JP2727990B2 - インクジェットプリンタ用のヘッド回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タに用いられるヘッド回路に関し、詳しくは、マトリク
ス化された抵抗体を選択的に駆動するためのヘッド回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、インクジェットプリンタ用のヘ
ッド回路の第一従来例を示す回路図である。

【０００３】このヘッド回路７０は、一列に多数配列さ
れた抵抗体Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ ，…，Ｒ_N と、抵抗体
Ｒ₁ ，…に駆動電圧Ｖｄを印加する信号電極Ｘ₁ ，
Ｘ₂ ，Ｘ₃ ，…，Ｘ_N と、接地された共通電極Ａとから
構成されている。図示しない駆動回路から所望の信号電
極Ｘ₁ ，…に駆動電圧Ｖｄを印加すると、信号電極
Ｘ₁ ，…に接続された抵抗体Ｒ₁ ，…が通電される。す
ると、抵抗体Ｒ₁ ，…が発熱することにより、インクが
用紙に吐出される（図示せず）。

【０００４】インクジェットプリンタを高精細化及び高
速化するには、ヘッド回路７０に搭載される抵抗体
Ｒ₁ ，…の数を増加させなければならない。しかし、ヘ
ッド回路７０の構成では、抵抗体Ｒ₁ ，…の数に比例し
て信号電極Ｘ₁ ，…の数も増大するので、信号電極
Ｘ₁ ，…の配線，切換えスイッチ，駆動回路等が複雑化
及び大型化する。そこで、抵抗体の数を増やしても電極
の数があまり増えないようにした、以下の第二従来例が
採用されている。

【０００５】図３は、インクジェットプリンタ用のヘッ
ド回路の第二従来例を示す回路図である。

【０００６】このヘッド回路８０は、縦横に多数配列さ
れた抵抗体Ｒ₁₁，Ｒ₁₂，Ｒ₁₃，…，Ｒ_NMと、抵抗体
Ｒ₁₁，Ｒ₁₂，Ｒ₁₃，…，Ｒ_NMに直列に接続されたクロス
トーク防止用のダイオードＤ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，…，Ｄ_NM
と、抵抗体Ｒ₁₁，Ｒ₁₂，Ｒ₁₃，…，Ｒ_NMに接続された信
号電極Ｘ₁ ，Ｘ₂ ，Ｘ₃ ，…，Ｘ_N と、ダイオード
Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，…，Ｄ_NMに接続された走査電極
Ｙ₁ ，Ｙ₂ ，Ｙ₃ ，…，Ｙ_M とから構成されている。走
査電極Ｙ₁ ，…は、図示しない駆動回路によって順次切
り換えられて接地される。信号電極Ｘ₁ ，…は、図示し
ない駆動回路によって駆動電圧Ｖｄが印加される。ヘッ
ド回路８０の構成では、抵抗体の数のおおよそ平方根の
二倍に比例して信号電極Ｘ₁ ，…及び走査電極Ｙ₁ ，…
の最小数が増大する。例えば、抵抗体の数をａ個とする
と、ヘッド回路７０では（ａ＋１）個の電極が必要であ
るのに対して、ヘッド回路８０では最小で（２×√ａ）
個の電極でよい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年ま
すます、抵抗体の数が増加の一途をたどっていることか
ら、電極の数も極めて増大化してきており、もはや従来
技術では対応が困難になってきている。特にヘッド回路
を半導体技術によって１チップ化した場合、電極パッド
は抵抗体等に比べて大きな面積を必要とする。そのた
め、電極の数が多いと、チップサイズの縮小化が図れな
いことから、歩留りの低下，高価格化等の問題を引き起
こしていた。

【０００８】

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、抵抗体の数に
対する電極の数を大幅に減少可能とした、ヘッド回路を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために研究を重ねた結果、各抵抗体を三端子ス
イッチ素子で駆動し、三端子スイッチ素子の二端子をそ
れぞれ別の走査電極とすれば、抵抗体の数の三乗根の三
倍程度にまでに電極の数を減少可能であることを見い出
し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。

【００１０】すなわち、本発明に係るヘッド回路は、第
一の端子に印加される電圧によって第二，第三の端子間
を開閉するとともに縦横に多数配列された三端子スイッ
チ素子と、これらの三端子スイッチ素子のそれぞれに設
けられるとともに当該三端子スイッチ素子の閉路によっ
てジュール熱を発生する抵抗体と、これらの抵抗体のク
ロストークを防止するダイオードと、前記三端子スイッ
チ素子の第一の端子に接続された第一の走査電極と、前
記三端子スイッチ素子の第二の端子に接続された第二の
走査電極と、前記三端子スイッチ素子の第三の端子に接
続された信号電極とを備えたものである。

【００１１】また、前記三端子スイッチ素子がバイポー
ラトランジスタ（以下、単に「トランジスタ」とい
う。）であり、前記第一の端子がベース端子であり、前
記第二の端子がエミッタ端子であり前記第三の端子がコ
レクタ端子であるものとしてもよく、さらに、一個の半
導体基板上に集積化されたものとしてもよい。

【００１２】

【作用】三端子スイッチ素子は、第一の走査電極によっ
て選択され、かつ第二の走査電極によって選択され、か
つ信号電極によって駆動電圧が印加された場合にのみ、
抵抗体に通電する。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明に係るヘッド回路の一実施例
を示す回路図である。

【００１４】ヘッド回路１０は、ベース端子（第一の端
子）Ｂに印加される電圧によってエミッタ端子（第二の
端子）Ｅ，コレクタ端子（第三の端子）Ｃ間を開閉する
とともに縦横に多数配列されたＮＰＮ型のトランジスタ
（三端子スイッチ素子）Tr_{11 1} ，Tr₁₁₂ ，Tr₁₂₁ ，…，
Tr_NM2 と、トランジスタTr₁₁₁ ，…のそれぞれに設けら
れるとともにトランジスタTr₁₁₁ ，…の閉路によってジ
ュール熱を発生する抵抗体Ｒ₁₁₁ ，Ｒ₁₁₂ ，Ｒ₁₂₁ ，
…，Ｒ_NM2 と、抵抗体Ｒ₁₁₁ ，…のクロストークを防止
するダイオードＤ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，…，Ｄ_NMと、トラン
ジスタTr₁₁₁ ，…のベース端子Ｂに接続された第一の走
査電極Ｚ₁ ，Ｚ₂ と、トランジスタTr₁₁₁，…のエミッ
タ端子Ｅに接続された第二の走査電極Ｙ₁ ，Ｙ₂ ，
Ｙ₃ ，…，Ｙ_Mと、トランジスタTr₁₁₁ ，…のコレクタ
端子Ｃに接続された信号電極Ｘ₁ ，Ｘ₂，Ｘ₃ ，…，Ｘ
_N とを備えたものである。また、ヘッド回路１０は、一
個の半導体基板上に集積化されたものである。

【００１５】抵抗体Ｒ₁₁₁ ，…は、エミッタ端子Ｅに接
続されている。ダイオードＤ₁₁，…は、抵抗体Ｒ₁₁₁ ，
…と第二の走査電極Ｙ₁ ，…との間に、走査電極Ｙ₁ ，
…から抵抗体Ｒ₁₁₁ ，…へ電流が流れないように接続さ
れている。全てのトランジスタTr₁₁₁ ，…は、走査電極
Ｚ₁ 又は走査電極Ｚ₂ のいずれかに接続されている。第
二の走査電極Ｙ₁ ，…はＭ個であり、信号電極Ｘ₁ ，…
はＮ個である。したがって、抵抗体Ｒ₁₁₁ ，…の数は
（Ｎ×Ｍ×２）個である。

【００１６】次に、抵抗体Ｒ₁₁₁ ，…の駆動方法の一例
を説明する。

【００１７】まず、図示しない駆動回路によって、第二
の走査電極Ｙ₁ ，…のうち、走査電極Ｙ₁ のみを接地
し、他の走査電極Ｙ₂ ，…を開放する。これにより、ト
ランジスタTr₁₁₁ ，Tr₁₁₂ ，Tr₂₁₁ ，Tr₂₁₂ ，…，Tr
_N11 ，Tr_N12 のエミッタ端子Ｅが、それぞれ抵抗体Ｒ
₁₁₁ ，…及びダイオードＤ₁₁，…を介して接地される。
そして、図示しない駆動回路によって、第一の走査電極
Ｚ₁ ，Ｚ₂ のうち、走査電極Ｚ₁ のみにしきい値電圧Ｖ
ｔを印加し、他の走査電極Ｚ₂ を開放する。これによ
り、Tr₁₁₁ ，Tr₂₁₁ ，…，Tr_NM1 のベース端子Ｂにしき
い値電圧Ｖｔが印加される。したがって、走査電極Ｙ₁
及び走査電極Ｚ₁ によって、トランジスタTr₁₁₁，Tr
₂₁₁ ，…，Tr_N11 のみがオンとなる。このとき、図示し
ない駆動回路によって、画像データに基づく駆動電圧Ｖ
ｄを信号電極Ｘ₁ ，…に印加すると、トランジスタTr
₁₁₁ ，Tr₂₁₁ ，…，Tr_N11 の幾つかのコレクタ端子Ｃに
駆動電圧Ｖｄが印加され、抵抗体Ｒ₁₁₁ ，Ｒ₂₁₁ ，…，
Ｒ_N11 の幾つかが発熱する。

【００１８】続いて、同じようにして、走査電極Ｙ₁ 及
び走査電極Ｚ₂ 、走査電極Ｙ₂ 及び走査電極Ｚ₁ 、走査
電極Ｙ₂ 及び走査電極Ｚ₂ 、・・・という順に選択する
ことにより、所望の抵抗体Ｒ₁₁₂ ，…を発熱させる。

【００１９】次に、ヘッド回路１０の電極の数につい
て、数値をあげて説明する。

【００２０】第二の走査電極Ｙ₁ ，Ｙ₂ ，Ｙ₃ ，…，Ｙ
_M と、信号電極Ｘ₁ ，Ｘ₂ ，Ｘ₃ ，…，Ｘ_N とが交差す
る部分の抵抗体Ｒ₁₁₁ ，…の数をｂ個とし、抵抗体Ｒ
₁₁₁ ，…の全数をａ個とした場合、必要な電極の数は２
×√( ａ／ｂ）＋ｂ個以上である。電極の最小数はｂ＝
³√ａとした場合であり、この場合の電極の数は３× ³
√ａ個である。

【００２１】例えば720dpi，256 ノズルのプリントヘッ
ドを想定して、抵抗体Ｒ₁₁₁ ，…の全数を256 個とした
場合、従来技術のヘッド回路７０では257 個の電極が必
要となり、ヘッド回路８０では32個の電極が必要とな
る。これらに対し、本実施例のヘッド回路１０では、ｂ
＝２であるから上式により25個の電極で済む。また、ｂ
＝４とすれば、20個の電極で済むことになる。ヘッド回
路１０とヘッド回路７０，８０との電極の数の差は、抵
抗体Ｒ₁₁₁ ，…の全数が多いほど顕著に広がる。

【００２２】なお、本発明は、いうまでもなく、上記実
施例に限定されるものではない。例えば、ベース端子
Ｂ，エミッタ端子Ｅ，コレクタ端子Ｃと、第一の走査電
極Ｚ₁，Ｚ₂ ，第二の走査電極Ｙ₁ ，…，信号電極
Ｘ₁ ，…との接続関係は，どのような組み合わせ（全部
で六通り）でも可能である。また、三端子スイッチ素子
は、電界効果トランジスタ，静電誘導トランジスタ，サ
イリスタ等とすることもできる。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係るヘッド回路によれば、各抵
抗体を三端子スイッチ素子で駆動するとともに、三端子
スイッチ素子の二端子をそれぞれ別の走査電極としたの
で、抵抗体の数の三乗根の三倍程度にまでに電極の数を
減少できる。この効果は、抵抗体の数が多ければ多いほ
ど顕著になる。したがって、本発明に係るヘッド回路
は、抵抗体の数の増大化という今後の技術動向に合致し
た、極めて有望な技術である。

【００２４】また、ヘッド回路を半導体技術によって１
チップ化した場合は、電極の数が減少することによりチ
ップサイズを縮小化できるので、歩留りの向上，低価格
化等を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヘッド回路の一実施例を示す回路
図である。

【図２】ヘッド回路の第一従来例を示す回路図である。

【図３】ヘッド回路の第二従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１０ ヘッド回路 Ｂ ベース端子（第一の端子） Ｅ エミッタ端子（第二の端子） Ｃ コレクタ端子（第三の端子） Tr₁₁₁ ，…，Tr_NM2 トランジスタ（三端子スイッチ素
子） Ｒ₁₁₁ ，…，Ｒ_NM2 抵抗体 Ｄ_{1 1}，…，Ｄ_NM ダイオード Ｚ₁ ，Ｚ₂ 第一の走査電極 Ｙ₁ ，…，Ｙ_M 第二の走査電極 Ｘ₁ ，…，Ｘ_N 信号電極

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の端子に印加される電圧によって第
   二，第三の端子間を開閉するとともに縦横に多数配列さ
   れた三端子スイッチ素子と、これらの三端子スイッチ素
   子のそれぞれに設けられるとともに当該三端子スイッチ
   素子の閉路によってジュール熱を発生する抵抗体と、こ
   れらの抵抗体のクロストークを防止するダイオードと、
   前記三端子スイッチ素子の第一の端子に接続された第一
   の走査電極と、前記三端子スイッチ素子の第二の端子に
   接続された第二の走査電極と、前記三端子スイッチ素子
   の第三の端子に接続された信号電極とを備えた、インク
   ジェットプリンタ用のヘッド回路。
2. 【請求項２】 前記三端子スイッチ素子がバイポーラト
   ランジスタであり、前記第一の端子がベース端子であ
   り、前記第二の端子がエミッタ端子であり前記第三の端
   子がコレクタ端子であることを特徴とする、請求項１記
   載のインクジェットプリンタ用のヘッド回路。
3. 【請求項３】 一個の半導体基板上に集積化されたこと
   を特徴とする、請求項２記載のインクジェットプリンタ
   用のヘッド回路。