CN1701961A - 记录头用基板、记录头、头处理盒和记录装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种记录头用基板、记录头、头处理盒和记录装置，其目的在于，在恒定电流驱动方式的喷墨记录头中，提供抑制了头基板面积增大的驱动电路的布局。为此，把个数非常多的多个记录元件和多个开关元件排列在基板的纵向上；把用于输入用于驱动多个记录元件的驱动信号和控制信号的端子配置在基板的端部且在基板的横向上；还把用于使恒定电流流动的恒流源配置在这些区域之间。

Description

记录头用基板、记录头、头处理盒和记录装置
技术领域
本发明涉及记录头用基板、记录头、头处理盒(cartridge)和记录装置，特别是，涉及例如为了按照喷墨方式进行记录而被使用的、具有把规定电流提供到记录元件进行驱动用的电路的记录头用基板、记录头、头处理盒和记录装置。
背景技术
通过对配置在喷嘴内的加热器进行通电而产生热能，并排出墨水的喷墨记录头(下面，称为记录头)，是众所周知的。
该记录头采用了利用所产生的热能使加热器附近的墨水发泡，使墨水从其喷嘴中排出而进行记录的方式。
为了高速地进行记录，希望同时驱动安装在记录头上的尽可能多的加热器，并以相同的定时(timing)使墨水排出。但是，由于安装着记录头的记录装置的电源的供电能力有限制，以及，从电源到加热器的布线电阻所导致的电压降低等，限制了一次能够流动的电流值。因此，一般使用对多个加热器进行时分(时间分割)驱动，而使墨水排出的时分驱动方式。例如，以把多个加热器分割成多个组，在各组内不同时驱动两个或更多个加热器的方式进行时分控制，通过抑制流过加热器的电流的总和，不需要一次供给大电力。
图17展示现有的安装在喷墨记录头中的加热器驱动电路的结构例。
图17中展示的加热器驱动电路构成为，在m个组中分别安装x个加热器，每一组同时驱动一个加热器，即，同时驱动m个加热器，通过对此进行x次来进行一个循环的驱动。
如图17所示，把分别与加热器1101-11～1101-mx对应的MOS晶体管1102-11～1102-mx分别分到m个组1100-1～1100-m中，每一组收容着相同数目(x个)的MOS晶体管。即，在组1101-1中，来自电源焊盘(电源端子)1103的电源布线与加热器1101-11～1101-1x共同连接，各MOS晶体管1102-11～1102-1x在电源焊盘1103与接地(GND)1104之间，与对应的各加热器1101-11～1101-1x串联连接。
此外，当从控制电路1105把控制信号施加到MOS晶体管1102-11～1102-1x的栅上时，MOS晶体管1102-11～1102-1x导通，由此，电流从电源布线通过对应的加热器流动，加热各加热器1101-11～1101-1x。
图18为展示对图17所示的加热器驱动电路的各组加热器进行通电驱动的定时的定时图。该图中，以图17的组1100-1为例进行说明。
图18中，控制信号VG1～VGx为用于使属于组1100-1的第1～第x号加热器1101-11～1101-1x驱动的定时信号。即，控制信号VG1～VGx表示输入到组1100-1的MOS晶体管1102-11～1102-1x的控制端子的信号波形，高电平时使对应的MOS晶体管1102-1i(i＝1，x)导通，低电平时使对应的MOS晶体管截止。其它组1100-2～1100-m的情况下也相同。此外，图18中，Ih1～Ihx分别表示在各加热器1101-11～1101-1x中流动的电流值。
通过这样依次以时分方式对各组内的加热器进行通电驱动，由于能够控制成在各组内进行通电驱动的加热器总是不多于一个，所以不需要一次对加热器供给大电流。
图19为展示从图17展示的电源焊盘1103连接到组1101-1～1100-m的电源布线的布局的图。换言之，也可以说，图19为展示形成了图17展示的加热器驱动电路的基板(头基板)布局的一部分的图。图19中，展示了在图中的纸面的上侧配置加热器(未图示)时的电源布线部分的布局。
如图19所示，对于各组1100-1～1100-m从电源焊盘1103分别连接电源布线1301-1～1301-m，对于接地(GND)焊盘1104连接电源布线1302-1～1302-m。这样，在具有m×x个加热器(记录元件)的记录头中，在依次对各组内的每一个记录元件进行驱动的时分驱动中，需要m条电源供给布线和接地布线。
如前所述，通过使各组中同时被驱动的最大加热器数不大于一个，能够使流过按各组分别分割的布线的电流值总是不大于在一个加热器中流动的电流。由此，即使在同时驱动多个加热器时，在加热器基板内的布线上的电压降低量也能够作到恒定，与此同时，在同时驱动属于不同组的多个加热器时，也能够使投入到各加热器的能量大致恒定。
近年来，由于要求记录装置进一步高速化、高精细化，所以安装的记录头也以高密度集成了更多的喷嘴。而且，在驱动记录头的加热器时，从记录速度的观点出发，要求同时、高速地驱动尽可能多的加热器。
此外，安装了加热器及其驱动电路的记录头基板(以下称为“头基板”)，在同一块半导体基板上形成多个加热器及其驱动电路。因此，在制造工序方面，要求增加从一块半导体晶片取得的加热器基板的块数以谋求降低成本，所以，也要求使头基板小型化。
但是，如上所述，在增加了同时驱动的加热器个数时，需要条数与在头基板内同时驱动的加热器个数对应的布线。因此，当布线的条数增加时，在限制头基板面积的情况下，由于每一条布线的布线区减小，所以布线电阻增加。同时，由于各布线宽度变细，所以在头基板内布线相互间的电阻离散性也增加了。在使头基板小型化时也同样地产生这样的问题，而且还造成布线电阻增加和电阻的离散性增加。如上所述，由于在头基板内加热器与电源布线对于电源来说是串联连接的，所以由于布线电阻及其电阻离散性的增加，导致施加到各加热器上的电压变动比例增加。
如果投入到加热器的能量过小则墨水的排出变得不稳定，而如果该能量过多则成为使加热器耐久性降低的原因。即，施加到加热器的电压变动大时，加热器的耐久性降低，墨水的排出变得不稳定。因此，为了进行高图像质量的记录，希望投入到加热器的能量恒定。此外，从耐久性的观点出发也希望以适当的投入能量来实现稳定。
在上述的把每一组中同时驱动的个数定为不大于1的时分驱动中，可以抑制在头基板内部的电压降低，但是，由于在头基板外部的布线对于多个组的多个加热器是共用的，所以在共用布线中的电压降低量随同时进行驱动的加热器的个数不同而不同。为了使投入到各加热器的能量对于这样的电压降低量的变动实现恒定化，迄今，通过电压的施加时间来调整投入到各加热器的能量。但是，当同时驱动的加热器个数增加时，电压降低量随流过共用布线的电流量而增加，施加到加热器的电压减小。其结果，为了校正这一点，不得不使加热器驱动时的电压施加时间增加，存在着高速驱动加速器变得困难的问题。
作为解决这样的投入到加热器的能量变动所引起的问题的方法，例如，日本专利申请特开2001-191531号公报中提出了以恒定电流驱动记录元件的方法。
图20展示了特开2001-191531号公报中公开的加热器驱动电路。
在该结构中，使用在每一个记录元件(R1～Rn)中设置的恒流源(Tr14～Tr(n+13))和开关元件(Q1～Qn)，用恒定电流驱动记录元件(R1～Rn)。
但是，特开2001-191531号公报中公开的恒定电流驱动的情况下，由于除了开关元件(Q1～Qn)以外还需要与记录元件相同数目的晶体管，所以与现有的驱动方式相比，存在着加热器基板的面积显著增大，加热器基板的成本提高的问题。
此外，为了使投入到加热器的能量稳定化，要求在多个恒流源之间输出电流是恒定的，还产生了恒流源的个数越增加，这些恒流源间输出电流的离散性就越增加的问题。特别是，由于记录装置的记录高速化和高精细化，在加热器个数显著增加了的头基板上，降低在多个恒流源间的输出电流的离散量是困难的。
发明内容
因此，本发明是为了解决上述现有技术的缺点而提出的。
例如，提供这样的记录头用基板、包括该记录头用基板的记录头、包括该记录头的头处理盒、和使用本发明的记录头的记录装置，它们能够采用把恒定电流供给到各记录元件来驱动记录元件的恒定电流驱动方式，同时，能够实现基板尺寸的小型化，对记录元件进行高速驱动。
为了该小型化，把解决了上述现有技术的问题的驱动电路以最佳方式配置在头基板上。
根据本发明的一个方面，优选地，提供一种记录头用基板，该基板用于按照下述驱动方法驱动配置在记录头用基板上的多个记录元件，在该驱动方法中，恒定的电流分别通过与多个记录元件对应的多个开关元件而流过该多个记录元件，其特征在于：上述基板是具有长边和短边的基板；上述多个记录元件和上述多个开关元件排列在上述基板的纵向上；用于输入用于驱动上述多个记录元件的驱动信号和控制信号的端子，配置在上述基板的横向侧的端部；用于使上述规定电流流动的恒流源配置在配置有上述端子的第1区、与排列着上述多个记录元件和上述多个开关元件的第2区之间的区域中。
更优选地，在上述基板的纵向上配置基于上述驱动信号和上述控制信号对上述多个开关元件的导通/截止进行控制的控制电路。
优选地，在上述基板的纵向上设置用于供给墨水的供给口。
优选地，把上述多个记录元件分成为多个组，不同时驱动属于同一组的记录元件，而同时驱动属于不同组的多个记录元件；与上述多个组的各组对应地设置多个上述电流源；上述多个电流源汇总配置在上述第1区与上述第2区之间的区域中。
优选地，上述恒流源利用在饱和区域中工作的MOS晶体管构成。
优选地，从上述端子到与上述多个组对应的多个上述恒流源的距离实质上相等。
此外，优选地，还包括：产生用于使上述恒流源产生恒定电流的基准电流的基准电流电路；基于基准电压产生上述基准电流的电压电流变换电路；以及产生上述基准电压的基准电压电路，上述基准电流电路、上述电压电流变换电路和上述基准电压电路配置在上述第1区与上述第2区之间。
另外，也可以是，在上述基板上，把通过在上述第1区与上述第2区之间配置上述恒流源而得到的电路元件组，以上下对称和左右对称中的至少一种的方式配置多个。
另外，优选地，上述多个开关元件是MOS晶体管。
根据本发明的另一个方面，优选地，提供一种记录头，其特征在于：使用了上述结构的记录头用基板。
优选地，该记录头是排出墨水进行记录的喷墨记录头。
根据本发明的再一个方面，优选地，提供一种头处理盒，其特征在于：一体地包括上述的喷墨记录头、和容纳要供给到该记录头的墨水的墨池。
根据本发明的又一方面，优选地，提供一种记录装置，其特征在于：使用上述结构的喷墨记录头或者头处理盒，把墨水排出到记录媒体上进行记录。
本发明有很多优点，由于把个数非常多的多个记录元件和多个开关元件排列在基板的纵向上，把用于输入用于驱动多个记录元件的驱动信号和控制信号的端子配置在基板的端部且在基板的横向上，另外还把用于使恒定电流流动的恒流源配置在这些区域之间，所以，不仅能够有效地利用基板面积，而且能够在基板上缩短从信号输入端子到恒流源的布线长度，由此，不使头基板的尺寸增大就能够提供使用了能够进行高速且稳定的记录的恒定电流驱动方式的头基板。
从下面的结合附图进行的详述，本发明的其它特征和优点更加明显，在全部附图中，相似的附图标记表示相同或相似的部件。
附图说明
结合在说明书中并构成其一部分的附图，详细说明本发明的实施例，并与详述一起用来解释本发明的原理。
图1为展示作为本发明的代表性实施方式的喷墨记录装置的支架(carriage)周边部结构的概要的外观斜视图。
图2为展示喷墨处理盒IJC的详细结构的外观斜视图。
图3为展示排出三色的彩色墨水的记录头IJHC的立体结构的斜视图。
图4为展示图1展示的记录装置的控制结构的框图。
图5展示了形成有安装在记录头IJH中的加热器驱动电路的头基板结构例。
图6为展示图5展示的一组加热器驱动电路的结构的电路图。
图7展示了控制信号(VGi)和根据该控制信号在加热器中流动的电流(Ihi)的波形。
图8展示了根据本发明实施例1的头基板的布局结构。
图9为使用了图8展示的头基板的喷墨记录头的局部剖面图。
图10展示了图8展示的头基板的电源布线的布局。
图11展示了根据本发明实施例2的头基板的布局结构。
图12展示了图10展示的头基板的电源布线的布局。
图13为展示根据本发明实施例3的使用了恒定电流驱动方式的记录头IJH的头基板结构的电路框图。
图14展示了根据本发明实施例3的头基板的布局结构。
图15展示了在同一块头基板上设置了两套图14展示的电路结构的布局结构的一个例子。
图16展示了与彩色记录对应的头基板的布局结构。
图17展示了现有的安装在喷墨记录头中的加热器驱动电路的结构例。
图18为展示对图17所示的加热器驱动电路的各组加热器进行通电驱动的定时的定时图。
图19展示了从图17展示的电源焊盘1103连接到组1100-1～1100-m的电源布线的布局。
图20展示了根据现有技术的加热器驱动电路。
具体实施方式
下面，按照附图，详细地描述本发明的优选实施方式。
在本说明书中，所谓“记录”(有时也称为“打印”)，不仅表示形成文字、图形等有意的信息的情况，而且不管有意无意、也不管是否已显现成使人能够以视觉感觉到，还广泛地表示在记录媒体上形成图像、图样、图形等，或者，对媒体进行加工的情况。
此外，所谓“记录媒体”，不仅表示一般的记录装置中使用的纸，而且还广泛地表示布、塑料膜、金属板、玻璃、陶瓷、木材、皮革等能够接受墨水的材料。
进而，所谓“墨水”(有时也称为“液体”)，应该与上述“记录(打印)”的定义同样广泛地解释，所以表示通过提供到记录媒体上能够在图像、图样、图形等的形成或者记录媒体的加工、或墨水的处理(例如，提供到记录媒体上的墨水中的色剂的凝固或不溶解)中提供的液体。
此外，还有，所谓“喷嘴”，也不特别细分，而是把排出口乃至与其连通的液路和产生在墨水排出中所利用的能量的元件总括起来而言的。
下面使用的所谓记录头用基板(头基板)，不是指由硅半导体构成的单纯的基板，而是表示设有各种元件和布线等的结构。
还有，所谓基板上，不是只指元件基板之上，而是还表示元件基板的表面、表面附近的元件基板内部侧。此外，本发明中，所谓“预制(build-in，也称为“内建”)”，不是表示把分体的各元件只是作为分体配置在基体表面上，而是表示通过半导体电路的制造工序等，在元件板上构成为一体地形成和制造各元件。
另外，本发明中的“恒定电流”和“恒流源”指与被同时驱动的记录元件数的变化无关地向记录元件施加的恒定的电流和向记录元件施加该电流的电流源。而且，也包含应当恒定的电流值自身被变更设定成规定的电流值的情况。
<喷墨记录装置的说明(图1)>
图1为作为本发明的代表性实施例的喷墨记录装置的概貌图。图1中，螺杆5004与支架电机5013的正反转连动，通过驱动力传递齿轮5009～5011而旋转。支架HC具有对螺杆5004的螺旋槽5005啮合的销(未图示)，伴随着螺杆5004的旋转、支架HC被支撑在导轨5003上，在箭头a、b方向上往复移动。喷墨处理盒IJC安装在该支架HC上。喷墨处理盒IJC具有喷墨记录头IJH(下面，称为记录头)和储存记录用墨水的墨池IT。
喷墨处理盒IJC是把记录头IJH和墨池IT一体化了的结构。
5002是压纸板，在支架的移动方向上对压纸卷筒(platen)5000按压纸。压纸卷筒5000通过未图示的输送电机而旋转，输送记录纸P。5007、5008是光电传感器，是用于确认支架的杠杆5006在该区域内的存在，并切换电机5013的旋转方向等的静止位置检测单元。5016是支撑在记录头的前面上覆盖的帽构件5022的构件。此外，5015是吸引该帽内的吸引单元，通过帽内开口5023进行记录头的吸引回复。5017是清洗叶片，5019是能够在前后方向上移动该叶片的构件，把叶片5017和构件5019支撑在本体支撑板5018上。关于叶片，不是该形态而是公知的清洗挡板，当然也能够应用于本例中。此外，5012是用于开始进行吸引回复的吸引的杠杆，伴随着与支架啮合的凸轮5020的移动而移动，来自驱动电机的驱动力通过离合器切换等公知的传递单元对杠杆5012进行移动控制。
覆盖、清洗、吸引回复构成为，在支架来到静止位置侧的区域中时能够通过螺杆5004的作用在这些动作的对应位置上进行所希望的处理，但是，只要以公知的定时进行所希望的动作，则任何一种方法都能够应用于本例中。
图2为展示喷墨处理盒IJC的详细结构的外观斜视图。
如图2所示，喷墨处理盒IJC由排出黑墨水的处理盒IJCK；以及排出青(C)、品红(M)、黄(Y)这三色彩色墨水的处理盒IJCC构成，这两个处理盒相互之间是可相对分离的，每一个处理盒可以独立地在支架HC上安装和拆卸。
处理盒IJCK由储存黑墨水的墨池ITK和排出黑墨水进行记录的记录头IJHK构成，但是这些部件是一体型的结构。同样，处理盒IJCC由储存青(C)、品红(M)、黄(Y)这三色彩色墨水的墨池ITC以及排出这些彩色墨水进行记录的记录头IJHC构成，但是这些部件是一体型的结构。另外，在该实施例中，是把墨水填充到墨池内的处理盒。
此外，处理盒IJCK和IJCC不仅是一体型的，而且还能够使用墨池与记录头分离开来的结构。
在把记录头IJHK与记录头IJHC总括起来说明时用记录头IJH表示。
而且，如从图2可以看出的那样，排出黑墨水的喷嘴列、排出青墨水的喷嘴列、排出品红墨水的喷嘴列、和排出黄墨水的喷嘴列在支架移动方向上并排配置，喷嘴的排列方向是与支架移动方向交叉的方向。
图3为展示排出三色彩色墨水的记录头IJHC的立体结构的斜视图。
从图3可以看出从墨池ITK供给的墨水的流动。在记录头IJHC中，有供给青(C)墨水的墨水通道2C、供给品红(M)墨水的墨水通道2M和供给黄(Y)墨水的墨水通道2Y，具有从墨池ITK把各色墨水由基板背面侧供给到各墨水通道的供给路(未图示)。
与电热变换体(加热器)401对应地设置墨水流路301C、301M、301Y，把C墨水、M墨水、Y墨水经过这些墨水流路分别引导到设置在基板上的电热变换体(加热器)401。接着，当通过后述的电路对电热变换体(加热器)401进行通电时，把热提供到位于电热变换体(加热器)401上的墨水，墨水沸腾，其结果，利用产生的泡把墨水液滴900C、900M、900Y从排出口302C、302M、302Y排出。
另外，图3中，1为形成了后面详述的电热变换体和对其进行驱动的各种电路、存储器、作为与支架HC的电接点的各种焊盘和各种信号线的记录头用基板(下面，称为头基板)。
此外，把一个电热变换体(加热器)和对其进行驱动的MOS-FET总称为记录元件，把多个记录元件总称为记录元件部。
图3中展示了排出彩色墨水的记录头IJHC的立体结构，排出黑墨水的记录头IJHK也作成同样的结构。但是，其结构为图3所示结构的三分之一。即，墨水通道为一个，如果所配置的记录元件个数相同，则头基板的规模也成为约三分之一左右。
接着，说明用于执行上述记录装置的记录控制的控制结构。
图4为展示记录装置的控制电路结构的框图。
图4中，1700为输入记录信号的接口，1701为MPU，1702为存储MPU1701执行的控制程序的ROM，1703为保存各种数据(上述记录信号和供给到记录头的记录数据等)的DRAM。1704为对记录头IJH的记录数据进行供给控制的选通阵列(G.A.)，还进行接口1700、MPU1701、RAM1703之间的数据传送的控制。
而且，1709为用于输送记录纸P的输送电机(图1中未图示)，1706为用于驱动输送电机1709的电机驱动器，1707为用于驱动支架电机1710的电机驱动器，1705为用于驱动记录头IJH的头驱动器。
若说明上述控制结构的工作，则当记录信号输入到接口1700时，记录信号在选通阵列1704与MPU1701之间变换成记录用的记录数据。然后，在驱动电机驱动器1706、1707的同时，按照送到支架HC上的记录数据来驱动记录头IJH，把图像记录到记录纸P上。
另外，在该实施例中，使用图2展示的结构的记录头，在支架各扫描中，控制成记录头IJHK进行的记录与记录头IJHC进行的记录不重叠。彩色记录时，在每一次扫描中，交互驱动记录头IJHK和记录头IJHC。例如，在支架往复扫描时，控制成在往路(向前)扫描中驱动记录头IJHK，在复路(向后)扫描中驱动记录头IJHC。记录头的驱动控制，不仅进行这样的控制，还可以进行其它控制，如只在往路扫描中进行记录工作，在两次往路扫描中分别驱动记录头IJHK和记录头IJHC，而不输送记录纸P，等等。
接着，说明安装在记录头IJH中的头基板的结构及其工作。
图5展示形成了在记录头IJH中预制的加热器驱动电路的头基板结构例。
另外，图5中，对与现有例的图17中已说明了的相同的结构要素标以相同的附图标记，省略其说明。此外，在图5展示的结构中，也与现有例同样，展示采用了把(m×x)个加热器和(m×x)个开关元件(MOS晶体管)分割成m个组，每一组由x个加热器和x个开关元件构成，每一组分别同时选择驱动一个加热器的时分驱动方式的例子。
图5中，103-1～103-m为恒流源组，105为基准电流电路。
关于加热器驱动电路，如图5所示，在每个组中连接用于把电流供给到加热器的恒流源103-1～103-m。
例如，在组1100-1中，与加热器1101-11～1101-1x分别串联连接的MOS晶体管1102-11～1102-1x的源侧端子共同连接，各组的加热器一端也共同连接，对该组连接恒流源103-1。此外，电源布线108在共同连接端与各加热器1101-11～1101-1x连接。
作为加热器1101-11～1101-1x的驱动用开关的MOS晶体管1102-11～1102-1x，分别串联连接在电源布线108与接地(GND)之间。此外，作为用于使规定电流在加热器1101-11～1101-1x中流动的、恒流源组中的一个恒流源的高耐压MOS晶体管103-1，在MOS晶体管1102-11～1102-1x与接地(GND)之间作为共用的开关串联连接了一个。还有，在该实施例中，构成为，通过使MOS晶体管(恒流源)103在其饱和区中工作而使规定电流流动。
另外，其它组1101-2～1101-m的结构也与组1101-1相同。
因此，作为整体观察该加热器驱动电路时，从电源布线108侧起，以加热器1101-11～1101-mx、用作开关的MOS晶体管1102-11～1102-mx、恒流源组103-1～103-m、和接地布线的顺序串联连接。而且，恒流源组103-1～103-m中的每一个把恒定电流输出到对应组的共同连接端。利用来自基准电流电路105的控制信号调节该输出电流值的大小。
接着，说明上述电路结构的加热器驱动电路的工作。
由于该工作对于m个组是共同的，所以在此说明由x个加热器构成的一个组。
图6为选出图5展示的一组加热器驱动电路的结构而展示的电路图。
图6中，对与现有例的图17或图5中已说明了的相同的结构要素标以相同的附图标记，省略其说明。
此外，图6中，VG1、VG2、......、VG(x-1)、VGx表示施加到开关用MOS晶体管1102-11、1102-12、......、1102-1(x-1)、1102-1x的栅上的、由控制电路1105输出的控制信号；Ih1、Ih2、......、Ih(x-1)、Ihx表示流过加热器1101-11、1101-12、......、1101-1(x-1)、1101-1x的电流；VC表示来自基准电流电路105的控制信号。
在此，为了简单可以认为，开关用MOS晶体管1102-11～1102-1x作为漏和源的二端子开关理想地进行工作，是如果VGi(i＝1，x)的信号电平为“H”该开关就导通(漏-源间短路)，如果该信号电平为“L”该开关就截止(漏-源间开路)的开关，进行说明。此外，恒流源103-1，在其端子间施加某一电压时，就在该端子间(图中，方向为从上向下)输出由控制信号VC设定的恒定电流。
图7展示控制信号(VGi)和根据该控制信号在加热器中流动的电流(Ihi)的波形。
例如，关于控制信号VG1，在时刻t1以前的期间内为“L”，恒流源103-1的输出和加热器1101-11被截止，没有电流在该加热器中流动。但是，在从时刻t1到t2的期间内变成“H”，作为电流源的MOS晶体管1102-11的源-漏间导通，来自恒流源103-1的输出电流在该加热器中流动。此后，从时刻t2起再次变成“L”，流向加热器的电流被截止。
对于控制信号VG2、......、VGx也是同样的。
另外，利用控制信号VGi控制电流向加热器的接通时间，利用到恒流源103-1的控制信号VC来控制流向加热器的接通电流Ihi的大小。
这样，在从时刻t1到时刻t2的期间内，电流在加热器1101-11中流动时，该加热器上表面的墨水被加热和发泡，其结果，墨水从对应的喷嘴排出，记录墨水点。
以下同样地，电流按照图7展示的定时图所示的信号，依次流入加热器1101-11～1101-1x，喷出已加热的墨水进行墨水点的记录，然后使流向加热器1101-11～1101-1x的电流接通停止。
按照上述结构，利用基准电流电路105设定恒流源103-1的输出电流值，该设定了的输出电流通过MOS晶体管1102-11～1102-1x，在所希望的时间内在加热器1101-11～1101-1x中流动。
另外，在实际工作中，在MOS晶体管1102-11～1102-1x导通时在源-漏间存在着电阻，但是，通过把电源电压相对于该电阻上的电压降低设定成充分高，恒流源的输出电流能够照原样在加热器中流动，可以实现与不存在导通电阻时实质上无任何变化的工作。
下面，说明形成了上述电路结构和进行工作的加热器驱动电路的根据本发明的头基板的布局结构。
[实施例1]
图8展示根据本发明实施例1的头基板的布局结构。
图8为用于展示对于图5展示的加热器驱动电路(等价电路)中的加热器、晶体管、控制电路、恒流源等的各元件，在头基板上的实体配置的布局结构的一个例子。因此，图8中，在与图5中提到的结构要素对应的配置区域上也标以相同的附图标记。此外，根据本发明的头基板是矩形的基板，该基板上有短边和长边。而且，加热器和开关用晶体管等排列在沿着头基板的长边的方向(纵向)上。
例如，在组1100-1中，形成了具有加热器1101-11～1101-1x的加热器组、和具有开关用MOS晶体管1102-11～1102-1x的晶体管组。在组1100-2中，形成了具有加热器1101-21～1101-2x的加热器组、和具有开关用MOS晶体管1102-21～1102-2x的晶体管组。同样，在组1100-m中，形成了具有加热器1101-m1～1101-mx的加热器组、和具有MOS晶体管1102-m1～1102-mx的晶体管组。此外，形成了由与m个组的各组对应、在每一个组中供给规定电流的m个恒流源103-1～103-m构成的恒流源组103。
另外，在沿着头基板的短边的方向(横向)上，形成了构成VH触点等各种触点、或与支架的电接点的输入输出焊盘组1501。
图9为使用了图8展示的头基板的喷墨记录头的局部剖面图。
如图9所示，把排出口302设置在与设置在头基板1上的加热器1101-2x对置的位置上，把通过在头基板1的端部上形成的墨水供给路20而供给到加热器位置上的墨水加热，从排出口302排出。
此外，图10展示图8展示的头基板的电源布线部分的布局。
如从图10可以看出的那样，电源布线1601-1～1601-m与电源焊盘1103连接，通过VH触点与组1100-1～1100-m的加热器1101-11～1101-mx连接。另一方面，在每一个组中，恒流源组103输出侧的端子和MOS晶体管1102-11～1102-mx的源侧端子，分别与电源布线1602-1～1602-m连接。恒流源组103的接地(GND)侧端子通过电源布线1603共同与GND焊盘1104连接。
如从图8展示的布局结构可以看出的那样，不是把恒流源103-1～m分别配置在组的区域1100-1～m中，而是作为把多个恒流源集合起来的恒流源组，配置在加热器组和晶体管组、与输入输出焊盘组1501之间的区域中。
通常，由于从进行高速记录的观点出发排列较多的加热器，所以头基板的长度，在加热器排列方向上的长度较长，即，在图8和图10中的横方向上较长，此外，从缩小头基板面积的观点出发，配置成在与加热器排列方向垂直的方向上缩短。由于该形状是细长的，所以如果延伸与加热器排列方向垂直的方向上的头基板长度，头基板的面积就显著增大，使得在一块晶片上能够形成的头基板的块数显著减少。
因此，按照该实施例，在与加热器排列平行的部分(与加热器的排列方向正交的方向)的区域中，配置种类尽可能少的电路或元件。在图8展示的例子中，通过在该区域中只配置与加热器的个数为相同数目的所需要的驱动元件(MOS晶体管)和对其进行控制的控制电路，把除此以外的电路元件(例如，恒流源组)和输入输出焊盘汇总配置在位于加热器排列的延长线上的基板端部侧，以抑制头基板面积的增大。
在该实施例中，具体地说，把由与加热器的个数相比较少的元件数构成的恒流源配置在输入输出焊盘部与加热器排列部分之间，由此，抑制了与恒定电流驱动有关的电路所引起的基板尺寸的增大。
此外，根据本发明的恒流源组的配置不仅从防止上述头基板尺寸大型化的观点出发，还基于下述的理由。
图5中，由于在各组内能够同时驱动的加热器的个数为一个，所以在从恒流源组到各组内的加热器的布线中不产生电压降低的差异，但是，由于流过多个组的电流在以恒流源到GND焊盘1104的布线中流动，所以电压降低量依赖于同时驱动的加热器个数而发生变化。在该实施例中，如图10所示，把各组的恒流源汇总配置在输入输出焊盘附近的区域(加热器组和切换用MOS晶体管组、与输入输出焊盘之间的区域)中，由此，由于从焊盘到恒流源的距离缩短了，所以在到恒流源的布线中产生的电压降低量的变动也减少了。
此外，如图10所示，由于从GND焊盘对于多个恒流源的布线1603的长度变成大致等距离，所以能够使从GND焊盘到各恒流源的布线电阻实质上相等。由此，能够使构成每一个恒流源的MOS晶体管的源电压也相等，对于可靠性高且稳定的MOS晶体管的驱动有贡献。
而且，如图10所示，从流过规定电流的恒流源组103到各开关用的MOS晶体管的电源布线1601-1～1601-m和电源布线1602-1～1602-m等共用布线的布线长度越长，以使得各组间成为实质上同等的布线电阻时，则其宽度也就越扩展。因此，对于布线电阻高的布线不需要把电压设定成一致，这还能够减小电力损耗。
[实施例2]
图11展示根据本发明实施例2的头基板的布局结构。
图11为实现图5展示的加热器驱动电路的布局结构的一个例子。图11展示的点划线表示对称轴。因此，图11中，对与图5中提到的相同的结构要素也标以相同的附图标记。
此外，图12展示图11展示的头基板的电源布线的布局。
该实施例的布局，是在同一块头基板上对称地配置了四套图5展示的加热器驱动电路的例子。各电路的工作与在实施例1中说明了的相同。因此，附图标记只对四个区域内的一个区域标出。在该结构中，例如，如图3所示，墨水从在基板中央开出的孔(墨水供给口2C、2M、2Y)供给到配置在基板上表面的加热器，由此电流在加热器中接通，由此可以使墨水排出到纸面上表面。
因此，如果是图11展示的结构，就能够把电流供给到作为四个恒流源块的加热器驱动电路，可以把记录头构成为，这些块中所包含的分别为(x×m)个的加热器与排出相同颜色墨水的四组喷嘴列对应；也可以构成为与排出不同颜色墨水的四组喷嘴列对应。
如图12所示，在按照该实施例的结构中，由于即使来自配置在左右(头基板的两个短边侧)的焊盘的电源布线的长度为最长，也只是到基板中央的长度，所以具有能够高效率地抑制电源布线所引起的电压降低的效果。
再来说图11，在头基板上把恒流源配置在对应的加热器排列组与和该排列组相邻的焊盘组之间。此时，也与实施例1同样，能够抑制与恒定电流驱动有关的电路所引起的头基板尺寸的增大。
[实施例3]
图13为展示按照该实施例的使用了恒定电流驱动方式的记录头IJH的头基板结构的电路框图。另外，图13中，对与迄今已在说明中提到的相同的结构要素也标以相同的附图标记。此外，图13中，作为开关描述了1102-11～1102-mx，但是，如迄今说明了的那样，其实体是作为开关元件而起作用的MOS晶体管。
把该电路结构大致加以区分时，包括：基准电压电路101、电压电流变换电路102、基准电流电路103、和n个恒流源块(加热器驱动电路)106-1～106-n。
因此，如果是图13展示的结构，就能够把电流供给到n个恒流源块(加热器驱动电路)，这些块中所包含的分别为(x×m)个的加热器可以与排出相同颜色墨水的几组喷嘴列对应，也可以与排出不同颜色墨水的n组喷嘴列对应。
基准电压电路101生成电压电流变换电路102使用的基准电压(Vref)。然后，在电压电流变换电路102中以基准电压(Vref)为基础进行电压电流变换，生成基准电流(Iref)。接着，以在电压电流变换电路102中生成的基准电流(Iref)为基础，在基准电流电路105中生成多个基准电流IR1～IRn。利用电流镜电路从基准电压(Iref)生成与基准电流(Iref)成正比的多个基准电流IR1～IRn，对于n个恒流源块106供给基准电流IR1～n。
在恒流源块106-1～106-n中，以基准电流IR1～n为基准分别利用各恒流源块内的恒流源组103-1～103-m，输出与基准电流IR1～n成正比的恒定电流Iha～m。各电流源组中的工作由于与实施例1相同，所以省略其说明。
图14展示按照该实施例的头基板的布局结构。
图14为实现图13展示的头基板的布局结构的一个例子。图14展示的点划线表示对称轴。因此，图14中，对与迄今在说明中提到的相同的结构要素也称以相同的附图标记。
该实施例中，说明具有四个头驱动电路的例子。
在图14展示的例子中，也与实施例2同样，把四个恒流源组的各组配置在加热器排列与和该排列相邻的焊盘组之间。此外，把基准电压电路、电流电压变换电路和基准电流电路汇总配置在加热器排列与焊盘组之间。
此外，在图14展示的例子中，把基准电压电路101、电压电流变换电路102和基准电流电路105配置在同一个部位(用虚线包围的区域)上，但是，也可以在分割以后配置在位于该图左右的相反侧的加热器排列与焊盘组之间。
总之，如果按照该实施例，就能够与实施例1、2同样，通过进行这样的配置来抑制与恒定电流驱动有关的电路所引起的头基板尺寸的增大。
[实施例4]
图15展示在同一块头基板上设置了两套图14展示的电路结构的布局结构的一个例子。
在该例中，由于能够对两套独立地设定施加到加热器中的电流，所以例如为了使两个数量不同的墨水排出，能够使适合的加热器的排列在同一块基板上混载来构成。
图16展示配置了多个加热器排列的布局结构的一个例子。
该例的结构，适合于在彩色记录应用中由设置在同一块基板上的加热器排出多种颜色的墨水等情况。
另外，图15～图16中，图示了墨水供给口2-1、2-2、......、2-n。其它结构要素由于与已说明的相同，所以标以相同的附图标记，省略其说明。
因为在不脱离本发明的精神和范围的前提下能够作出很多明显不同的本发明的实施例，所以，除了在所附权利要求中定义的范围以外，本发明当然不限于具体的实施例。
(请求优先权
本申请书要求以2004年5月27日提交的日本专利申请2004-158029号为优先权，该申请的全部内容在此引为参考。)

Claims (13)

1.一种记录头用基板，用于按照以下驱动方法驱动配置在记录头用基板上的多个记录元件，在该驱动方法中，恒定的电流分别通过与多个记录元件对应的多个开关元件流过上述多个记录元件，其特征在于：
上述基板是具有长边和短边的基板；
上述多个记录元件和上述多个开关元件排列在上述基板的纵向上；
在上述基板的横向侧的端部配置有用于输入用于驱动上述多个记录元件的驱动信号和控制信号的端子；
在配置有上述端子的第1区、与排列着上述多个记录元件和上述多个开关元件的第2区之间的区域中，配置有用于使上述恒定的电流流动的恒流源。
2.根据权利要求1所述的记录头用基板，其特征在于：
在上述基板的纵向上配置有基于上述驱动信号和上述控制信号对上述多个开关元件的导通/截止进行控制的控制电路。
3.根据权利要求1所述的记录头用基板，其特征在于：
在上述基板的纵向上设置有用于供给墨水的供给口。
4.根据权利要求1所述的记录头用基板，其特征在于：
把上述多个记录元件分成多个组，不同时驱动属于同一组的记录元件，同时驱动属于不同组的多个记录元件；
上述恒流源，与上述多个组的各组对应地设置有多个；
上述多个恒流源汇总配置在上述第1区与上述第2区之间的区域中。
5.根据权利要求4所述的记录头用基板，其特征在于：
上述恒流源由在饱和区域中工作的MOS晶体管构成。
6.根据权利要求4所述的记录头用基板，其特征在于：
从上述端子到与上述多个组对应的多个上述恒流源的距离实质上相等。
7.根据权利要求1所述的记录头用基板，其特征在于还包括：
产生用于使上述恒流源产生恒定电流的基准电流的基准电流电路；
基于基准电压产生上述基准电流的电压电流变换电路；以及
产生上述基准电压的基准电压电路，
上述基准电流电路、上述电压电流变换电路和上述基准电压电路配置在上述第1区与上述第2区之间。
8.根据权利要求2所述的记录头用基板，其特征在于：
在上述基板上，以上下对称和左右对称中的至少一种方式配置多个通过在上述第1区与上述第2区之间配置上述恒流源而得到的电路元件组。
9.根据权利要求1所述的记录头用基板，其特征在于：
上述多个开关元件是MOS晶体管。
10.一种记录头，其特征在于：使用了根据权利要求1的记录头用基板。
11.根据权利要求10所述的记录头，其特征在于：
上述记录头是排出墨水进行记录的喷墨记录头。
12.一种头处理盒，其特征在于包括：
根据权利要求10所述的喷墨记录头和容纳要供给到该喷墨记录头的墨水的墨池。
13.一种记录装置，其特征在于：使用根据权利要求11所述的喷墨记录头或者根据权利要求12所述的头处理盒，把墨水排出到记录媒体上，进行记录。
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