CN1480330A - 记录头和图像记录装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种不增大加热器基板尺寸而能够降低导通电阻值的记录头、使用它的图像记录装置及它们的控制方法。本记录头，在加热器基板上与各组内的加热器电阻对应的普通MOS晶体管串联连接，为了缩短布线，它们的间距设置为相等。高耐压MOS晶体管在每组内各配置一个，其间距长度设置为加热器电阻间距与加热器电阻数x的乘积。因此，高耐压MOS晶体管和普通的MOS晶体管相比，虽然单位面积上的导通电阻值高，但是因为与普通MOS晶体管相比，面积扩大了x倍，所以能充分降低高耐压MOS晶体管的导通电阻。由此，能使加热器基板小型化。

Description

记录头和图像记录装置
技术领域
本发明涉及记录头和图像记录装置，尤其是在喷墨式记录头上的加热器的驱动电路。
背景技术
作为例如文字处理机、个人计算机、传真装置等的信息输出装置，有把所希望的文字、图像等信息记录在用纸和胶片等片状记录介质上的图像记录装置。
图像记录装置的记录方式有很多，但是，因为喷墨方式具有可与用纸等记录介质不接触地进行记录、易彩色化、噪音小等特点，近年来倍受关注。而且，作为其结构，在安装根据所希望的记录信息而排出墨水的记录头的同时，一边在与用纸等的记录介质的传送方向垂直方向往返扫描，一边进行记录的串行记录方式，由于既廉价，又易小型化等，所以被广泛采用。
图12展示利用热能、让墨水起泡将其排出，进行打印的记录头的以往的加热器基板1100。
以往的加热器基板(记录元件基板)1100，把作为电热转换元件的加热器电阻1101、进行电流开关的高耐压MOS晶体管1102以及选择所希望的记录像素(位)的位选择电路1103，配置在同一半导体基板上。
图13表示记录头的以往的加热器基板1100上的加热器电阻1101和高耐压MOS晶体管1102的配置布局结构的一例。
各加热器电阻1101a1～ax、1101b1～bx...1101m1～mx分别连接在对应的高耐压MOS晶体管1102a1～ax，1102b1～bx...1102m1～mx上。
另外，为了缩短上述各加热器电阻和对应的高耐压MOS晶体管之间的连接布线、有效地利用基板面积，把各加热器电阻间的间距、驱动加热器的高耐压MOS晶体管的间距设置为相等。
此外，作为上述加热器电阻的驱动装置，以往采用双极型晶体管，但是适合加热器电阻的高密度化的同时，也适合低费用，而采用了上述高耐压MOS晶体管。
为了进行高速打印，希望尽量同时驱动多个喷嘴(加热器电阻)。然而，由于受限于电源电流供给能力、存在于从电源到加热器电阻之间的连线的电阻导致的电压降等，一次可通过的电流受到限制。
因此，可以分时驱动多个加热器来排出墨水。例如，把加热器电阻分为多个组，分时驱动加热器电阻，使得在组内不同时驱动两个以上的加热器电阻，抑制电流总和，故不需要一次供给大的功率。
图14展示用于从各喷嘴排出墨水的加热器电阻的驱动电路。
1101是各加热器电阻，1102是各高耐压MOS晶体管，1104是与电源连接的电源布线，1105是连接在控制单元的各控制端子。
与各加热器电阻1101对应的各高耐压MOS晶体管1102，采用如图14所示的、分成分别拥有相同数目的组a～m的结构。
即，在组a内，电源布线1104公共地连接在各加热器电阻1101a1～ax上，各高耐压MOS晶体管1102a1～ax，在电源1104和地之间与对应的加热器电阻1101a1～ax串联。
另外，在从位选择电路1103来的控制信号1106a1～ax经过控制端子1105对各加热器电阻1101输出时，连接(接通)高耐压MOS晶体管1102a1～ax的开关电路，由此，各加热器电阻1101a1～ax通过电源布线1104从电源单元获得电流来加热。
其它组b～m的构成也和组a一样。
从位选择电路1103来的各控制信号1106a1～ax，输入到各控制端子1105，控制对应的高耐压MOS晶体管1102a1～ax的驱动。为了给各加热器电阻1101a1～ax施加5V以上，例如16～24V的电压，高耐压MOS晶体管1102a1～ax采用与普通的MOS晶体管相比耐压更高的高耐压MOS晶体管。
图15是一个加热器驱动电路的时序图，它是为了驱动图14所示的加热器电路，即驱动各组内包含的加热器电阻的。
例如，以图14的组a为例，控制信号1106a1～ax是一个时序信号，用于驱动属于组a的第1～第x的加热器电阻1101a1～ax。即，控制信号1106表示输入到组a内各高耐压MOS晶体管1102的控制端子1105的波形，为Hi则导通(接通)高耐压MOS晶体管1102，为Lo则切断(断开)高耐压MOS晶体管。其他组b～m也和组a一样。
如此依次分时驱动各组内的加热器，组内的电流可总是控制为1位(用1喷嘴记录的图像)以下的电流，所以无需一次供给加热器大电流。这里，图16A和图16B展示高耐压MOS晶体管和普通耐压MOS晶体管的剖面结构。
图16B是P型半导体基板上形成的普通耐压NMOS晶体管。N+扩散层111和N+扩散层113分别形成源极和漏极，其间有栅极112。
另一方面，图16A是P型半导体基板上形成的高耐压NMOS晶体管。高耐压MOS晶体管的N+扩散层111和N+扩散层113分别形成源极和漏极，其间配置有栅极112，这和普通耐压NMOS晶体管相同。
但是，高耐压MOS晶体管的特征在于，与普通MOS晶体管相比，加长栅极长度，在栅极112和漏极113之间设置了N-扩散层114，可使得高耐压化。
近年来，因为要求打印机高速化、高精密化，正在谋求打印机的记录头高密度、多喷嘴化。因此，作为记录头上使用的加热器基板的结构，需要增加加热器数量(加热器电阻数)和缩小加热器(加热器电阻)间的间距。
为了把加热器和驱动电路做在同一个半导体基板上，加热器基板必须增加从一个晶片能得到的加热器基板的个数，以降低成本。因此，也需将加热器基板小型化。
但是，如果增加加热器密度、使加热器基板小型化，就会产生下列问题。
即，如果增加加热器密度，因为加热器驱动用的晶体管间的间距是一定的，所以加热器驱动用晶体管的单位面积就要缩小。其结果就会增加加热器驱动时晶体管的导通电阻。
另一方面，即便是为了使加热器基板小型化，而减小驱动电路面积，因为晶体管面积变小了，所以其结果也会增加加热器驱动时的晶体管的导通电阻。
加热器和作为加热器驱动用开关的晶体管，如图14所示，是与电源串联的。因此，增加加热器密度、使加热器基板小型化时，如果上面说明过的加热器驱动时的晶体管的导通电阻增加，晶体管上消耗的电能就会增加，加热器单元消耗的电能在输入电能中所占的比例就会减小，电能利用率将降低。
此外，还会产生一个问题，如果在晶体管部分产生的热量增加，就会在晶体管单元蓄热，将使墨水的排出特性发生变化，由于发热的热量而使记录头受到破坏。
因此，增加加热器密度、使加热器基板小型化时，相对于加热器电阻，降低加热器驱动时的晶体管的导通电阻比例，是一个重要的课题。
作为相对于加热器电阻降低加热器驱动时的晶体管的导通电阻比例的方法，可以考虑通过提高加热器电阻值而相对地降低导通电阻比例的方法。
但是，如果采用上述相对降低导通电阻比例的方法，会产生这样的问题，如果假设不能改变加热器上的发热量，因为要提高加在加热器上的电压，伴随于此，电源电压也会升高。
即，电源电压如果升高，因为驱动用的高耐压MOS晶体管上的电压也上升，就要进一步提高高耐压MOS晶体管的耐压能力。
为了提高高耐压MOS晶体管的耐压能力，就必须有加长栅极，或者增加电场缓和层的长度等措施。但不论哪种方法，都会增大晶体管的面积，所以将加热器基板小型化比较困难。
如上所述，不增加晶体管的面积而降低加热器驱动时的晶体管的导通电阻，在增加加热器密度和使加热器基板小型化方面，是一个重要的课题。
发明内容
本发明是旨在解决上述以往技术中的问题而完成的，其目的在于，为了使加热器基板小型化，提供不增大加热器基板尺寸而能够降低导通电阻值的记录头、使用它的图像记录装置及它们的控制方法。
为了达到上述目的，本发明中的一个实施例的图像记录装置，具有以下结构。即，一种图像记录装置，利用具有多个记录元件的记录头按照输入的记录数据来进行图像记录，其特征在于，包括：对上述每个记录元件设置的多个单独开关；把上述记录元件分成多个组，对属于上述组的记录元件公用地设置的共用开关；以及控制上述多个单独开关和上述共用开关，依照上述输入记录数据来驱动上述记录元件的驱动装置；上述单独开关由MOS晶体管构成；上述共用开关，由比上述单独开关用的MOS晶体管耐压值更高的高耐压MOS晶体管构成。
也可以是例如，上述记录元件、上述多个单独开关及上述共用开关配置在同一半导体基板上。
也可以是例如，上述单独开关用的MOS晶体管和上述高耐压MOS晶体管串联连接。
也可以是例如，上述单独开关用的MOS晶体管和上述高耐压MOS晶体管，由NMOS晶体管构成。
也可以是例如，从电源布线一侧到接地之间，依次按上述记录元件、上述单独开关用的MOS晶体管、上述共用开关用的高耐压MOS晶体管的顺序布置成电路。
也可以是例如，上述单独开关用的MOS晶体管是PMOS晶体管，上述高耐压MOS晶体管是NMOS晶体管，从电源布线到接地之间，依次按上述单独开关用的MOS晶体管、上述记录元件、上述共用开关用的高耐压MOS晶体管的顺序布置成电路。
也可以是例如，上述记录头是利用热能排出墨水的记录头，备有用于产生给墨水的热能的热能转换装置。
此外，为了达到上述目的，本发明的一个实施例的记录头有以下构成。即，一种记录头，具有多个记录元件，所述记录元件用于按照输入的记录数据进行图像记录的图像记录装置，其特征在于，包括：对上述每个记录元件分别设置的多个单独开关；把上述记录元件分成多个组，对属于上述组的记录元件公共地设置的共用开关；在接收到驱动上述多个单独开关的单独开关工作信号或者驱动上述共用开关的共用开关工作信号时，把上述接收的信号输入到上述单独开关或者上述共用开关的信号接收装置；上述单独开关由MOS晶体管构成；上述共用开关由与上述单独开关用的MOS晶体管耐压值相比较，耐高压的高耐压MOS晶体管构成。
也可以是例如，上述记录元件、上述多个单独开关及上述共用开关配置在同一半导体基板上。
也可以是例如，上述单独开关用的MOS晶体管和上述高耐压MOS晶体管由NMOS晶体管构成。
也可以是例如，从电源布线一侧到接地之间，依次按上述记录元件、上述单独开关用的MOS晶体管、上述共用开关用的高耐压MOS晶体管的顺序布置成电路。
也可以是例如，上述单独开关用的MOS晶体管是PMOS晶体管，上述高耐压MOS晶体管是NMOS晶体管，从电源布线到接地之间，依次按上述单独开关用的MOS晶体管、上述记录元件、上述共用开关用的高耐压MOS晶体管的顺序布置成电路。
也可以是例如，上述记录头是利用热能排出墨水的记录头，备有用于产生给墨水的热能的热能转换装置。
本发明的其他特征和优点，通过以下的结合附图的说明会弄明白。在这些附图中，相同的参照标号表示相同或相似的部分。
附图说明
附图包含在说明书中并构成其一部分，说明本发明的实施例，与说明书一起用来说明本发明的原理。
图1是展示本发明的一个实施例的加热器基板的结构的概略图。
图2是展示本发明的第一实施例中的驱动电路的结构的一例的图。
图3是一例驱动本发明的第1实施例中的驱动电路的时序图。
图4是一个概略图，展示本发明实施例中的加热器基板的加热器电阻、MOS晶体管及高耐压MOS晶体管的结构的一例。
图5是一个流程图，说明本发明实施例中的驱动电路的控制方法。
图6是一个概略图，展示本发明的第2实施例中的加热器基板的加热器电阻、MOS晶体管及高耐压MOS晶体管的结构的一例。
图7是一个概略图，展示本发明第3实施例中的加热器基板的加热器电阻、MOS晶体管及高耐压MOS晶体管的结构的一例。
图8是一个概略图，展示本发明第4实施例中的加热器基板的加热器电阻、MOS晶体管及高耐压MOS晶体管的结构的一例。
图9是一个外观斜视图，展示本发明中的一个实施例的喷墨打印机的结构概要。
图10是一个方框图，展示本发明中的一个实施例的喷墨打印机的控制电路结构。
图11是一个外观斜视图，展示本发明中的一实施例的墨箱和头可分离的墨盒结构。
图12是一个概略图，展示以往的加热器基板的结构的一例。
图13是一个概略图，展示以往的加热器基板的加热器电阻及高耐压MOS晶体管的结构的一例。
图14是展示以往的驱动电路的一例的结构图。
图15是使以往的驱动电路进行驱动的时序图。
图16A是展示高耐压MOS晶体管的剖面构造的图。
图16B是展示普通耐压MOS晶体管的剖面构造的图。
具体实施方式
下面将结合附图详细说明本发明的优选实施例。但是，在本实施例中，说明喷墨方式的记录头、作为安装了这种记录头的图像记录装置的串行方式的喷墨打印机，及它们的控制方法，但并不是旨在把本发明的范围限定在所述实施例中。
[第一实施例]
首先说明第一实施例的安装了喷墨方式记录头的喷墨打印机。
[喷墨打印机的概略说明]
图9是一个外观斜视图，展示本发明代表性的实施例的喷墨打印机IJRA的结构概要。
在图9中，托架HC配合在与驱动电机5013正反旋转连动地，经由传动轮5009～5011进行旋转的螺旋导杆5005的螺旋槽5004中，具有销(无图示)，由导轨5003支撑，在矢量a、b方向往复移动。
托架HC上安装了把记录头IJH和墨箱IT的一体化的墨盒IJC。
5002是压纸板，遍及托架HC的移动方向，把记录用纸P压在卷筒5000上。
5007、5008是光耦合器，是用于确定托架的控制杆5006在这个区域中的存在，进行电机5013的旋转方向切换等的位置监测器。
5016是一个支撑构件，它支撑覆盖记录头IJH的前面的罩盖5022；5015是一个吸引盖子内部的吸引器，其经由盖子内开口5023进行记录头的吸引还原处理。
5017是清洁刮片，5019是能使这个刮片在前后方向上移动的构件，它们支承于主体支撑板5018。当然，刮片不仅是本例中使用的，一般的清洁刮片在本实施例中显然也适用。
另外，5021是用于吸引处理开始的控制杆，随着和托架连接的凸轮5020的移动而移动，从驱动电机来的驱动力通过离合器切换等这样一般的传动机构来控制移动。
这些覆盖、清洁、吸引还原处理，是在托架进入原位置的区域时，在螺旋导杆5005的作用下，能在那些对应位置进行所希望的处理来完成的，显然，只要设定成在熟知的时刻进行所希望的操作，无论哪种设定都可适用于本例。
[记录控制的结构说明]
以下说明执行上述喷墨打印机IJRA记录控制的控制结构。
图10是展示喷墨打印机IJRA的控制电路结构的方框图。在图10中，1700是输入记录信号的接口装置，1701是MPU，1702是存储MPU1701执行的控制程序的ROM，1703是预先保存各种数据(上述记录信号和供给头的记录数据等)的DRAM。
1704是对记录头IJH的记录数据的供给进行控制的门阵列(G.A.)，也进行接口1700、MPU1701、RAM1703间的数据传输控制。
1710是用于输送记录头IJH的运载电机，1709是输送记录纸的输送电机。1705是驱动记录头的头驱动器，1706、1707是驱动各输送电机1709、运载电机1710的电机驱动器。
对上述控制结构的操作加以说明。记录信号如果输入到接口装置1700，在门阵列和MPU1701间，记录信号变换成打印用的记录数据。并且，电机驱动器1706、1707被驱动的同时，依照被送到头驱动器1705的记录数据，驱动记录头进行记录。
这里，把MPU1701执行的控制程序保存在ROM1702中，但是，也有这样的结构：也可进一步追加EEPROM等的可擦写的存储介质，从而能够从与喷墨打印机IJRA相连的主机来改变控制程序。
如上所述，可以将墨箱IT和记录头IJH一体地形成，来构成可更换的喷墨墨盒IJC，也可以把墨箱IT和记录头IJH分离，使得没有墨水时能够只更换墨箱IT。
[喷墨墨盒]
图11是一个外观斜视图，展示墨箱和头可分离的喷墨墨盒IJC的结构。
喷墨墨盒IJC如图11所示，在分界线K(黑色)的位置，可以分离墨箱IT和记录头IJH。喷墨墨盒IJC安装在托架HC上时，设置一个接收从托架HC来的电信号的电极(无图示)，通过此电信号，像上述那样驱动记录头IJH排出墨水。另外，在图11中，500是排墨口列。还有，为了保持墨水量，在墨箱IT中设置纤维状或者多孔状的墨水吸收体。
[记录头的加热器驱动电路]
下面，说明安装在上述说明的喷墨打印机上的第1实施例的记录头。
图1展示第1实施例记录头用的加热器基板上的各元件(电路)的布局。
记录头的加热器基板(元件基板)100，在同一半导体衬底上配置了作为电热转换元件(记录元件)的加热器电阻101、进行预定加热器电阻101用电流的开关的MOS晶体管102、按用图2的虚线圈起的组单元进行电流开关的高耐压MOS晶体管103、选择所希望的记录像素(位)的位选择电路104、数据选择电路110、输入焊盘(pad)111及选择上述组内加热器的块选择电路112。
图2是用于从第1实施例的记录头配备的喷嘴(排出口)排出墨水的驱动电路120，分为a～m组。另外，作为记录头的结构，对应于各加热器电阻101的位置，设置了用于排出墨水的排出口。
在图2中，101a1～mx是加热器电阻(记录元件)组，102a1～mx是一组对每个加热器电阻设置的作为用于开关各加热器电阻的单独开关的MOS晶体管，103a～m是一组对于属于各组a～m、并联连接的加热器电阻组分别公共地设置的共用开关，是一组比MOS晶体管102a1～mx耐压更高的高耐压MOS晶体管，105是与电源(无图示)相连的电源布线，106a及106b是一组与控制部分(无图示)相连的控制端子。
在第1实施例中，为了减小各加热器电阻驱动时的晶体管导通电阻，作为对每个加热器电阻设置的单独开关，与高耐压MOS晶体管相比，采用加热器电阻驱动时导通电阻较小的MOS晶体管102(N型)，只在对加热器电阻组共同设置的共用开关采用高耐压MOS晶体管(N型)。因此，与采用高耐压MOS晶体管作为单独开关的情况相比，因为第1实施例中的加热器基板可减少使用高耐压MOS晶体管的数量，故在整个加热器基板上的加热器电阻驱动时的导通电阻变小。且把加热器电阻接在电源105上、把晶体管配置在接地侧这种结构进一步使加热器电阻驱动时的导通电阻减小。
加热器驱动电路120被分成如图2所示的a～m组，各组a～m所包含相同数量的加热器电阻101、和作为各加热器电阻驱动用开关的MOS晶体管102，且a～m组每组内有一个作为对每个组驱动加热器电阻的驱动用开关的高耐压MOS晶体管103。
例如，在组a内，各加热器电阻101a1～ax共同接在同一条电源布线105上，作为各加热器电阻101a1～ax的第1驱动用开关的MOS晶体管102a1～ax分别在电源和地之间串联连接。并且，作为加热器电阻101a1～ax的第2驱动用开关的高耐压MOS晶体管，在各MOS晶体管102a1～ax和地之间作为共用开关并联连接1个。另外，这里省略了说明，其他组b～m的结构也和组a一样。
[加热器驱动电路的操作]
下面就加热器驱动电路120的操作，用图3的波形的时序图来加以说明。
图3是一个驱动信号的时序图，该驱动信号是如图2所示将x个加热器按每组m个来分配时，驱动各组中的x个加热器电阻的驱动信号。
图3的控制信号107a1～ax输入到图2的控制端子106a1～ax的各端子中，来驱动MOS晶体管101a1～ax。即波形为Hi则晶体管导通(接通)，为Lo则切断(断开)，控制信号108输入到图2的控制端子106b的各端子中，驱动高耐压MOS晶体管103a～m。即，波形为Hi晶体管导通(接通)，为Lo则切断(断开)。
例如，以图2的组a为例来说明图3的时序图。控制信号107a1～ax是驱动时序信号，驱动属于组a的第1～第x个加热器电阻101的第1驱动用开关MOS晶体管101a1～ax。控制信号108是驱动时序信号，驱动第1～第x加热器电阻101的第2驱动用开关高耐压M0S晶体管103a。
接着，说明对第1个加热器电阻101a1施加电流与停止施加。在图3的t1时刻，控制信号107a1成为Hi，加热器电阻101a1的MOS晶体管101a1(第1开关)导通。
在t1时刻，由于高耐压MOS晶体管103a切断，电流不流过加热器电阻101a1。
接着，在t2时刻，控制信号108为Hi，高耐压MOS晶体管103a(第2开关)导通，电流加到接在由控制信号107a1选择的MOS晶体管101a1上的加热器电阻101a1上。
加热器电阻101a1由于施加了电流，在时间t2～t3内加热，通过受热的墨水从喷嘴排出，来记录预定像素(点)。
然后，在t3时刻，由于控制信号108为Lo，高耐压MOS晶体管103a(第2开关)切断，停止给加热器电阻101a1施加电流。
然后，在t4时刻，控制信号107a1为Lo，MOS晶体管101a1为切断。
以下同样，依照图3的时序图，依次进行给加热器电阻101a2～ax施加电流、排出受热墨水来记录预定像素(点)、停止对加热器电阻101a2～ax施加电流的动作。
这样，通过依次分时驱动各组内的加热器，能够进行控制使得组内的电流总是1位(用1喷嘴记录像素)以下的电流，所以无需一次给加热器电阻提供大电流。
另外，在上述控制中，流经加热器电阻101a1的电流由控制信号108控制，流经加热器101a1的电流脉冲宽度由高耐压MOS晶体管103a控制。
另外，组a内的加热器电阻101a1～ax的选择由MOS晶体管102a1～ax的选择进行，MOS晶体管102a1～ax的控制信号107a1～ax的脉冲宽度被设定为长脉冲宽度，使得包含分别与之对应的控制信号108。
另外，流经加热器电阻的电流从切断到导通或者从导通到切断发生变化时，被选择的MOS晶体管102总是为导通(接通)状态。
MOS晶体管102由于在源极、漏极间的电压高的状态下不发生开关的变化，故能够采用与高耐压MOS晶体管相比低耐压的MOS晶体管。
[加热器基板的结构]
图4展示了第1实施例的加热器基板100上的加热器电阻、MOS晶体管、高耐压MOS晶体管的配置布局结构的一例。各加热器电阻101a1～mx与对应的MOS晶体管102a1～mx分别串联连接。
为缩短布线、有效利用基板面积，上述各加热器电阻101a1～mx间距、相应的MOS晶体管102a1～mx间距设置为相等。高耐压MOS晶体管103a～m因为在每组内各配置一个，所以长度设置成组内电阻数(x)乘以加热器电阻的间距，与各组每个加热器对应的MOS晶体管102a1～ax、b1～bx…组连接，配置在图上所在的位置。
高耐压MOS晶体管103a～m，与普通的晶体管102a1～mx相比，单位面积上的导通电阻值高，但如图4所示，与普通的MOS晶体管102a1～mx相比，高耐压MOS晶体管103a～m的面积更大，故能充分降低高耐压MOS晶体管103a～m的导通电阻。
另外，由于将单位面积导通电阻值低的普通耐压MOS晶体管102a1～mx作为选择各组内的加热器电阻的MOS晶体管来使用，所以能够降低与各加热器电阻串联的MOS晶体管102a1～mx、高耐压MOS晶体管103a～m的导通电阻之和。
另外，与加热器电阻一起，用于控制给该加热器电阻加电压的开关用的MOS晶体管和高耐压MOS晶体管，在半导体制作工序中均配置在同一块基板上而一体地形成，所以可以缩短导致电压变动的MOS晶体管之间或到排出加热器的布线，能够提高电路的响应特性。
[加热器驱动电路的操作]
用图5的流程图说明上面说明的电热器驱动电路120的操作。
首先，在步骤S100接收图3的控制信号107a1～ax及控制信号108。控制信号107a1～ax是驱动时序信号(第1控制信号)，驱动组a的第1～第x个加热器电阻101的作为第1驱动用开关的MOS晶体管101a1～ax；控制信号108是驱动时序信号(第2控制信号)，驱动第1～第x的加热器电阻101的作为第2驱动用开关的MOS晶体管103a。
接下来，在步骤S110检查第1控制信号是否为「Hi」，不为「Hi」就继续等待直到为「Hi」，为「Hi」时就进入步骤S120。
接下来，进入步骤S120，在图3的t1时刻，控制信号107a1为「Hi」，加热器电阻101a1的MOS晶体管101a1(第1开关)导通。在该t1时刻，因为高耐压MOS晶体管103a切断，故电流不流经加热器电阻101a1。
接下来，在步骤S130，检查第2控制信号是否为「Hi」，不为「Hi」则等待直到为「Hi」，为「Hi」时进入步骤S140。
接下来进入步骤S140，在图3的t2时刻，控制信号108为「Hi」，高耐压MOS晶体管103a(第2开关)导通。
接下来，在步骤S150，电流加在接到由控制信号107所选择的MOS晶体管101a1上的加热器电阻101a1上。加热器电阻101a1由于加了电流，在时间t2～时间t3内加热，受热的墨水从喷嘴排出来从而记录预定像素(点)。
接下来进入步骤S160，检查第2控制信号是否为「Lo」，如不为「Lo」则继续等待直到为「Lo」，为「Lo」时进入步骤S170。
接下来进入S170，在图3的t3时刻，控制信号108成为「Lo」，高耐压MOS晶体管103a(第2开关)切断。
接下来在步骤S180，给加热器电阻101a1的电流施加停止。
接下来进入步骤S190，检查第2控制信号是否为「Lo」，如不为「Lo」则继续等待直到为「Lo」，为「Lo」时进入步骤S200。
接下来进入步骤S200，在图3的t4时刻，如果控制信号107a1为「Lo」，MOS晶体管101a1切断，就进入S210，结束一系列作业。
[第2实施例]
以下说明作为第2实施例的喷墨方式的记录头和安装该记录头的喷墨打印机。
安装有第2实施例中的喷墨方式记录头的喷墨打印机，可以使用与在第1实施例中说明的喷墨打印机相同结构的元件。关于喷墨打印机及其控制方法的说明是重复的，故在以下的说明中省略其说明。
[记录头的加热器驱动电路]
以下说明安装在上述说明过的喷墨打印机上的第2实施例的记录头。
图6是用于使安装在第2实施例记录头上的喷嘴排出墨水的加热器驱动电路220。
在图6中，201a1～mx是一组加热器电阻，202a1～mx是一组MOS晶体管，203a～m是一组高耐压MOS晶体管，204是接在电源单元上(无图示)的电源布线，205和206是一组接在控制单元上(无图示)的控制端子。
加热器驱动电路220如图6所示分成a～m组，a～m各组内含有相同数量的加热器电阻201和作为各加热器的驱动用开关的MOS晶体管202，另外，且a～m组每组内有一个作为对每个组驱动加热器电阻的驱动用开关的高耐压MOS晶体管203a～m。
第1实施例和第2实施例的不同之处在于，作为选择驱动组内各加热器电阻开关用的MOS晶体管，不是第1实施例中用的N型MOS晶体管，而是使用比N型MOS晶体管耐压更高的P型MOS晶体管。
这种结构，在高密度配置开关用MOS晶体管的情况下，可以提高在开关用MOS晶体管上的耐压。
[第3实施例]
以下就第3实施例中的喷墨方式的记录头和安装该记录头的喷墨打印机加以说明。
安装有第3实施例中的喷墨方式记录头的喷墨打印机，可以使用和第1实施例中说明的喷墨打印机相同的结构元件。关于喷墨打印机及其控制方法的说明是重复的，故在以下的说明中省略其说明。
[记录头的加热器驱动电路]
以下说明安装在上述介绍过的喷墨打印机上的第3实施例的记录头。
图7是加热器驱动电路320，它使安装在第3实施例的记录头上的喷嘴排出墨水。
在图7中301a1～mx是一组加热器电阻，302a1～mx是一组MOS晶体管，303a～m是一组高耐压MOS晶体管，304是接在电源上(无图示)的电源布线，305和306是一组接在控制部分(无图示)的控制端子。
加热器驱动电路320如图7所示分成a～m组，a～m各组内含有相同数量的加热器电阻301和各加热器驱动开关用的MOS晶体管302，且a～m组每组内有一个作为对每个组驱动加热器电阻的驱动用开关的高耐压MOS晶体管303a～m。
第1实施例和第3实施例的不同之处在于，作为选择驱动组内各加热器电阻的MOS晶体管(单独开关)，不是第1实施例中用的N型MOS晶体管，而是使用比N型MOS晶体管耐压更高的P型MOS晶体管；作为选择驱动各组的MOS晶体管，不是第1实施例中用的N型高耐压MOS晶体管(共用开关)，而是使用比N型MOS晶体管耐压更高的P型高耐压MOS晶体管。
[第4实施例]
以下就第4实施例中的喷墨方式的记录头和安装该记录头的喷墨打印机加以说明。
安装第4实施例中的喷墨方式记录头的喷墨打印机，可以使用和第1实施例中说明的喷墨打印机相同的结构元件。关于喷墨打印机及其控制方法的说明是重复的，故在以下的说明中省略其说明。
[记录头的加热器驱动电路]
以下说明安装在上述说明过的喷墨打印机上的第3实施例的记录头。
图8是加热器驱动电路420，它使安装在第4实施例记录头的喷嘴排出墨水。
在图8中，401a1～mx是一组加热器电阻，402a1～mx是一组MOS晶体管，403a～m是一组高耐压MOS晶体管，404是接在电源单元上(无图示)的电源布线，405和406是一组接在控制单元(无图示)的控制端子。
加热器驱动电路420如图8所示分成a～m组，a～m各组内含有相同数量的加热器电阻401和各加热器驱动开关用的MOS晶体管402，另外，且a～m组每组内有一个作为对每个组驱动加热器电阻的驱动用开关的高耐压MOS晶体管403a～m。
第3实施例和第4实施例的不同之处在于，各组内的各加热器电阻和选择驱动加热器电阻的MOS晶体管(单独开关)的配置不同，作为MOS晶体管使用的是N型MOS晶体管。另外，在以上的实施例中，假设从记录头排出的液体是墨水进行了说明，并假设装在墨箱当中的液体是墨水进行了说明，但是装盛物并不仅限于墨水。例如，也可以将用于提高记录图像的定影性和耐水性，或提高图像质量而喷在记录介质上的处理液之类的东西装在墨箱中。
上述实施例，特别是在喷墨记录方式中，配置了作为用于排出墨水的能量产生热能的装置(如电热转换元件)，通过利用上述热能而使墨水的状态发生变化的方式，可以使记录达到高密度化、高精细化。
关于其代表性的结构和原理，最好使用美国专利第4723129号说明书、美国专利第4740796号说明书中公开的基本原理。这种方式可能适用于随选型(on-demand)设备和连续型(continuous)设备的任何一者。特别是随选型的情况下，通过对应着记录信息，给对应保持着液体(墨水)的薄片和液路而配置的电热转换装置，施加导致超过核沸腾的温度急剧上升的至少一个驱动信号，使电热转换装置产生热量而使记录头的热作用面产生膜沸腾，结果就能产生与这种驱动信号1对1对应的液体(墨水)内的气泡，因而是有效的。
由这种气泡的生长、收缩，使得经过排出用开口排出液体(墨水)，形成至少一个液滴。如果把这种驱动信号当作脉冲状，则因为能及时适当地进行气泡生长、收缩，所以能排出在响应方面良好的液体，是理想的。
这种脉冲形驱动信号，美国专利第4463359号说明书和第4345262号说明书中所记载的是合适的。另外，如果采用美国专利第4313124号说明书中记载的、关于上述热作用面的温度上升率的发明的条件，能进行更好的记录。
作为记录头的结构，除了与排出口、液路对应配置的电热转换装置(排出用加热器)的组合结构(直线形液体流路或直角液体流路)之外，本发明中还包含记载在美国专利第4558333号说明书、美国专利第4459600号说明书中的结构，它展示了配置在排出用加热器的热作用面弯曲的区域的结构。
作为对应于记录装置可记录的最大记录介质宽度的全行记录头，可以是通过组合上述说明书中公开的那样的多个记录头来满足其长度的结构，也可以是一体形成的1个记录头的结构。
另外，不仅可以采用上述实施例说明的在记录头本身上一体化式设置墨箱的墨盒式的记录头，也可以采用安装在装置主体上，能够与主体电连接和从装置主体供给墨水的可自由交换的芯片式的记录头。
另外，作为记录装置的记录模式，不仅是黑色等主流色的记录模式，也可以做成通过构成一体化记录头或者进行多个组合，而具备不同色的多色或者基于混色的全色的至少一种的装置。
如上述说明，采用本实施例，在加热器基板上，每组内的加热器电阻和相应的普通MOS晶体管串联，为了缩短布线把它们的间距设置为相等。高耐压MOS晶体管在每组内各配置一个，其间距长度设置成加热器电阻间距与电热器电阻数x的乘积。因此，高耐压MOS晶体管和普通的MOS晶体管相比，虽然单位面积上的导通电阻值高，但是因为与普通MOS晶体管相比，面积扩大了x倍，所以能充分降低高耐压MOS晶体管的导通电阻。
另外，将加热器电阻分成多个组，把选择驱动各组的驱动元件(高耐压MOS晶体管)、选择驱动组内加热器的驱动元件(普通MOS晶体管)配置在同一半导体基板上，这样就能够使得驱动加热器电阻的驱动元件的导通电阻降低。
进而，不用改变半导体的制造工艺就可以缩小加热器驱动电路的面积。
如以上说明那样，为使加热器基板小型化，本发明提供了不增大加热器基板尺寸而能够降低导通电阻值的记录头，和使用它的图像记录装置及它们的控制方法。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明可采用多种不同的实施形式。因此，本发明不限于具体的实施方式，其范围由权利要求书来确定。

Claims (13)

1.一种图像记录装置，利用具有多个记录元件的记录头按照输入的记录数据来进行图像记录，包括：
对上述每个记录元件设置的多个单独开关；
把上述记录元件分成多个组，对属于上述组的记录元件公用地设置的共用开关；以及
控制上述多个单独开关和上述共用开关，依照上述输入记录数据来驱动上述记录元件的驱动装置；
上述单独开关由MOS晶体管构成；上述共用开关，由比上述单独开关用的MOS晶体管耐压值更高的高耐压MOS晶体管构成。
2.权利要求1中所述的图像记录装置，其特征在于：
上述记录元件、上述多个单独开关及上述共用开关配置在同一半导体基板上。
3.权利要求1中所述的图像记录装置，其特征在于：
上述单独开关用的MOS晶体管和上述共用开关用的高耐压MOS晶体管串联连接。
4.权利要求1中所述的图像记录装置，其特征在于：
上述单独开关用的MOS晶体管和上述共用开关用的高耐压MOS晶体管，由NMOS晶体管构成。
5.权利要求1中所述的图像记录装置，其特征在于：
从电源布线一侧到接地之间，依次按上述记录元件、上述单独开关用的MOS晶体管、上述共用开关用的高耐压MOS晶体管的顺序布置成电路。
6.权利要求1中所述的图像记录装置，其特征在于：
上述单独开关用的MOS晶体管是PMOS晶体管，上述共用开关用的高耐压MOS晶体管是NMOS晶体管，从电源布线到接地之间，依次按上述单独开关用的MOS晶体管、上述记录元件、上述共用开关用的高耐压MOS晶体管的顺序布置成电路。
7.权利要求1中所述的图像记录装置，其特征在于：
上述记录头是利用热能排出墨水的记录头，备有用于产生给墨水的热能的热能转换装置。
8.一种记录头，具有多个记录元件，所述记录元件用于按照输入的记录数据进行图像记录的图像记录装置，其特征在于，包括：
对上述每个记录元件分别设置的多个单独开关；
把上述记录元件分成多个组，对属于上述组的记录元件公共地设置的共用开关；在接收到驱动上述多个单独开关的单独开关工作信号或者驱动上述共用开关的共用开关工作信号时，把上述接收的信号输入到上述单独开关或者上述共用开关的信号接收装置；
上述单独开关由MOS晶体管构成；上述共用开关由与上述单独开关用的MOS晶体管耐压值相比较，耐高压的高耐压MOS晶体管构成。
9.权利要求8中所述的记录头，其特征在于：
上述记录元件、上述多个单独开关及上述共用开关配置在同一半导体基板上。
10.权利要求8中所述的记录头，其特征在于：
上述单独开关用的MOS晶体管和上述高耐压MOS晶体管由NMOS晶体管构成。
11.权利要求8中所述的记录头，其特征在于：
从电源布线一侧到接地之间，依次按上述记录元件、上述单独开关用的MOS晶体管、上述共用开关用的高耐压MOS晶体管的顺序布置成电路。
12.权利要求8中所述的记录头，其特征在于：
上述单独开关用的MOS晶体管是PMOS晶体管，上述共用开关用的高耐压MOS晶体管是NMOS晶体管，从电源布线到接地之间，依次按上述单独开关用的MOS晶体管、上述记录元件、上述共用开关用的高耐压MOS晶体管的顺序布置成电路。
13.权利要求8中所述的记录头，其特征在于：
上述记录头是利用热能排出墨水的记录头，备有用于产生给墨水的热能的热能转换装置。
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