JP6532262B2 - 液体吐出ヘッド用の基板、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、および液体吐出方法 - Google Patents
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Description
まず、本実施形態における液体吐出装置の適用例として、インクを吐出するインクジェット記録装置の構成例に図17に基づいて説明する。
図6から図8は、本発明の第2の実施形態を説明するための図である。以下においては、前述した第1の実施形態と異なる部分について説明し、それと共通する部分についての説明は省略する。
図9は、本発明の第3の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの基板(半導体基板)の説明図であり、記録素子としての電気熱変換素子(ヒータ)の駆動回路の等価回路を示している。ヒータ101の一端にNMOSトランジスタ(第1のトランジスタ)801のドレインが接続され、そのNMOSトランジスタ801のソースは第1の電源(GNDH)104に接続されている。また、ヒータ101の他端にNMOSトランジスタ(第2のトランジスタ)103のソースが接続され、そのNMOSトランジスタ103のドレインは第2の電源(VH)105に接続されている。NMOSトランジスタ801のゲートには、電圧レベルを変換するLVC(レベル変換回路)106と、LVC106が変換する電圧レベルを選択するAND回路107と、が接続されている。定電圧回路C802および定電圧回路D803は、ゲート電圧生成電源110の電圧を降圧させて定電圧を生成する回路であり、それぞれが電圧を降圧させるレベルは異なる。定電圧回路D803の出力電圧は、定電圧回路C802の出力電圧よりも低い。LVC106には、定電圧回路D803よって降圧された電圧が印加される。定電圧回路C802よって降圧された電圧は、NMOSトランジスタ103のゲートに印加される。
図11および図12は、本発明の第4の実施形態を説明するための図である。以下においては、前述した第3の実施形態と異なる部分について説明し、それと共通する部分についての説明は省略する。
図13は、本発明の第5の実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの基板(半導体基板)の説明図であり、記録素子としての電気熱変換素子(ヒータ)の駆動回路の等価回路を示している。ヒータ101の一端にPMOSトランジスタ(第2のトランジスタ)102のソースが接続され、そのPMOSトランジスタ102のドレインは第1の電源(GNDH)104に接続されている。また、ヒータ101の他端にPMOSトランジスタ(第2のトランジスタ)1201のドレインが接続され、そのPMOSトランジスタ1201のソースは第2の電源(VH)105に接続されている。PMOSトランジスタ1201のゲートには、ゲート電圧のレベルを変換するLVC(レベル変換回路)106と、LVC106が変換する電圧レベルを選択するAND回路107と、が接続されている。定電圧回路E1202および定電圧回路F1203は、ゲート電圧生成電源110の電圧を降圧して定電圧を生成する回路であり、それぞれが電圧を降圧させるレベルは異なる。定電圧回路F1203の出力電圧は、定電圧回路E1202の出力電圧よりも低い。LVC106には、定電圧回路E1202よって降圧された電圧が印加される。定電圧回路F1203よって降圧された電圧は、PMOSトランジスタ102のゲートに印加される。
図15および図16は、本発明の第6の実施形態を説明するための図である。以下においては、前述した第5の実施形態と異なる部分について説明し、それと共通する部分についての説明は省略する。
ロジック電源(VDD)、電源(VH)105、およびゲート電圧生成電源(VHT)の投入と、駆動のシーケンスと、の関係は、前述した第1の実施形態における図3から図5と同様であるため、それらの説明は省略する。
本発明は、シリアルスキャン方式のみにならず、フルライン方式などを含む種々の記録方式のインクジェット記録装置に対して適用可能である。また、本発明は液体を吐出可能な液体吐出ヘッドを用いて、種々の媒体(シートを含む)に対して、記録および加工などの種々の処理を施す液体吐出装置に対しても適用可能である。また、液体を吐出させるための吐出エネルギー発生素子としては、電気熱変換素子(ヒータ)の他、ピエゾ素子などの他の素子を用いることができる。
101 ヒータ(吐出エネルギー発生素子)
102 PMOSトランジスタ
103 NMOSトランジスタ
106 LVC(レベル変換回路)
107 AND回路
Claims (17)
- 液体を吐出可能な液体吐出ヘッドに組み込まれ、かつ前記液体を吐出するための吐出エネルギー発生素子を備える液体吐出ヘッド用の基板であって、
外部の第1の電源回路に接続可能な第1および第2の接続部と、
前記第1の接続部と前記吐出エネルギー発生素子の一端との間に接続される第1のトランジスタと、
前記第2の接続部と前記吐出エネルギー発生素子の他端との間に接続される第2のトランジスタと、
前記第1のトランジスタをスイッチングさせるために、当該トランジスタのゲート電圧を制御する制御回路と、
前記第2のトランジスタを定常的にオン状態とするために、当該トランジスタに一定のゲート電圧を供給する供給回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記第1および第2の接続部が前記外部の電源回路に接続されてから、前記供給回路によって前記第2のトランジスタに前記一定のゲート電圧が供給された後に、前記液体が吐出されない程度に前記吐出エネルギー発生素子を駆動して前記第2のトランジスタに電荷をチャージさせてから、前記液体を吐出するために前記吐出エネルギー発生素子を駆動するように、前記第1のトランジスタをスイッチングさせることを特徴とする液体吐出ヘッド用の基板。 - 前記制御回路は、前記第1のトランジスタをスイッチングさせるための制御信号を生成する生成部と、前記制御信号に基づいて前記第1のトランジスタのゲート電圧を変化させる電圧制御部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド用の基板。
- 外部の第2の電源回路に接続可能な第3の接続部をさらに備え、
前記供給回路は、前記第3の接続部から前記一定のゲート電圧の供給を受けることを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド用の基板。 - 外部の第3の電源回路に接続可能な第4の接続部をさらに備え、
前記供給回路は、前記第4の接続部から供給された電圧を前記一定のゲート電圧に変換することを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド用の基板。 - 前記吐出エネルギー発生素子は複数配備され、
前記第1のトランジスタは、前記複数の吐出エネルギー発生素子のそれぞれに個別に対応するように複数配備され、
前記第2のトランジスタは、その配備数が前記第1のトランジスタの配備数よりも少なく、2つ以上の吐出エネルギー発生素子に対して共通に配備される
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド用の基板。 - 前記制御回路は、前記複数の第1のトランジスタのそれぞれに対応するように複数配備され、
前記複数の吐出エネルギー発生素子、前記複数の第1のトランジスタ、前記複数の第2のトランジスタ、および前記複数の制御回路は、それぞれ第1の方向に配列され、
前記吐出エネルギー発生素子、前記第1のトランジスタ、前記第2のトランジスタ、および前記制御回路のそれぞれの列は、前記第1の方向と交差する第2の方向にずれて位置する
ことを特徴とする請求項5に記載の液体吐出ヘッド用の基板。 - 外部の液体供給源に連通可能な供給口をさらに備え、
前記吐出エネルギー発生素子の列は、前記第1のトランジスタ、前記第2のトランジスタ、および前記制御回路の列よりも前記供給口の近くに位置することを特徴とする請求項6に記載の液体吐出ヘッド用の基板。 - 前記複数の第1のトランジスタは、第1の共通配線によって前記第1の接続部に接続され、
前記複数の第2のトランジスタは、第2の共通配線によって前記第2の接続部に接続される
ことを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド用の基板。 - 前記第1のトランジスタはドレイン接地のNMOSトランジスタであり、前記第2のトランジスタはドレイン接地のPMOSトランジスタであることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド用の基板。
- 前記第1のトランジスタはソース接地のNMOSトランジスタであり、前記第2のトランジスタはドレイン接地のNMOSトランジスタであることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド用の基板。
- 前記第1のトランジスタはソース接地のPMOSトランジスタであり、前記第2のトランジスタはドレイン接地のPMOSトランジスタであることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド用の基板。
- 請求項1から11のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用の基板を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項12に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに供給した液体を前記液体吐出ヘッドから吐出させる制御部と、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。 - 前記制御部は、前記制御回路を介して前記第1のトランジスタをスイッチングさせることを特徴とする請求項13に記載の液体吐出装置。
- 前記制御部は、前記液体が吐出されない程度に前記吐出エネルギー発生素子を駆動するために、前記吐出エネルギー発生素子の駆動時間を短くすることを特徴とする請求項14に記載の液体吐出装置。
- 請求項12に記載の液体吐出ヘッドから液体を吐出させるための液体吐出方法であって、
前記第1および第2の接続部が前記外部の電源回路に接続された後、前記第2のトランジスタに前記一定のゲート電圧が供給されてから、前記液体が吐出されない程度に前記吐出エネルギー発生素子を駆動して前記第2のトランジスタに電荷をチャージさせるように、前記制御回路を介して前記第1のトランジスタをスイッチングさせる非吐出工程と、
前記非吐出工程の後に、前記吐出エネルギー発生素子を駆動して前記液体を吐出させるように、前記制御回路を介して前記第1のトランジスタをスイッチングさせる吐出工程と、
を含むことを特徴とする液体吐出方法。 - 液体を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子を備える液体吐出ヘッドから液体を吐出させるための液体吐出方法であって、
前記吐出エネルギー発生素子の一端側に接続される第1のトランジスタと、前記吐出エネルギー発生素子の他端側に接続される第2のトランジスタと、前記第1のトランジスタをスイッチングさせるために当該第1のトランジスタのゲート電圧を制御する制御回路と、前記第2のトランジスタをオン状態とするために当該第2のトランジスタにゲート電圧を供給する供給回路と、を備える液体吐出ヘッドを用意する工程と、
前記第2のトランジスタにゲート電圧を供給した後に、液体が吐出されない程度に前記吐出エネルギー発生素子を駆動して前記第2のトランジスタに電荷をチャージさせるように、前記制御回路を介して前記第1のトランジスタをスイッチングさせる非吐出工程と、
前記非吐出工程の後に、前記吐出エネルギー発生素子を駆動して前記液体を吐出させるように、前記制御回路を介して前記第1のトランジスタをスイッチングさせる吐出工程と、
を含むことを特徴とする液体吐出方法。
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