噪声被差分放大器133抵消。

另外，由于电流源107的电流量的波动，另一噪声(所谓的波动噪声)可以被叠加在信号Vmes和Vref上。该噪声也可以被差分放大器133抵消。

-第一示例

图4A是示出了作为该实施例的示例的信号输出单元93的驱动模式的时序图。图4A的横坐标是时基(这里，主要是时刻t0至t1)，并且纵坐标示出了信号LT、HE(H1)和S1，也示出了此时的信号CMP、HCMP、RSLT、Vdif和Vinv。

在该示例中，如以上参考图1描述的，作为温度检测目标的检测元件130mes的一个端子的电压作为信号V_M输出，并且作为比较目标的检测元件130ref的一个端子的电压作为信号V_R输出。此后，根据信号V_M和V_R的信号Vmes和Vref被输入到反相放大器135，并且输出信号Vdif。

关于信号Vdif，在信号H1被激活之后(在加热元件120被驱动之后)，在适当地执行墨排出的情况下的波形401在特征点405处呈现出相对陡峭的变化。这是因为从孔口609(参见图6)排出的墨的一部分由于负压或粘性而返回到孔口609而导致的。另一方面，在没有适当地执行墨排出的情况下的波形402在没有形成特征点405的情况下呈现出相对温和的变化。

如果信号Vdif具有波形401，则信号Vinv呈现波形403。如果信号Vdif具有波形402，则信号Vinv呈现波形404。在波形403中，出现表示特征点405之后的波形401的最大变化量的峰值406。峰值406处的电压Vp由以下给出

Vp＝Vpref+Vpb

(＝Vofs2+Vpb)

随着时间的流逝，波形403变得接近值Vpref。另一方面，波形404中出现的峰值比峰值406小与电压VPDIF对应的量。

参考图1和图2以及图4A，在信号Vinv大于信号Vdth的时段期间，信号CMP处于H电平，并且在信号Vinv变得大于信号Vdth的定时之后，信号HCMP保持H电平。也就是说，如图4A中所示，如果Vinv>Vdth，则信号CMP形成波形407，否则形成波形408。根据信号CMP，如果Vinv>Vdth，则信号HCMP形成波形409，否则形成波形410。根据信号HCMP，如果Vinv>Vdth，则信号RSLT形成波形411，否则形成波形412。

如上所述，信号Vdif由以下给出

Vdif＝Gdif×(Vref-Vmes)+Vofs1

＝Vofs1-Gdif×Iref×Rs0×TCR×(T-Tini)

也就是说，如从图4A中示出的信号Vdif中清楚的，波形401和402可以从电压Vofs1相对较大地降低(变化)(也就是说，动态范围相对大)。在该示例中，增益Gdif被设定为

Gdif＝RD2/RD1＝1

如图4A中所示，由于来自信号Vdif的电压Vofs1的减小量相对小，因此可以说，在这种情况下，可以使增益Gdif较大。

-第二示例

像图4A(第一示例)一样，图4B示出了作为第二示例的在增益Gdif被设定为Gdif＝RD2/RD1＝3的情况下的时序图。注意的是，在该示例中，与第一示例相比，反相放大器135的增益Ginv降低至1/3，由此获得与图4A(第一示例)中相同的信号Vinv的波形。

在该示例中，与第一示例相比，使增益Gdif较大，如图4B中所示，由此使来自信号Vdif的电压Vofs1的减小量相对大。由于此原因，根据该示例，信号Vdif可以在相对大的动态范围下降低。因此，根据该示例，可以通过差分放大器133精确地检测信号Vmes和Vref之间的差，也就是说，提高检测墨是否被适当排出的精确度。

-参考示例

像图4A(第一示例)和图4B(第二示例)一样，图4C示出了作为参考示例的时序图。在该参考示例中，将考虑检测元件130mes的一个端子的电压被作为信号V_M输出并且另一端子的电压被作为信号V_R输出的常规配置。这里，初始温度Tini处的检测元件130mes的电阻值Rini由以下给出

Rini＝Rs0×{1+TCR×(Tini-T0)}

另外，信号Vdif由以下给出

Vdif＝Vofs1–Vmes

＝Vofs1-Iref×Rini

也就是说，在该示例中，可以说由于与上述第一示例和第二示例相比，信号Vdif的动态范围变小了与(Iref×Rini)对应的量，因此增益Gdif需要被设定得小。

如上所述，根据该实施例，基于与作为温度检测目标的检测元件130mes的一个端子的电压对应的信号V_M和与作为比较目标的检测元件130ref的一个端子的电压对应的信号V_R来获得确定信号RSLT。根据该实施例，与获取检测元件130mes的端子之间的电位差作为信号RSLT的常规配置相比，可以扩展输出信号Vdif的动态范围。因此，信号RSLT可以是精确地表示墨是否被适当排出的信息信号。注意的是，检测元件130mes和130ref中的每个的另一端子被固定到预定电压VSS。

控制器2从打印元件基板1接收以这种方式获得的确定信号RSLT。在控制器2中，确定单元5可以基于信号RSLT来确定墨是否被适当地排出。该确定结果被存储在存储单元6中。基于存储在存储单元6中的确定结果，打印控制单元4执行对诸如在将打印数据输出到信号生成单元3时的打印数据的补充处理和校正处理之类的后续打印操作的反馈。

注意的是，在该实施例中，检测元件130的数量为4个(检测元件130a至130d)。事实上，可以排列更多的检测元件130。在这种情况下，作为比较目标的检测元件130ref，选择作为温度检测目标的检测元件130mes附近的检测元件(优选地，与检测元件130mes相邻的检测元件)以减小可能由半导体制造处理导致的元件之间的特性变化的影响。

综上所述，打印元件基板1包括多个加热元件120、多个检测元件130、用作第一电流生成单元的晶体管109、用作第二电流生成单元的晶体管110和信号输出单元93。多个检测元件130与多个加热元件120对应地设置，并且每个检测元件130被配置为检测对应的加热元件的温度(参见图6)。晶体管109和110形成电流镜电路的一部分，并产生量彼此相等的电流Iref(参见图1)。晶体管109可以向检测元件130供应电流Iref。晶体管110独立于晶体管109设置，并可以像晶体管109一样将电流Iref供应到检测元件130。

信号输出单元93输出基于检测元件130的检测结果的信号RSLT。在该实施例中，晶体管109和110中的一个(例如，109)将电流Iref供应到多个检测元件130中的某个检测元件(第一检测元件130mes，例如，检测元件130a)，另一个(例如，110)将电流Iref供应到另一检测元件(第二检测元件130ref，例如，检测元件130b)，并且由此获得的信号RSLT被从信号输出单元93输出。信号RSLT呈现出与第一检测元件130mes的一个端子(在供应电流Iref时发生电位变化的一侧的端子)和第二检测元件130ref的一个端子(在供应电流Iref时发生电位变化的一侧的端子)之间的电位差对应的值。

这里，在多个加热元件120之中，对应于第一检测元件130mes的加热元件被定义为第一加热元件(例如，加热元件120a)，并且对应于第二检测元件130ref的加热元件被定义为第二加热元件(例如，加热元件120b)。在输出信号RSLT时，驱动第一加热元件120a和第二加热元件120b中的一个(例如，120a)，并且抑制另一个(例如，120b)的驱动。

在该实施例中，在驱动某个加热元件120期间，对应的检测元件130mes的电压与不同的另一检测元件130ref的电压之间的电位差优选地作为信号RSLT输出。因此，优选的是，一个电流生成单元(晶体管109)可以向多个检测元件130中的每个供应电流，并且在该时间期间，另一个(晶体管110)可以向与不是驱动目标的加热元件120对应的检测元件130ref供应电流。因此，可以说，优选地设置多个检测元件130中的至少一些以选择性地接收来自晶体管109和110的电流。

根据该实施例，与输出表示每个检测元件130的端子之间的电位差的信号的常规配置相比，可以扩展输出信号Vdif的动态范围(参见图4A至图4C)。这使得可以以相对大的放大因子来放大信号，并且基于信号的改变来精确地检测或确定液体是否被适当地排出。

(其它)

在以上描述中，以使用喷墨打印方法的打印装置801作为示例进行了描述，但打印方法不限于上述模式。另外，打印装置801可以是仅具有打印功能的单功能打印机或具有诸如打印功能、传真功能和扫描仪功能之类的多个功能的多功能打印机。此外，打印装置可以是例如用于通过预定的打印方法制造滤色器、电子设备、光学设备、微结构等的制造装置。

该说明书中的术语“打印”应该以广义的含义进行解释。因此，“打印”的模式不重要的是在打印介质上形成的对象是否是诸如字符和图形之类的重要信息，也不重要的是对象是否被可视化使得人可以在视觉地察觉它。

另外，“打印介质”应该以广义的含义进行解释，类似于上述的“打印”。因此，“打印介质”的概念除了通常使用的纸之外，还可以包括诸如布、塑料膜、金属板、玻璃、陶瓷、树脂、木材、皮革等之类的可以接受墨的任何构件。

此外，“墨”应该以广义的含义进行解释，类似于上述的“打印”。因此，“墨”的概念除了通过被施加到打印介质上而形成图像、数字、图案等的液体之外，还可以包括可以用于处理打印介质、处理墨(例如，施加到打印介质上的墨中的着色剂的凝结或不溶解)等的附加液体。

本发明不限于以上实施例，并且可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变和修改。因此，为了使公众知道本发明的范围，提出随附的权利要求。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但要理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。随附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (10)

1.一种打印元件基板，包括：

多个加热元件，每个加热元件能够产生热能；

多个检测元件，所述多个检测元件对应于所述多个加热元件，并且所述多个检测元件中的每个检测元件能够检测对应的加热元件的温度；

第一电流生成单元；

第二电流生成单元，与第一电流生成单元不同；以及

信号输出单元，

其中，第一电流生成单元和第二电流生成单元中的一个向所述多个检测元件中的第一检测元件供应电流，第一电流生成单元和第二电流生成单元中的另一个向所述多个检测元件中的第二检测元件供应电流，并且信号输出单元输出根据第一检测元件的在供应电流时发生电位变化的一侧的一个端子与第二检测元件的在供应电流时发生电位变化的一侧的一个端子之间的电位差的信号。

2.根据权利要求1所述的基板，其中，当在所述多个加热元件之中，对应于第一检测元件的加热元件被定义为第一加热元件并且对应于第二检测元件的加热元件被定义为第二加热元件时，在由信号输出单元输出所述信号时，第一加热元件和第二加热元件中的一个被驱动，并且另一个的驱动被抑制。

3.根据权利要求1所述的基板，其中，第一电流生成单元和第二电流生成单元形成电流镜电路的一部分。

4.根据权利要求1所述的基板，其中，所述多个检测元件中的至少一些检测元件被设置为选择性地从第一电流生成单元和第二电流生成单元接收电流。

5.根据权利要求1所述的基板，其中，所述多个加热元件被配置为能够被按时间划分地驱动。

6.根据权利要求1所述的基板，其中，所述多个加热元件和所述多个检测元件中的每个是电阻元件。

7.根据权利要求6所述的基板，其中，所述多个检测元件中的每个被设置为在平面图中面对对应的加热元件。

8.一种打印头，包括在权利要求1至7中的任一项中定义的打印元件基板以及与多个加热元件对应并被设置为排出液体的多个喷嘴。

9.一种打印装置，包括在权利要求8中定义的打印头以及被配置为执行打印头的驱动控制的控制器。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，控制器基于来自信号输出单元的信号来执行打印头的驱动控制。

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