JP2007203665A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒーターボードをカスケード接続する場合において電源投入時に発生するリーク電流を防止する。
【解決手段】 カスケード接続を行なう出力基板１００の端子１０７に付加された出力バッファ１０２に電源投入時にその論理を確定するための手段を付加する。具体的には出力バッファのゲートにプルアップ抵抗１１０を付加する。
【選択図】 図１

Description

本発明はインクジェット記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置に関し、特にインクを吐出するために必要な熱エネルギーを発生する電気熱変換素子とそれを駆動するための駆動回路を同一の基板上に形成したインクジェット記録ヘッドに関するものである。

さらに言えば本発明は上記基板を複数個使用した場合の接続方法に関するものである。

従来のインクジェット方式に従う記録装置に搭載される記録ヘッドの電気熱変換素子（ヒータ）とその駆動回路は例えば特開平5−185594号公報に示されているように半導体プロセス技術を用いて同一基板上に形成されている。

またインク供給口が基板の中央付近にありこれを挟んだ位置にヒーターが相対する記録ヘッドの構成が提案されている。

図５は従来のインクジェット記録ヘッドのブロック図を示す。これはインク供給口が基板の中央付近にありこれを挟んだ位置にヒーターが相対する記録ヘッドの構成を説明するものである。

ここで500はヒータ及び駆動回路を半導体プロセス技術により一体形成した基板、502は基板裏面よりインクを供給するためのインク供給口、501はヒータ及びドライバー回路を複数個配列したアレイ、503は記録すべき印字データを一時的に保持するためのシフトレジスタ、507はヒータ及びドライバーアレイ中の所望のヒータブロック毎に選択して駆動するためのデコーダ回路、504はシフトレジスタ及びデコーダにデジタル信号を入力するためのバッファ回路を含む入力回路、510は入力端子である。

図7は従来例を説明するための各ブロックの等価回路図で、図３はシフトレジスタに印字情報を送りヒータに電流を駆動するまでの一連の動作を説明するためのタイミングチャートである。

CLK端子に入力されたクロックパルスに同期して印字データがDATA端子に供給される。シフトレジスタは印字データを一時的に格納しBG端子に印加されるラッチ信号によりラッチ回路がデータを保持する。そののち所望のブロックに分割されたヒータ群を選択するためのBlock信号と、ラッチ信号で保持された印字データがマトリクス状にANDをとられ電流駆動時間を直接決定するHE信号に同期してヒータ電流が流れる。この一連の動作を各ブロック毎に繰り返して印字が行なわれる。

図６はインクを吐出するためのヒータに電流を駆動するための1セグメント分の等価回路図及び印字すべき画像データを一時的に格納するためのシフトレジスタとラッチ回路の1bit分に相当する等価回路図である。

ここで601はデコーダから送られる所望のブロックに分割されたヒータ群を選択するためのBlock信号と、シフトレジスタに転送されその後ラッチ信号で保持された印字データにより選択的に各セグメントをオンさせるため、マトリクス状にANDをとるためのNAND回路、605はヒータ駆動用電源となるVH電源ライン、606はヒータ、607はヒータに電流を流すためのドライバートランジスタ、602はNAND回路の出力を受けバッファするためのインバータ回路、603は該インバータ回路の電源となるVdd電源ライン、608は602のバッファ出力を受けるバッファとなるインバータ回路、604は608のバッファに供給され、ドライバートランジスタのゲート電圧を供給するための電源となるVHT電源ラインである。

さらにはこの基板を複数個接続して長い印字領域を実現するインクジェット記録ヘッドの構成が提案されている。このときヘッドに印字データを送るためのシフトレジスタに入力するCLK信号とDATA信号は複数の基板に対してシリアルに転送する構成をとるため、それぞれの信号はカスケード接続されている。図４に示すようにここでは一つの基板400から次の基板401へ信号を伝達する際にカスケード接続されている。402は出力側となる方の基板の出力端子407に接続された出力バッファ、403は入力側となる方の基板の入力端子406に接続された入力バッファ、404は入力端子に設けられた静電保護用ダイオード、405は入力端子に付加された論理確定のためのプルダウン抵抗である。
特開平５−１８５５９４号公報

しかしながらこのような接続形態をとった場合に、例えば電源電圧をONにした瞬間には出力端子に付加された出力バッファの論理レベルが確定せずに不定状態になり、ある確率でHiレベルが出力される場合が発生する。このとき入力側に付加されたプルダウン抵抗を介してGND電位に電流が流れ、見かけ上電源電圧にリークが発生しているようになることがある。電源からのリーク電流は基板の温度上昇を引き起こしたり、電源に対して過大な負荷を負わせることになるため極力小さく理想的にはゼロにすることが望ましいが、基板を複数個接続するようなヘッド構成においては個々のリーク電流は小さくてもヘッド全体では大きなリーク電流を発生させる原因になる。

本発明の目的は特に大きな回路構成をとることなくこのリーク電流を防ぐ手段を提供することにある。

上記の目的を達成するために本発明は、従来カスケード接続を行なう出力基板の端子に付加された出力バッファに電源投入時にその論理を確定するための手段を付加することを特徴とする。さらに言えば本発明はその論理を出力バッファがオフするように出力バッファの入力ゲートを制御する手段を付加することを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、出力バッファの入力ゲートにその論理をオフ状態に確定するためのプルアップ素子を付加するだけで、大きな回路を付加することなくカスケード接続された次段の基板へのリーク電流を防ぐことが可能になる。

なお本発明ではプルアップ抵抗およびトランジスタを付加する構成を例に説明したがこれ以外の論理を確定させる手段を用いても同様の効果が得られることは言うまでもない。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は本発明の第一の実施例を説明するための図であり、ここで基板100から次の基板101へ信号を伝達する際にカスケード接続されている。102は出力側となる方の基板の出力端子107に接続された出力バッファ、103は入力側となる方の基板の入力端子106に接続された入力バッファ、104は入力端子に設けられた静電保護用ダイオード、105は入力端子に付加された論理確定のためのプルダウン抵抗である。また110は出力バッファの入力ゲートに付加されたプルアップ抵抗である。このような構成をとることで出力バッファとなるインバータの入力ゲートが電源投入と同時にHiレベルに固定されるため出力バッファの出力は瞬時にLo状態となる。このため入力側のプルダウン抵抗には電流は流れなくなりリーク電流は発生しない。

図２は本発明の第二の実施例を説明するための図であり、ここで120は出力バッファの入力ゲートに付加された第二のトランジスタである。このトランジスタはｎチャネル型でゲートが常に電源に接続されているために常時ONの状態になり、プルアップ抵抗を付加した場合と同様の効果を得ることができる。

本発明の第一の実施例を示すブロック図 本発明の第二の実施例を示すブロック図 本発明の従来例を説明するためのタイミングチャート 本発明の従来例を示すブロック図 本発明の従来例を示す基板のレイアウト図 本発明の従来例を説明するための各ブロックの等価回路図 本発明の従来例を説明するための各ブロックの等価回路図

符号の説明

100 基板
101 ヒーター及びドライバー部
103 シフトレジスタ

Claims (4)

1. インクを吐出するために利用される熱エネルギを発生するための電気熱変換素子と、該電気熱変換素子を駆動するための駆動回路とを搭載した基板を複数個使用し、該基板は駆動用の信号を出力する出力端子と信号を受け取る入力端子がそれぞれカスケード接続されている構成のインクジェット記録ヘッドにおいて、該出力端子には電源投入時にその論理を常にLoレベルに固定する手段を設けることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて該固定する手段は抵抗を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
3. 請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて該固定する手段は出力端子のバッファの最終段のゲートにプルアップ抵抗を設けることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
4. 請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて該固定する手段は出力端子のバッファの最終段のゲートに第二のトランジスタを設けることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。

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