CN2457829Y - 打印机加热驱动电路及其装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种打印机加热驱动电路及其装置,该电路主要包括复数个驱动组件及复数个电阻加热器。每一个驱动组件包括一晶体管或至少一对晶体管,形成一达灵顿(Darlington)电路,并具有一基极结点,连接至对应接收结点,用以接收对应地址讯号。每一个电阻加热器的一端连接至每一个驱动组件的集极结点,另一端则连接至一共同电源端。本实用新型的驱动组件为共射极组态,因此具有较高的功率增益。藉由本实用的加热驱动电路及其装置,可提高电阻加热器的输出功率控制性及输出电流的稳定性。
Description
热式喷墨打印机(thermal inkjet printer)为目前使用最广泛的打印工具之一，其使用一薄膜电阻(thin-film resistor)来加热墨水或碳粉的技术为众所周知。
美国专利U.S.5,598,189及U.S.5,681,764披露了一种加热驱动装置，其电路概略如图9所示。该驱动电路包括至少一对晶体管对t11、t12，形成一共集极组态(common collector)的Darlington电路。晶体管t12连接地址讯号线，而电阻加热器r11则连接于晶体管t11的射极与控制端vm之间。总电压降相当于流经晶体管t12的电压降(VcE,2)、流经晶体管t11的电压降(VBE,1)及流经电阻加热器r11的电压降(VR)的总合。显然电阻加热器r11的功率因VCE,2及VBE,1而无法提高。此外，当vs为零时，晶体管t12连接的地址讯号线还可能误激活电阻加热器r11，使系统操作准确性降低。
有鉴于此，本发明人根据多年从事相关工作的经验，潜心研究而终于完成本实用新型：打印机加热驱动电路及其装置，提供产业界及使用者更好的选择。
本实用新型的主要目的在于提供一种打印机加热驱动电路及其装置，使其能提高电阻加热器的功率及稳定性。
本实用新型的另一目的在于提供一种打印机加热驱动电路及其装置，使其能提高电路电流的稳定性。
为达到上述目的，本实用新型的打印机加热驱动电路及其装置主要包括复数个驱动组件及复数个电阻加热器。每一个驱动组件包括一晶体管，或至少一对晶体管形成一Darlington电路，并具有一基极结点，连接至对应接收结点，用以接收对应地址讯号。每一个电阻加热器的一端连接至每一个驱动组件的集极结点，另一端则连接至一共同电源端。本实用新型的驱动组件为共射极组态(common emitter)，因此具有较高的功率增益(power gain)。
上述驱动组件还可于基极接点连接一电流镜射(current mirror)单元，用以稳定电流。而Darlington电路中亦可包括一MOS晶体管。本实用新型的驱动组件及电阻加热器可应用公知的半导体制造技术来完成。
本发明的驱动组件为共射极组态，因此具有较高的功率增益。藉由本发明的加热驱动电路及其装置，可提高电阻加热器的输出功率控制性及输出电流的稳定性。
附图简单说明：
图1为本实用新型用以驱动印字头的单一芯片方块示意图；
图2为图1单一芯片的电路图；
图3为包括复数个芯片的矩阵图；
图4为连接一电流镜射单元的驱动电路图；
图5为连接一MOS晶体管的驱动电路图；
图6为另一实施例的Darlington电路图；
图7为图2另一连接方式的驱动电路图；
图8为本实用新型晶体管T11的构造及连结电路图；及
图9为公知的驱动电路概略图。
图1所述为本实用新型用以驱动打印机印字头的单一芯片方块示意图，图中仅以8条讯号线为代表，实际应用时则依打印机设计而定。
图2则为上述单一芯片的电路图，图中包括8组由双载子(bipolar)晶体管T11-T12、…、T81-T82构成的Darlington电路，用以驱动电阻加热器R11…R81。每一组Darlington电路即为一驱动组件，其中晶体管T11、T21…T81的射极连接至一共射极接点，而集极连接至电阻加热器R11…R81的一端，基极则连接至晶体管T12…T82的射极。此外，晶体管T11、T21…T81的基极与共射极接点间尚连接有电阻RD1…RD8。共射极接点则连至一控制端Vm1。晶体管T12…T82的基极分别连接可调整电流的电阻R12…R82及讯号端子11…18，讯号端子11…18用以接收对应的地址讯号S1…S8。电阻加热器R11…R81的另一端连接至一共同电源端Vs1。
举例来说，当讯号端子11选择性感应到地址讯号S1，电流由电源端Vs1流向控制端Vm1时，则晶体管T11及晶体管T12间有电流通过，亦使电阻加热器R11产生热能。而图9中公知的驱动电路将电阻加热器r11连接于晶体管t11的射极与控制端vm之间，晶体管t12连接的地址讯号线与电阻加热器r11间缺乏可控制性，将使系统操作准确性降低。
图1中的单一芯片可以其讯号线11至18交错形成图3所示的8×8矩阵，经由适当调整端子数目，便能配合打印机实际的控制机制。
图4为本实用新型一组Darlington驱动组件连接一电流镜射单元的电路图。该电流镜射单元包括二PNP晶体管TM11、TM13，其基极相连，且其射极分别连接一电阻后连接至同一固定电流源Vs1。PNP晶体管TM11、TM13的集极分别与NPN晶体管TM12、TM14的集极相连，其中一联机则连至晶体管T11的基极。晶体管TM12、TM14的射极与晶体管T11的射极则连接至Vm1，晶体管TM12的基极可接收讯号S1；晶体管TM14的基极则连接一bandgap reference，用以稳定电压。藉由连接一电流镜射单元，可使晶体管T12的基极的输入电流稳定。
图5为本发明Darlington驱动组件的另一形式，其中晶体管T12被MOS晶体管T13取代，其优点在于高集积度、低消耗功率、高输入阻抗及低输入电流。
图6为另一实施例的Darlington电路图；其与实施例一不同之处为Darlington电路由三个晶体管T11、T12及T12’连接组成，其优点在于可有效降低基极所需的电流。
图7为类似于图2的另一驱动电路连接方式；其中晶体管T12的基极连接于晶体管T11与电阻加热器R11之间。
图8为本实用新型使用的NPN晶体管T11的剖面构造及连结电路图，其剖面构造中各层的制造步骤如下：
(a)提供一P型基板；
(b)N+ B/L-氧化、光罩/蚀刻及植入；
(c)N-磊晶；
(d)ISO-光罩/蚀刻及沉积；
(e)Deep N+-光罩/蚀刻及沉积；
(f)shallow P-光罩/蚀刻及植入；
(g)Implant R*-光罩/蚀刻及植入；
(h)Shallow N+-光罩/蚀刻及沉积；
(i)Field Implant*-光罩/蚀刻及植入；
(j)接点-光罩/蚀刻；
(k)第一金属层-沉积、光罩/蚀刻及合金；
(1)平坦化*-沉积(PECVD未掺杂氧化物)*、光罩/蚀刻*及
沉积(PECVD未掺杂氧化物)*；
(m)信道*-光罩/蚀刻*；及
(n)第二金属层*-沉积及光罩/蚀刻；
上表可选择性实施。
上述每一程序皆可应用公知的半导体制造相关技术来完成，此处不再赘述。而实施例仅为方便说明本发明用，并非用以限制本专利所主张的权利范围。
Claims (17)
1、一种打印机加热驱动电路，系形成于一半导体基板上；其特征为，该驱动电路主要包括：
一共射极；
复数个驱动组件，每一个驱动组件包括一第一晶体管，该第一晶体管具有：
一射极接点，连接至该共射极，
一集极，形成一个别驱动器集极结点，及
一基极，连接至一个别接收结点，用以接收个别地址讯号；
以及
复数个电阻加热器，每一个电阻加热器的一端连接至个别之驱动器集极结点，另一端连接至一共同电源端。
2、如权利要求1所述的打印机加热驱动电路，其特征为：所述的每一个驱动组件还包括一电流镜射单元，连接至该第一晶体管的基极，用以稳定电流。
3、如权利要求1所述的打印机加热驱动电路，其特征为：所述的每一个第一晶体管的基极与射极之间还包括一电阻。
4、如权利要求1所述的打印机加热驱动电路，其特征为：所述的每一个驱动组件还包括一第二晶体管，形成一Darlington电路。
5、如权利要求4所述的打印机加热驱动电路，其特征为：所述的每一个驱动组件还包括一电流镜射单元，连接至该第二晶体管的基极，用以稳定其电流。
6、如权利要求4所述的打印机加热驱动电路，其特征为：所述的每一个第一晶体管的基极与射极之间还包括一电阻。
7、如权利要求4所述的打印机加热驱动电路，其特征为：所述的每一个第二晶体管的基极还连接一电阻。
8、如权利要求1所述的打印机加热驱动电路，其特征为：所述的每一个驱动组件还包括一MOS晶体管，形成一Darlington电路。
9、一种打印机加热驱动电路，系形成于一半导体基板上；其特征为，该驱动电路主要包括：
一共射极；
复数个驱动组件，每一个驱动组件包括：
一第一晶体管，该第一晶体管具有一射极接点连接至该共射
极，一集极形成一个别驱动器集极结点，及一基极，以及
一第二晶体管，该第二晶体管具有一射极接点连接至第一晶
体管的基极，一集极连接至一共同电源端，及一基极连接至对应
的接收结点，用以接收对应地址讯号；
复数个电阻加热器，每一个电阻加热器的一端连接至驱动器集极结点之一，另一端连接至共同电源端。
10、一种打印机加热驱动装置，用于热式喷墨打印机的印字头；其特征为，该装置主要包括：
一双载子晶体管驱动组件，其具有一连接至固定直流电源的驱动器集极结点，一连接至接收讯号线的驱动器基极结点，及一驱动器射极结点；该双载子晶体管驱动组件包括：
一第一晶体管，其具有一集极形成该驱动器集极点，一射
极形成该驱动器射极结点，及一基极，以及
一第二晶体管，其具有一集极连接至一定压电源，一射极连
接至第一晶体管的基极，及一基极形成该驱动器基极结点；
一第一电阻，其一端连接至讯号线，另一端连接至第二晶体管的基极结点；
一第二电阻，其二端分别连接至第一晶体管的射极及基极；以及
一电阻加热器，其一端连接至驱动器集极结点，另一端连接至定压电源。
11、一种打印机加热驱动装置，用于热式喷墨打印机的印字头；其特征为，该驱动装置主要包括：
复数个驱动电路，每一个驱动电路包括：
复数个驱动组件，每一个驱动组件包括一集极结点，一基极
结点系连接至一地址讯号线，及一射极结点，其中每一个射极结
点皆连接至一个别之控制端；及
复数个电阻加热器，其一端连接至集极结点，另一端连接至一个别之定电流电源；
复数个控制端，用以接收控制讯号；
至少一个定电流电源，用以供给正电压至驱动电路；及
复数个地址讯号端，用以接收地址讯号，并与地址讯号线连接。
12、如权利要求11所述的打印机加热驱动装置，其特征为：所述的每一个驱动组件还包括一电流镜射单元，用以稳定其电流。
13、如权利要求11所述的打印机加热驱动装置，其特征为：所述的每一个驱动组件包括二晶体管，形成Darlington电路。
14、如权利要求13所述的打印机加热驱动装置，其特征为：所述的每一个驱动组件还包括一电流镜射单元，用以稳定其电流。
15、如权利要求13所述的打印机加热驱动装置，其特征为：所述的每一个驱动组件包括一MOS晶体管。
16、如权利要求11所述的打印机加热驱动装置，其特征为：所述的每一个驱动组件的基极结点与射极结点之间还包括一电阻。
17、如权利要求11所述的打印机加热驱动电路，其特征为：所述的每一个驱动组件的基极结点与地址讯号端间还连接一电阻。
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|---|---|---|---|---|
| CN100434276C (zh) * | 2003-11-14 | 2008-11-19 | 莱克斯马克国际公司 | 具有高效逻辑和驱动电路的微流体喷出装置 |
| CN101670707B (zh) * | 2005-05-13 | 2012-04-18 | 佳能株式会社 | 头基板、打印头、头盒和打印装置 |
| CN109130502A (zh) * | 2017-06-15 | 2019-01-04 | 佳能株式会社 | 半导体装置、液体排出头以及液体排出设备 |
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