CN1796126A - 喷墨记录头及其基板、驱动控制方法和喷墨记录装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于喷墨记录头的基板，该基板配置有用于产生用于排出墨水的热能的电热换能器和用于驱动该电热换能器的驱动电路，该基板包括：逻辑电路，用于以基于第一电压幅值电平的输入信号的第二电压幅值电平输出用于指定被驱动的电热换能器的选择信号，驱动电路，用于基于来自块单元中逻辑电路的选择信号驱动电热换能器，和缓冲器电路，其具有在驱动电路中驱动一个选择信号所馈送给的所有的门的电流供给能力，且在逻辑电路和驱动电路之间中继选择信号。

Description

喷墨记录头及其基板、 驱动控制方法和喷墨记录装置
技术领域
本发明涉及一种喷墨记录头的基板、一种喷墨记录头和一种使用该喷墨记录头的喷墨记录装置，具体涉及一种在其中在同一基板上形成产生排出墨水需要的热能的电热换能器和驱动电热换能器的驱动电路的喷墨记录头，以及一种使用该记录头的记录装置。
背景技术
通常，使用例如在美国专利号6290334的说明书中披露的半导体工艺技术，在同一个基板上形成执行喷墨方法的安装在记录装置中的记录头的电热换能器(加热器)和该电热换能器的驱动电路。另外，提出一种记录头，在其中除驱动电路之外用于检测这种半导体基板的状态譬如基板温度的数字电路或类似物被形成在同一基板上，围绕基板中央布置供墨口，并且加热器与插入在其间的供墨口互相相对。
图6是示意性示出用于这种喷墨记录头的半导体基板的图，也就是，用于喷墨记录头的半导体基板包括输出用于检测温度的数字信号的电路。
图6中，参考标记500表示基板，在那里使用半导体工艺技术整体形成加热器和驱动电路。参考标记501表示加热器/驱动器阵列，在其中布置两个或多个加热器和驱动器电路。参考标记502表示供墨口，用于从基板的后侧供给墨水。
参考标记503表示用于暂时存储被记录的打印数据的多个移位寄存器。参考标记507表示多个译码器电路，每个译码器电路对每个加热器块输出用于驱动加热器/驱动器阵列501中加热器的加热器块选择信号。参考标记504表示多个输入电路，每个输入电路包括将数字信号输入至移位寄存器503和译码器507的缓冲器电路。参考标记510表示包括提供逻辑设备电压Vdd的端子、输入时钟信号的端子CLK和输入譬如打印数据的数据的端子的多个输入端。
图8是解释向移位寄存器503传递打印信息、向加热器供给电流及驱动加热器的一系列操作的时序图。
与输入至CLK端的时钟脉冲同步，打印数据被供给至DATA_A和DATA_B端。移位寄存器503暂时存储供给的打印数据，以及锁存电路响应施加至BG端的锁存信号存储打印数据。此后，以矩阵方式使用于选择被分为期望块的加热器组的块选择信号和响应锁存信号已经被存储的打印数据(设备选择信号)进行“与”操作(AND)，进而与HE信号同步施加加热器电流用于直接确定电流驱动时间。对每个块重复该系列操作以执行打印。
图7A是示出一个用于将电流供给至加热器以排出墨水的段的等效电路图。图7B是对应于暂时存储被打印的图像数据的1位(bit)移位寄存器和锁存电路的等效电路图。
为了选择被分为定时块的加热器组，输入至AND(“与”)电路601的块选择信号从译码器电路507被传递，该定时块可使用几乎同样的定时被驱动。输入至AND电路601的设备选择信号是基于被传输至移位寄存器503的图像信号，并且此后响应锁存信号被存储。为根据打印数据选择性地接通每个段(segment)，使用AND电路601以矩阵方式使块选择信号和设备选择信号进行“与”操作(AND)。
参考标记605表示用作驱动加热器的电源的VH电源线，参考标记606表示加热器，以及参考标记607表示用于传递通过加热器606电流的驱动晶体管(driver transistor)。参考标记602表示响应AND电路601的输出作为缓冲器的反相器电路。参考标记603表示用作反相器电路602的电源的VDD电源线。参考标记608表示用于接收反相器电路602的缓冲器输出起缓冲器作用的反相器电路。参考标记604表示VHT电源线，该VHT电源线起用于供给功率至包括反相器电路608的缓冲器且供给驱动晶体管的栅极电压的电源的作用。
通常地，反相器602和移位寄存器503或类似电路是数字电路并且主要通过Lo/Hi(低/高)脉冲操作。另外，记录头的初始打印信息的接口和用于驱动加热器的施加的脉冲也是数字信号，以及通过Lo/Hi(低/高)逻辑脉冲从外侧接收该信号和传递该信号至外侧。这些逻辑脉冲通常具有0V/5V或0V/3.3V的幅值。数字电路的电源VDD由这些电压之一提供。因此，具有VDD电压的幅值的脉冲被输入至AND电路601，通过包括两级反相器电路602的缓冲器，进而被输入至随后级的反相器电路608。
随后级的反相器电路608也是逻辑电路，但与前级反相器602不同，其工作在较高的电压。
优选的是，驱动晶体管607具有低阻抗，也就是，在接通状态中的低接通阻抗。这是因为除了加热器之外的部分消耗的功率是最小的，这使得可以阻止基板温度的增加和稳定地驱动记录头。在驱动晶体管607具有高接通阻抗的情况中，由加热器电流流经这个部分引起的电压降增加，从而不得不给加热器施加过高的电压，导致过多的功率消耗。
为了降低驱动晶体管607的接通阻抗，施加至驱动晶体管607的栅极上的电压必须设置为高。为此，图7A中的电路需要一个用于转换为具有高于电压VDD的电压幅值的脉冲的电路。因此，在图7A中的电路中，准备了高于电压VDD的电压VHT的电源线604。已经由具有VDD电压幅值的脉冲输入的段选择信号(用于有选择地驱动加热器的信号)通过缓冲器电路被转换为具有电压VHT幅值的脉冲，该缓冲器电路包括反相器电路608。在转换为具有电压VHT幅值的脉冲之后，该脉冲被施加至驱动晶体管607的栅极。换言之，如图7A所示，信号被传递至外面和从外面接收，以及使用具有电压VDD(用于驱动逻辑电路的电压)幅值的脉冲，执行中间数字电路中的信号处理。此外，电路(脉冲幅值转换器电路)被添加至每个段。在驱动晶体管607的栅极被驱动之前，该电路将信号直接转换为具有电压VHT幅值的脉冲(用于驱动器件的电压)。
通常地，记录头具有高密度布置的多个段。因此，例如，当以600dpi(点每英寸)的密度布置该多个段时，在布置方向上段的宽度被限制至大约42.3μm。在用于驱动该段的图7A中电路全部被存放在这个节距中的情况下，在垂直于布置方向上的方向，每个段需要对应于设备数目的大面积。该面积比具有低密度布置的结构的面积大。
图9是示出图7A中脉冲幅值转换器电路的具体结构的等效电路图。如图9所示，脉冲幅值转换器电路特别是由虚线指示的电平转换部分包括大量晶体管，这需要大的芯片面积。
在用于如此配置的记录头的基板布局(layout)中，添加用于每个段的脉冲幅值转换器电路增加了每个段的长度，从而增加芯片的大小和成本。具体地说，在前述布局中，芯片在垂直于段阵列的方向上扩张，因此芯片在尺寸上明显地增加。另外，当对每个段添加脉冲幅值转换器电路时，例如，在使用256个段的记录头的情况下，必需的缓冲器电路数量等于至少256个反相器。这种结构降低了产品率并使电路结构复杂，从而增加了成本。
发明内容
考虑所述问题作出了本发明。本发明的一个目的是提供一种电路配置，用于将逻辑驱动电压转换为设备(device)驱动电压而在垂直每个段的布置方向的方向上不增加长度，以及减少脉冲幅值转换器电路中的脉冲边沿的圆滑(rounding)，以提高墨水排出性能。
本发明的另一个目的是通过减少脉冲幅值转换器电路和形成在基板上的设备的数量提高产品率和简化电路结构。
根据本发明的一个方面，用于实现目的的喷墨记录头的基板如下配置：
用于喷墨记录头的基板，该基板配置有用于产生用于排出墨水的热能的电热换能器和用于驱动该电热换能器的驱动电路，
该基板包括：
逻辑电路，用于以基于第一电压幅值电平的输入信号的第二电压幅值电平输出用于指定被驱动的电热换能器的选择信号，
驱动电路，用于基于来自块单元中逻辑电路的选择信号驱动电热换能器，和
缓冲器电路，其具有在驱动电路中驱动一个选择信号所馈送给的所有的门(gate)的电流供给能力，且在逻辑电路和驱动电路之间中继选择信号。
另外，本发明提供一种使用喷墨记录头的基板的喷墨记录头和一种使用喷墨记录头的喷墨记录装置。
通过结合附图的下面说明书，本发明的其他特征和益处将是清楚的，其中在整个附图中同一参考标记标示相同或类似部分。
附图说明
被结合进且构成说明书一部分的附图说明本发明的实施例，以及与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是说明根据实施例1的喷墨记录头结构的图；
图2是示出根据实施例1的供给电流给加热器以排出墨水和驱动该加热器的一个段的等效电路；
图3是示出本实施例的移位电阻器103结构的图；
图4是说明块选择信号、设备驱动信号和各个驱动块的联系的图；
图5是说明根据实施例2的喷墨记录头的基板的图；
图6是示意性示出典型喷墨记录头的半导体基板的图；
图7A是示出一个将电流驱动至加热器以排出墨水的段的等效电路图；
图7B是对应于暂时存储被打印的图像数据的1位(1bit)移位寄存器和锁存器中的等效电路图；
图8是说明向移位寄存器503传递打印信息、向加热器供给电流和驱动加热器的一系列操作的时序图；
图9是示出脉冲幅值转换器电路的等效电路的图；
图10是示出可应用本发明的喷墨记录装置的外观图；
图11示出喷墨盒(ink jet cartridge)IJC的详细结构的外部透视图；
图12是示出排出三色墨水的记录头的三维结构的透视图；
图13是示出控制图10中所示的喷墨记录装置的记录的控制结构的图；和
图14是示出在图2电路结构中AND(“与”)门201由NOR门代替的例子的图。
具体实施方式
现在根据附图详细说明本发明的优选实施例。
在本说明书中，“记录”(也称为“打印”)不仅表示包括字符和图的有效(significant)信息的形成，还表示包括广泛使用在记录介质上或媒介处理中的图像、图样和图案，不管该信息是否有用的、或该信息是明显的以使由人们可见地识别。
“记录介质”不仅表示在典型记录装置中使用的纸，还包括能接受墨水的媒介。例如，可用的纤维、塑料薄膜、金属板、玻璃、陶瓷、木头、皮革等等。
此外，“墨水”(也称为“液体”)应当被宽泛地解释为“记录(打印)”的限定，还表示应用至记录介质的液体以形成图像、图样、图案或类似物，处理记录介质或加工墨水(例如，在应用至记录介质的墨水中色料的凝聚或不溶解)。
另外，如果不特别声明，“喷嘴”是排出口、连接至排出口的液体通路和用于产生用于排出墨水的能量器件的通称。
在下面说明中的“在设备基板上”不仅表示“在设备基板上”，还包括设备基板的表面和靠近表面的设备基板的内部。此外，本说明书的“嵌入”不是指分离设备被简单地布置在基板上，而是指通过半导体电路的制造工艺或类似工艺使该设备整体形成和制造在该设备基板上。
在下面说明的实施例的用于喷墨记录头的基板(此后，还称为头基板)中，紧接在AND电路601之前执行脉冲幅值的电压转换(图7A)。在驱动晶体管607的栅极前执行电压转换。也就是对于每个段，在译码器输出(块选择)和移位寄存器输出(BIT)被进行“与”操作之前执行电压转换。因此，对于每个段，高于逻辑电压的电压被施加至部分中的电路(对应于AND电路601)以进行“与”操作。因此，在本实施例中，这个部分的设备是具有比其它逻辑电路譬如译码器和移位寄存器(S/R)高的耐压的晶体管。使用这种结构，可以将已经输入的具有VDD电压幅值的脉冲的段选择信号转换为具有VHF电压幅值的脉冲，且在垂直于每个段组方向的方向上不增加长度。具体地在本实施例的结构中，在来自译码器的输出信号和来自移位寄存器的信号被进行“与”操作之前脉冲宽度被改变，因此消除了对每个段添加脉冲幅值转换器电路的必要。结果是，脉冲幅值转换器电路的数量可被减少到用于时分驱动的块数(译码器的信号输出的数量)和对应于各个块的数据数量(移位寄存器的输出的数量)之和，以使提高产品率且简化电路结构。
(实施例1)
下面将首先说明应用本发明的喷墨记录装置的例子。图10是示出根据本发明典型实施例的喷墨记录装置1的结构轮廓的透视图。
如图10所示，喷墨记录装置(此后，称为记录装置)具有滑架(carriage)2，其中记录头3通过根据喷墨方法排出墨水执行记录。滑架电机M1产生的驱动力通过传送机构4被传送到滑架2，并且沿箭头A引起滑架2的往复运动。然后，记录介质P譬如记录纸被通过输送机构5馈送且被传送至记录位置。通过从记录头3向记录介质P排出墨水，在记录位置上执行记录。
为了维持记录头3的优选状况，滑架2被运动至恢复设备10的位置且间歇地恢复记录头3的排出。
记录装置1的滑架2不仅包括记录头3还包括存储被供给记录头3墨水的墨盒6。墨盒6可被附连至滑架2和从滑架2拆下。
图10中的喷墨记录装置1能够彩色记录。对于彩色记录，滑架2具有用于存储品红色(M)、青色(C)、黄色(Y)和黑色(K)的墨水的四个墨盒。可单独地连接和拆卸四个墨盒。
滑架2和记录头3具有接合表面，该接合表面适当互相接触并且保持需要的电连接。使用响应记录信号而施加的能量，记录头3通过选择性地从多个排出口排出墨水执行记录。具体地，本实施例的记录头3使用利用热能排出墨水的喷墨方法。通过响应记录信号向电热换能器施加脉冲电压，墨水从相应的排出口被排出。
在图10中，参考标记14表示输送辊，该输送辊由输送电机M2驱动以传送记录介质P。
在前述例子中，记录头和存储墨水的墨盒可被互相分离。然而，如下面所述，在滑架2中可安装记录头和墨盒被结合进一个单元的头盒(head cartridge)。
图11是示出头盒结构的例子的外部透视图。尽管墨盒6和记录头3在图10中是互相分离的，但本发明的喷墨记录头的基板可应用于头盒，在该头盒中墨盒和记录头被结合进一个单元中。
如图11所示，喷墨盒IJC由用于排出黑色墨水的盒IJCK和用于排出C、M及Y三色墨水的盒IJCC构成。这两个盒可被互相分离以及单独被附连至滑架2及从滑架2拆下。
盒IJCK包括存储黑色墨水的墨水容器ITK和通过排出黑色墨水执行记录的记录头IJHK。墨水容器ITK和记录头IJHK被结合进一个单元。类似地，盒IJCC包括存储C、M及Y三色墨水的墨水容器ITC和通过排出彩色墨水执行记录的记录头IJHC。墨水容器ITC和记录头IJHC被结合进一个单元。在本实施例中，该盒的墨水容器被填充墨水。
另外，根据图11清楚的是，沿滑架运动方向排列排出黑色墨水的喷嘴阵列、排出青色墨水的喷嘴阵列、排出品红色墨水的喷嘴阵列和排出黄色墨水的喷嘴阵列。这些喷嘴在正交于滑架运动方向的方向上被布置。
下面将说明用于因此配置的记录装置的记录头3的头基板。图12是示出排出三色墨水的记录头IJHC的三维结构的透视图。
图12示出从墨水容器ITC供给的墨水流动。记录头IJHC包括用于供给C、M及Y墨水的墨水通道33C、33M和33Y。另外，墨水容器ITC包括从基板的后侧向各个的墨水通道供给墨水的供给路径(未显示)。
流经墨水通道之后，C、M及Y墨水被引导通过墨流路径31C、31M和31Y至位于基板上的电热换能器(加热器)41。当电热换能器(加热器)41通过电路(在下面说明)被激励时，电热换能器(加热器)41上的墨水被加热。该热量使墨水沸腾，从而墨滴30C、30M和30Y由排出口32C、32M和32Y以气泡形式排出。
在图12中，参考标记51表示头基板，在其中形成用作电热换能器电接点的各种盘(pad)(在后面说明)、用于驱动电热换能器的各种电路、存储器和滑架HC，以及形成各种信号线。
一个电热换能器(加热器)和用于驱动换能器的MOS-FET总称为记录设备，多个记录设备总称为记录设备单元。
图12示出用于排出彩色墨水的记录头IJHC的三维结构。用于排出黑色墨水的记录头IJHK具有类似的结构。然而，该结构大小是图12中结构的三分之一。具体地说，仅提供一个墨水通道且头基板的大小是图12中的大约三分之一。
下面将说明喷墨记录装置的控制结构。图13是示出图10中所示记录装置的控制结构的框图。
如图13所示，控制器60包括MPU 60a和用于存储与控制序列对应的程序的ROM 60b(在后面说明)、必要表(table)和其它固定数据。在控制器60中，特定用途集成电路(ASIC)60c产生用于控制滑架电机M1、输送电机M2和记录头3的控制信号。RAM 60d提供了图象数据的扩展区域和执行程序的工作区域。系统总线60e连接MPU 60a、ASIC 60c和RAM 60d以交换数据。来自传感器组(在后面说明)的模拟信号馈送至AD转换器60f，AD转换器60f将信号转变为数字信号，并将数字信号供给MPU 60a。
在图13中，参考标记61a表示计算机，该计算机是图象数据来源(或用于读取图像的阅读器、数字照相机等)并且一般称为主机装置(host apparatus)。在主机装置61a和记录装置1之间经接口(I/F)传送和接收图象数据、命令、状态信号等。
参考标记62表示开关组，包括用于接收操作者输入的命令的开关。开关组62包括例如电源开关62a、用于指令打印启动的打印开关62b、用于指令维持记录头3的墨水排出性能的优化状况的处理(恢复)启动的恢复开关62c。参考标记63表示传感器组，其检测装置的状态且包括检测原始位置(home position)h的譬如光耦合器的位置传感器63a、位于记录装置的合适点以检测环境温度的温度传感器63b。
参考标记64a表示滑架电机驱动器，其驱动滑架电机M1以使滑架2以往复方式沿箭头A扫描，以及参考标记64b表示输送电机驱动器，其驱动输送电机M2以输送记录介质P。
在记录头3的记录和扫描期间，ASIC 60c将记录设备(加热器)的驱动数据(DATA)传递至记录头，同时直接访问RAM 60d的存储区域。
下面将具体说明用于这样配置的记录装置的记录头的头基板(设备基板)。特别地，下面将主要说明头基板上(加热器板上)驱动电路的结构。如上所述，墨水排出口30C、30M和30Y位于头基板上，对应于形成流路径31C、31M和31Y连接至墨水排出口的记录设备和部件。该排出口和该部件构成记录头。另外，通过驱动记录设备加热供给到记录设备上的墨水，以使通过使薄膜沸腾产生气泡，从而从排出口排出墨水。
图1说明根据实施例1的喷墨记录头的设备基板的结构的图。图1中的设备基板构成图11中的记录头(IJHK、IJHC)的部分。参考标记100表示基板，加热器和驱动电路通过半导体工艺技术被整体形成在基板上。基板100对应于用于喷墨记录头的基板(图12中的参考标记51)，参考标记102表示从基板的后侧供给墨水的供墨口(供给路径)。参考标记101表示其中布置两个或多个加热器和驱动器电路的加热器/驱动器阵列。加热器/驱动器阵列包括是用于排出墨水的电热换能器的加热器和用于选择性地驱动加热器的驱动器阵列。参考标记103表示移位寄存器，每个移位寄存器具有对应于一个时分驱动块的数据，用于暂时存储备记录的打印数据。参考标记107表示译码器电路，用于对每一加热器块选择和驱动加热器/驱动器阵列中的加热器。参考标记104表示输入电路，其包括缓冲器电路，用于将数字信号输入至移位寄存器103和译码器107。参考标记110表示输入端。
参考标记130表示VHT电压发生器电路，用于基于加热器驱动电源电压(VH)产生被供给至脉冲幅值转换器电路的VHT电压。在这种情况下，产生低于VH的电压作为VHT电压。参考标记140表示脉冲幅值转换器电路，用于将具有VDD电压幅值的数字信号转换为驱动晶体管的栅极驱动脉冲。该脉冲具有VHT电压的幅值。如图1所示，本实施例的脉冲幅值转换器电路140分别位于译码器电路107的输出级和移位寄存器103的输出级。参考标记170表示缓冲器电路，其被提供用于来自脉冲幅值转换器电路140的每个输出信号，且具有对应于栅极数量的容量，在加热器/驱动器阵列101中输出信号被连接至该栅极。
参考标记121表示温度检测块，其包括用于检测半导体基板100的温度的设备。用于检测基板温度的温度检测块121被描述为监测基板状态的设备。可提供用于检测电热换能器阻抗的设备或可提供用于检测在电流驱动晶体管的工作期间的阻抗的设备。可提供两种或多种检测设备或不提供。
图2是示出根据实施例1用于将电流供给至加热器以排出墨水和驱动加热器的一个段的等效电路图。图3是对应于暂时存储被打印的1位移位寄存器和锁存器的等效电路图。
在图6和7A所示的常规电路中，脉冲幅值转换器电路被增加至每个段(用于排出墨水的加热元件)。与常规电路对比，如图1所示，对于本实施例的喷墨记录头，脉冲幅值转换器电路被加至基板100中的移位寄存器103和译码器107的输出部分。换言之，在译码器电路107的输出信号(块选择信号)和移位寄存器电路103的输出信号(设备选择信号)被进行“与”操作之前(在完成最终逻辑操作之前)，脉冲幅值电压设定为高。这样，如图2所示，每个段被馈送幅值增加至VHT电压的脉冲。由于每个段不需要任何转换器电路，所以对应于转换器电路的设备区域不是必需的。
在这种情况中，高电压被施加至AND电路201，用于在每个段中执行AND操作，从而构成该电路的晶体管必须为具有更高耐压的器件。在常规电路中，仅有对应于逻辑电压的低电压施加至这个部分，从而这个部分由具有低耐压的器件组成。在本实施例中，这个部分具有比构成其它逻辑电路的晶体管更高的耐压。具体地说，构成AND电路的晶体管是高耐压器件。
在这种高耐压晶体管(MOS晶体管)的情况中，晶体管在尺寸上比低耐压晶体管大。然而，如后面将说明的，脉冲幅值转换器电路(电平转换器)的数量可被减少，并且脉冲幅值转换器电路可远离该段布置。因此，可以减少用于喷墨记录头的基板100的整体尺寸。
图3是示出根据本实施例的移位寄存器103和脉冲幅值转换器电路140的结构的图。与图7B中所示移位寄存器的电路结构不一样，增添脉冲幅值转换器电路被加至输出级，其中脉冲的幅值被从VDD电压转换为VHT电压，VHT电压是更高电压幅值。
当以时分方式驱动所有段时，移位寄存器103和译码器电路107的输出级数量由分组的数量确定。这样，获得大约8个到32个分组。例如，在256个段被分为16组时(每个块具有16个段)。脉冲幅值转换器电路的必需数量是16×2(移位寄存器侧和译码器侧)＝32个。与通过向所有段增添脉冲幅值转换器电路获得的256个电路相比较，这明显减少。因此，可以在垂直于段排列方向的方向上减少芯片长度(设备基板的长度)。增添至移位寄存器103和译码器电路107的脉冲幅值转换器电路在排列方向上增加了芯片长度。然而，相对于沿垂直方向上长度的减少，在芯片长度上的增加是小的，所以整个芯片面积被减小。
另外，如图1所示，用于调整负载的缓冲器170连接至脉冲幅值转换器电路140的输出。具体地说，缓冲器170包括两个反相器。如图3所示，对于每个信号线，缓冲器170位于脉冲幅值转换器电路的输出级。如图4所示，块选择信号的缓冲器170和设备选择信号的缓冲器170均被连接至多个AND门。
用于该段的AND电路的门电极被全部悬挂作为在脉冲幅值转换器电路140的输出上的容量负载。例如，如图4所示，一个块选择信号被输入至一个驱动块300中对应于段的全部AND门201。换言之，一个驱动块300中对应于段数的AND电路的门电极被悬挂作为每个块选择信号上的容量负载。一个设备选择信号被连接至每个驱动块的一个AND门。换言之，与驱动块总数对应的AND电路的门电极被悬挂作为各个设备选择信号的容量负载。因此，与一个门电极被连接至一个脉冲幅值转换器电路的图7A中结构相比较，脉冲幅值转换后的波形可以CR时间常数圆滑。特别地在如本实施例中以高电压执行逻辑操作时以及在头(head)具有多个段的情况下，CR时间常数极大地影响了波形。
当脉冲边沿被圆滑时，只有短于想要脉冲宽度(时间)的脉冲可被施加，以致于不能获得想要的墨水排出性能。缓冲器170是用于调整的缓冲器电路，并且被增加以解决这个问题。对于对应于段数量的容量，设置缓冲器电路的尺寸具有足够的驱动力(增加嵌入在半导体基板中的电路的尺寸)，以使脉冲边沿的圆滑可被降低，从而可更理想地驱动加热器。缓冲器电路170具有如下条件：
(a)门的必需数量可以是全部由保持预定上升/下降特性(速度)的脉冲信号驱动的，
(b)根据设备(反相器)容量的增加，基板上面积的增加被限制在预定的容限内。
例如，当256个喷嘴被分为16块且被驱动时，必需的门的数目是16个。即，驱动与分配块的数量一样多的门。与在垂直于段排列方向的方向上的面积增加相比较，由反相器引起的面积增加可被充分地消化。这是因为转换器电路被布置在芯片的末端。根据本实施例的电路排列，在面积增加的容限内，可提供具有足够电流供给能力(容量)的缓冲器电路。
在前述的实施例中，缓冲器170包括两个反相器，但反相器的数量不受限制。例如，缓冲器170可包括一个反相器，以及图2中的AND门201可由NOR(或非)门替代。图14示出使用代替AND门201的NOR门201。另外，例如在图3中脉冲幅值转换器电路140的末级中的反相器141可具有带有可调整负载的容量(capacitance)，从而可省略缓冲器170。
<实施例2>
图5是说明根据实施例2用于喷墨记录头的设备基板的图。在图5中，与图1中一样的结构由相同的参考标记指示，并且省略其详细说明。
在实施例2中，脉冲幅值转换器电路140紧接在输入电路104之后被插入。这个实施例仅仅需要与输入端(逻辑输入端CLK、DATA_A、DATA_B、BG、HE_A、HE_B)一样多的脉冲幅值转换器电路，从而进一步减少芯片尺寸。
如在实施例1中，缓冲器170被连接至驱动电路(加热器/驱动器阵列101)的前级，以使在脉冲的上升沿和下降沿处的速度被保持。
如上所述，根据前述实施例，与在驱动晶体管的栅极前直接执行的电压转换的常规技术不一样，在译码器的输出和移位寄存器的输出被进行“与”操作之前执行脉冲幅值的电压转换。使用这种结构，可以将段选择信号转换为具有VHT电压幅值的脉冲而在垂直于每个段排列方向的方向上不增加长度，该段选择信号被输入作为具有VDD电压的幅值的脉冲。
另外可获得一种电路结构，该电路结构可显著减少增添至每个段的脉冲幅值转换电路的数量。因此，可被实现的是：芯片尺寸将被减小，使用较少量的元件将提高产品率，进而使用简化的电路结构将降低成本。再者，在用于响应块选择信号而驱动加热器的驱动电路和设备驱动电路的前级插入缓冲器170，从而防止了脉冲边沿的圆滑和打印质量的劣化。
根据本发明，可提供一种用于将逻辑驱动电压转换为设备驱动电压而在垂直于每个段的排列方向的方向上不增加长度的电路结构。另外，根据本发明，减少了脉冲幅值转换电路的数量且减少了形成在基板上的设备数量，因此产品率可被提高并且电路结构可被简化。
在不脱离本发明的宗旨和范围的情况下，可获得本发明的许多明显不同的实施例，因此应当理解本发明除了附加的权利要求的限定之外不受其具体实施例的限制。

Claims (9)

1、一种用于喷墨记录头的基板，该基板配置有用于产生用于排出墨水的热能的电热换能器和用于驱动该电热换能器的驱动电路，
该基板包括：
逻辑电路，用于以基于第一电压幅值电平的输入信号的第二电压幅值电平输出用于指定被驱动的电热换能器的选择信号，
驱动电路，用于基于来自块单元中逻辑电路的选择信号驱动电热换能器，和
缓冲器电路，其具有在驱动电路中驱动一个选择信号所馈送给的所有的门的电流供给能力，且在逻辑电路和驱动电路之间中继选择信号。
2、根据权利要求1的基板，其中逻辑电路使用第一电压幅值电平的输入信号产生选择信号，将选择信号转换为第二电压幅值电平的选择信号，并输出转换后的选择信号。
3、根据权利要求1的基板，其中逻辑电路将第一电压幅值电平的输入信号转换为第二电压幅值电平的信号，通过使用转换后的信号产生选择信号，并且输出选择信号。
4、根据权利要求1的基板，其中逻辑电路在末级中包括反相器电路，且末级中的反相器电路还用作缓冲器电路。
5、一种记录头，其使用根据权利要求1的喷墨记录头的基板。
6、根据权利要求5的记录头，其中记录头是排出墨水执行记录的喷墨记录头。
7、一种头盒，包括：
根据权利要求6的喷墨记录头，和
存储被供给至喷墨记录头的墨水的墨水容器。
8、一种记录装置，包括根据权利要求5的记录头，
其中该记录装置使用记录头执行记录。
9、一种记录装置，包括根据权利要求7的头盒，
其中该记录装置使用该盒执行记录。
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