JPS59119422A - 定電流駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電流に応じて内部に局部的な熱を発生するリ
ボンを使用したサーマル印刷ヘッドのための駆動回路に
関する。

上記局部的な熱は媒体にマークを形成するように作用す
る。典型的な場合、電気信号は、適当な抵抗を有するリ
ボンの外層を横切る印刷ヘッド電極によって印加される
。こｎらの信号は、局部的に熱を発生させつつ導電度の
高い層（典型例ではアルミニウム層）の内部に移動する
。上記電゛流路は、印刷ヘッドから離隔した位置におい
てリボンと交差する接地点に接続さｎた電極で完結する
。

本発明は、印刷の間環境が変化するのに応じて、印刷ヘ
ッドからリボンに供給される電流を自動的に制御する精
確且つ効率的で且つコストの低い回路を提供せんとする
ものである。

本発明に関連した印刷装置及び印刷ヘッドのための電流
制御装置は、米国特許第４３５０４４９号及び米国特許
第４３４５８４５号に開示てれている。米国特許第４３
５０４４９号は、各電極を駆動する定電流駆動回路を教
示している。この回路は定電位から各電極を駆動する。

この回路を主として基板（チップ）上に形成して小型化
を図るときには、固定電位から与えら扛る電力の消散が
１つの考慮すべき要素となる。何故ならこｎがチツブに
は形成できない構成要素を設けなけｔばならない要因と
なるからである。この特許は、また、印刷領域の電圧レ
ベルが、駆動さｎる電極の数が異なると変化すること、
並びに熱の生成を潜在的に増大させるファクタについて
開示゛している。

米国特許第４３４５８４５号は、印刷ヘッドから接地接
点とは反対方向に一定距離離隔して設けらｎた監視接点
を教示している。この監視接点からの信号は基進信号と
比較さね、すべての駆動電流がこの比較に基いて単一の
回路中で作り出さ扛る。この特許は、通常動作の間リボ
ンの電気的特性が変化する問題に対する１つの解決方法
を提供する。

ＩＢＭ　　Ｔｅｃｈｎｉｃ’ａｌ　　Ｄｉｓｃｌｏｓｕ
ｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ　　Ｖｏｌ、２２、’　Ｎｏ、２
、Ｊｕｌｙ１９゜７９の第７９０頁乃至第７９１頁に掲
載さｎたＧ。

Ｐ、Ｃｏｕｎｔｒｙｍａｎ及びＲ，Ｇ、Ｆｉｎｄｌａｙ
による”　Ｃｏｎ５ｔａｎｔ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　（Ｃｕ
ｒｒｅｎｔＳｏｕｒｃｅ）Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ　　Ｒｉ
ｂｂｏｎ　　Ｐｒ１ｎｔＨｅａｄ　　Ａｒｒａｙ　　Ｄ
ｒｉｖｅ　　Ｓｃｈｅｍｅ”　という題の論文には、各
電極の別個の駆動回路を接続することが開示さ扛ている
。この論文の回路は、上記米国特許第４３５０４４９号
と同様の一定駆動電位定電流回路である。

多数の先行技術は、例えば印刷点の温度、及び近接した
印刷間の時間遅延のような印刷に関連したファクタを調
整する装置により印刷ヘッドを駆動することを教示して
いる。本発明は、抵抗性リボンに対する印刷ヘッドの接
点における電圧レベルの変動に関するものである。この
よう々電圧レベルを直接監視しこｎを変更する技術は上
記米国特許第４３４５８９５号以外知られていない。本
発明は、この特許のように、すべての駆動電極への入力
電流を調整するのに使用さする単一信号を得るものであ
るが、この特許とは異なり、単一信号は電極から直接得
ら汎る。この単一信号は、各電極につき１個ずつ設けら
ｎｆｒ複数の定電流駆動回路の動作レベルを制御するの
に使用される。

本発明によｎば、各印刷ヘッド電極につき１つの入力電
圧応答電流駆動回路が設けらする。すべての電極は、個
別的な単方向性導電素子（例えばダイオード）を介して
電圧レギュレータの基準信号入力に接続される。電圧レ
ギュレータは、基準入力電圧より大きな一定量の出力電
圧を発生する。

この出力電圧は電流源に電力を供給する入力となる。よ
り具体的に述べると、電流駆動回路は、抵抗の一端にレ
ギュレータ出力電圧を与え、抵抗の他端にレギュレータ
出力電圧から基準電圧を差し引いた電圧を与えることに
より駆動電流を決定する。

後に説明する実施例の回路は、この相互関係を具体化す
る上で独特な利点がある。電流駆動回路は、差動増幅器
の一方の側の入力として基準電圧より小さいレギュレー
タ出力電圧を有する。差動増幅器の他方の側は、入力電
圧レベル・（よって−変化される電圧レベルの対応した
点を有する。レギュレータ出力電圧は抵抗の一方の側に
接続さ扛、抵抗の他方の側はこの点に接続され、こ扛に
より差動増幅器の入力から絶縁さ扛た一定電流を定める
ことができる。上記点と駆動されるべき電極との間の電
流駆動回路中のトランジスタは、端子間に比較的一定の
電圧差があり、電力消散が制御さ扛比較的制限される。

後述する特定の回路においては、トランジスタが抵抗と
電極を分離し、いす扛かの電極駆動回路における最も大
きなこのような電圧降下は、最も低い電極電圧より大き
い一定量である。電流が制限さｎ且つうまく決定される
と、最大電力損失は駆動されるべき各電極に対する上記
電圧によって一定さゎ、回路基板（チップ）上にトラン
ジスタ及びこｎに関連した構成要素を配置するのに十分
低くなる。

電圧レギュレータは、エミッタが互に接続される２つの
バイポーラ・トランジスタの一方のベースへの１つの入
力として電極電圧を出力する。レギュレータ出力電圧よ
り一定量小さい電圧が、第２バイポーラ・トランジスタ
の入力に印加゛さｎる。

発生さ扛た出力電圧は、実質的に一定化さｆ′した電圧
降下によって調整さｔ″した電極電圧によって設定され
るレベルになろうとし、該回路を通して増大する。レギ
ュレータ出力電圧の変化は同一量であり、電極電圧の変
化として感知する。

電流駆動回路は電極に接続され、能動領域（不飽和）中
で機能する少くとも１つのオンチップ・トランジスタを
介して駆動する。この回路の主な利点は、電流駆動回路
がトランジスタをその端子間電力損失が比較的低い状態
で制限さ１％　ｆｔ範囲内で動作させることである。従
って、１つ又は数個の半導体回路基板（チップ）上に集
積化さｎ得る小さな回路で比較的大きな駆動電流を得る
ことができる。

典型的な実施例においては、印刷ヘッドの垂直線に沿う
多数（好ましい実施例では４０）の電極は、任意の数だ
け同時に駆動でき又は非駆動状態にすることができる。

各電極からの電流は所要の印刷を生じさせる一方、リボ
ンの高導電層を含む回路を通って接地接点へ流ｎる。こ
の接地接点への電流路は抵抗を含まざるを得す、各電極
からこの電流路を介して接地接点へ流ｎる電流による電
圧降下が付加される。従って、駆動さする電極の数が異
なると印刷領域における電圧レベルが変動する。各作動
電極へ所要の一定駆動電流を流すにはこの電圧レベル変
動を克服しなけｎばならない。

本発明は、規制さｎた電圧を電極電流駆動回路に与える
ことにより、回路要素が制限さ′ｎた所定の範囲で動作
することを可能にする。従って、大部分の回路要素を小
型にでき、比較的安価なものにすることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明
する。実施例に使用さｎているトランジスタはすべてバ
イポーラ型である。よく知ら扛ているように、トランジ
スタは制御端子を構成するベースに電流を流すことによ
り付勢さｎる。電圧は、大文字Ｖに数字を付して示すも
のとし、安定状態動作すなわち基準電圧を示すものとす
る。Ｖｒｅｆ（ｄ一定の比較的精確な基準電圧を示す。

他の電圧（ｒｉ回路により作り出さｎるレベルが変化す
る電圧である。図示さ２″した回路においては、Ｖｌが
＋６８ボルト、ｖ２が（Ｖ　１−１　）ゲル１−１Ｖ３
フ５Ｅ−５ボルト、Ｖｒｅｆが比較的一定の１ボルト＋
Ｖ３、ｖ４が＋５ボルトである。

第１図は各印刷電極罠対する電流駆動回路を示すもので
ある。好ましい実施例のように、印刷電極の数が４０の
場合には、４０個のこのような駆動回路が設けら扛る。

より一般的にいえば、１つの電流駆動回路が各印刷電極
に接続さする。

電圧（Ｖｄｒ−Ｖｌｅｖ　）が線１を介してトランジス
タ乙のベースに印加さｎる。電圧Ｖｄｒは第２図を参照
して説明するように規制さｆ′した入力電圧である。電
圧Ｖｌｅｖは必要な印刷電流レベルに大きさの点で直接
関連したレベルの印刷レベル基準電圧である。この基準
電圧の発生及び値決定は本発明の一部をなすものではな
い。（Ｖｌｅｖ−Ｖｄｒ　）の発生は第４図を参照して
説明する。電圧Ｖ１は線５及び抵抗７を介してトランジ
スタ９のエミッタに印加される。電圧■２は線１１を介
してトランジスタ９のベースに印加さ扛る。こｔらの電
圧は、トランジスタ９のコレクタから適轟な一定電流を
発生させるために互いの関係及び抵抗７との関係を考慮
して設定さｎる。一定電流を流すことにより小型のオン
基板（オン・チップ）要素を使用した安定且つ信頼性の
高い回路動作を得ることができる。

Ｖｄｒは後述するように電極電流にエネルギーを供給す
るのに使用さｎる駆動電圧である。Ｖｄｒは線１６に印
加さｎる一方、いずｎもダイオードとして作用する素子
１９．２１及び２３並びに線１７を介してトランジスタ
６及び１５のエミッタに印加さｎる。こｎらのダイオー
ド１９．２１及び２６はＶｄｒに対して順バイアスされ
る極性である。

電極を駆動する回路の選択の間、後述のように、トラン
ジスタ３及び１５はＶｌによって給電される。線１７は
後述するように回路が選択さｎないときにトランジスタ
３及び１５を破壊しないように保護する低電圧レベル源
である。非選択状態では、線１７からトランジスタ６及
び１５のエミッタに印加さｎる電圧は、Ｖｄｒから６つ
のダイオード１９．２１及び２６による電圧降下を差し
引いた値となる。

線１６は抵抗２５を介して線２７に接続さｎている。線
２７はトランジスタ１５のベース並びに抵抗２９＆及び
２９ｂに接続さ扛でいる。抵抗２９ａ及び２９ｂはそｎ
ぞれ電極を接続する駆動回路の線２７ａ及び２７ｂに接
続さ扛ている。

線２７はトランジスタ３１のコレクタ及びトランジスタ
６３のコレクタに接続されるとともに、コンデンサろ５
を介して線６７に接続さｎている。

線６７はトランジスタ乙のコレクタに接続されるととも
にトランジスタ６１のベースに接続さｎている。トラン
ジスタ６１のエミッタはトランジスタ３３のベースに接
続されるとともに、抵抗４ろを介して電極４１に接続さ
扛ている。トランジスタろ６のベースは抵抗４３を介し
てトランジスタ４５のベースに接続されている。トラン
ジスタ４５のベースはダイオードとして機能する素子４
７を介して線４９に接続さ乳ている。線４９は他の、駆
動回路の同じ線に接続さｎ、すべての電極の最小電極電
圧である信号Ｖｅｌを搬送する。

トランジスタ乙のコレクタはトランジスタ５１のコレク
タに接続さｎている。トランジスタ３の極性はトランジ
スタ５１の極性と反対である。具体的に述べると、トラ
ンジスタ３はＰＮＰ型であるのに対し、トランジスタ５
１はＮＰＮ型である。

同様に、トランジスタ５３のコレクタは、こゎとは反対
極性のトランジスタ１５のコレクタに接続さｎている。

トランジスタ５６のベースとコレクタ電圧イに電気的に
接続さｎている。トランジスタ５１と５３のベースも互
いに電気的に接続さｎている。トランジスタ５１及び５
６のエミッタは接地さねている。トランジスタ５５はト
ランジスタ５１及び５ろと同じ極性である。トランジス
タ５５のエミッタは選択電圧Ｖｓｅｌを受ける線５７に
接続されている。トランジスタ５５のベースは接地さｎ
ている。

電流駆動回路が接続される電極４１が駆動さｎルトキニ
は、Ｖｓｅｌが高くなりトランジスタ５５がオフに切換
わる。電極が駆動されるように選択さ扛ていないときに
は、Ｖｓｅｌが低下し、トランジスタ５５がオンに切換
わり、回路が線１６の電圧及び線１の入力信号にとｎ以
上応答しなくなるようなレベルにトランジスタ６及び１
５のエミッタの電圧レベルが低下するだけでなく、トラ
ンジスタ９のコレクタから定電流が流ねる。同時に、ト
ランジスタ４５がオフに切換わり、線４９のＶｅｌの成
分のように関連した電極４１の電圧レベルが除去さｎる
。

線１の信号Ｖｌｅｖは頻繁は変化することはなく、例え
ば印刷されるべきリボンの特性が異なるときに電極４１
からの加熱を調整すべき場合にのみ変化する。

Ｖｓｅｌが高いときには、線１の入力電圧によりトラン
ジスタ６がオンに駆動さｎることが可能となり、トラン
ジスタ乙のコレクタから電流が供給される。線１の電圧
（Ｖｄｒ−Ｖｌｅｖ　）はトランジスタ３のベース−エ
ミッタ接合間に作用し、トランジスタ乙のエミッタはト
ランジスタ９からの定電流によって作り出さｎる電圧値
を有するようになる。トランジスタ９からの電圧はトラ
ンジスタ６及び１５のエミッタにあられ扛、トランジス
タ６及び１５を流ｎる電流に対して適当な極性及び大き
さを有する。

トランジスタ６がオンに切換わると、線３７に電位が生
じ、トランジスタ６１及び３６がオンに切換わり、トラ
ンジスタ１５をオンにすることが可能になる。トランジ
スタ１５のコレクタからの電流はトランジスタ５３の互
いに接続さｎているコレクタとベースにあられねる。ト
ランジスタ５１及び５３は標準的な電流ミラー回路を構
成する。

トランジスタ５３はオンにバイアスさ匙、トランジスタ
５１もトランジスタ５１及び５３のベースが互いに接続
さｎているために同様にバイアスされる。トランジスタ
５１及び５６は同じ特性を有する。従って、トランジス
タ５１及び５６は、同じベース電位を有し且つ同一電流
を搬送する。ベース−エミッタ電圧は飽和していないす
べてのトランジスタのエミッタからの総電流を決定し、
電流は飽和電流よりも小さく選択さｎるので、トランジ
スタ５１のエミッタからの電流はトランジスタ５６のエ
ミッタからの電流に等しくなる。トランジスタ５１のコ
レクタ電圧は高く、該トランジスタ５１を流ねる電流と
ともに変化する。

トランジスタ６はそのベースが制御要素となるように差
動増幅器の入力側を構成する。トランジスタ５３と直列
に接続さ扛たトランジスタ１５はトランジスタ５１の電
流と実質的に同一な電流を搬送する。トランジスタ１５
のベースは第２の制御入力を構成する。線２７は差動回
路の線１に対応する。

トランジスタ６及び１５は実質的に同じ特性を有するの
で、作り出さ扛る電流及び関連電圧レベルはとわらの要
素を有する２つの回路線の対応する点において同一であ
る。従って、トランジスタ１５のベース電圧はトランジ
スタ乙のベース電圧に等しい。トランジスタ１５のベー
ス電圧はトランジスタ３３を介して電極４１に接続さ扛
る線２７にあられｎる。

トランジスタ３１はトランジスタ３のコレクタ電位によ
ってオン状態に維持さ扛、こ乙によりトランジスタ６３
はオンに切換わる。従って、電極４１はトランジスタ６
６を介して駆動される。トランジスタ６６は能動領域中
で駆動され線２７と電極４１との間に電圧降下を与える
。電流量は抵と線２７の電圧レベルとの間の差によって
定まる。

線１３の電圧Ｖｄｒはこの電流を発生するための電力を
供給する。コンデンサ６５は発振を防止するための補償
コンデンサとして作用する。抵抗ろ９はトランジスタ６
１がオフのときにトランジスタ３３を確実にターン・オ
フする一方、電流をトランジスタ３３のベースに向ける
のに有効な比較的大きな抵抗値を有する。トランジスタ
４５は電流を減少させるために比較的大きな抵抗値を有
する抵抗４３を介してオンにバイアスされる。素子４７
は第２図を参照して後に詳細に説明するように実質的に
ダイオードとして作用する。ダイオード４７は各電極４
１につき１つずつ設けられた第１図の回路と同一の４０
個の回路がすべて接続される点に線４９を介して接続さ
れる。トランジスタ６６のベースが低レベルにバイアス
さｎているときには、駆動回路は選択さｎていない。ト
ランジスタ４５のベースも低レベルだと、トラ・ン〜ジ
スタ４５がオフに切換えら扛、非駆動電極４１が線４９
から絶縁さｎる。

第２図は好ましい実施例において第１図の４０個の駆動
回路とともに使用さｎる電圧Ｖｄｒを変化させるように
作用する単一電圧レギュレータを示す。調整さｆ′した
Ｖｄｒは線７０に発生する。調整はトランジスタ７６を
介してＶ、ｅｌが印加さｎるトランジスタ７２及び７４
を主要素として含む回路によって行わｎる。回路図の上
方に示さ２″した動作電圧ｖ１はともにダイオードとし
て機能するように接続された素子７８及び８０を介して
トランジスタ８２にｔｌｏされる。トランジスタ８２の
ベースはトランジスタ７２のコレクタに接続さ扛ている
。

動作電圧Ｖ１は抵抗８６を介して線８４に印加される。

線８４はまたコンデンサ８８に接続さねている。コンデ
ンサ８８の他端は接地さｎているう動作電圧’Ｊ　１は
また抵抗９１を介してトランジスタ９２のエミッタに接
続されている。トランジスタ９２のベースには基準電圧
ｖ２が与えらｎる。

トランジスタ８２のエミッタは抵抗９０を介してトラン
ジスタ９乙のベースに接続さｔ、トランジスタ９６のエ
ミッタは線７０に接続さｎている。

抵抗９４はトランジスタ９乙のベースを線７０に接続す
る。線７０は素子９８を介してトランジスタ９乙のコレ
クタに接続さｎている。素子９８はツェナー・ダイオー
ドとして接続さｎたバイポーラ・トランジスタである。

従って、素子９８は線７０とトランジスタ９乙のコレク
タとの間に一定の電圧降下を設定する。２つの高い抵抗
１００及び１０２は線７０とトランジスタ９乙のコレク
タとの間に接続されている。抵抗１００と１０２の接続
点はトランジスタ７２０ベースに接続さｎている。トラ
ンジスタ９乙のエミッタはトランジスタ１０４のコレク
タに接続さｎている。トランジスタ１０４のベースには
精確な基準電圧Ｖｒｅｆが与えらｎる。トランジスタ１
０４のエミッタには抵抗１０６を介して動作電圧ｖ６が
印加さ扛る。　　“トランジスタ９６及び１０４は定電
流源を形成するように接続さ扛ている。従って、小型の
オン・チップ回路要素を使用して安定且つ信頼性の高い
回路動作を行わせることができる。

線８４は、ともにツェナー・ダイオードとして接続さｎ
ｆｌ素子１０８及び１１０並びにトランジスタ１１２を
介してトランジスタ１１４のコレクタに接続さｎている
。トランジスタ１１２０ベースは接地されている。トラ
ンジスタ１１４のエミッタはトランジスタ１１６のコレ
クタに接続さ扛、トランジスタ１１６のベースには基準
電圧Ｖｒｅｆが印加さ扛る。トランジスタ１１６のエミ
ッタには抵抗１１８を介して電圧Ｖ３が印加さｎる。ト
ランジスタ１１４０ベースには制御信号Ｖｃが印加さｎ
、こｎは後述のようにレギュレータを非作動状態にする
よう作用する。

動作電圧Ｖ１は抵抗１２０の一端に印加さｎ１電圧Ｖｅ
ｌは抵抗１２０の他端に印加さｎる。”ｔ　ｌｃ、電圧
Ｖｅｌはダイオード接続さｎた素子１２２を介して線７
０に印加さｎる。電圧Ｖｅｌはまた抵抗１２４を介して
トランジスタ７６のベースに印加される。トランジスタ
７６のエミッタはトランジスタ７４のベースに接続さｎ
ている。トランジスタ７６のコレクタには動作電圧■４
が印加さｎる。

トランジスタ７４のベースとトランジスタ７２のベース
はダイオード接続さｎた素子１２６を介して接続される
。ダイオード１２６の接続の極性は、ダイオード１２６
が大部分の回路動作の開動作せずＶｄｒの急速な変動の
間の逆バイアスに対してトランジスタ７４を保護するよ
うに決めらｎる。

トランジスタ７４のエミッタは抵抗１２８を介して抵抗
１３０の一端に接続さｎている。抵抗１３０の他端はト
ランジスタ７２のエミッタに接続さｎている。抵抗１２
８と１３０の接続点はトランジスタ１３２のコレクタに
接続さｎ、トランジスタ１３２のベースは接地さｎてい
る。トランジスタ１３２のエミッタはベースに電圧Ｖｒ
＠ｆが印加さｎる並列素子１６４及び１３６に接続さ扛
る。

素子１３４及び１６６のエミッタにはそｎぞれ抵抗１３
８及び１４０を介して電圧Ｖ６が印加さｎる。

トランジスタ１６２．１３４及び１６６は比較的大容量
の定電流源を構成するように接続さねている。従って、
小型のオン・チップ回路要素を使用して安定且つ信頼性
の高い回路動作を得ることができる。線７０は高い抵抗
１４２を介して接地さｔている。

電圧Ｖｄｒが４０個の電極４１をすべて駆動するとき、
この回路は比較的大きな電流搬送容量を有しなければな
らない。トランジスタ９２、コンデンサ８８並びに抵抗
８６及び１２０は一般に大きなオン・チップ要素である
。抵抗１４２は大きな電力を消散し、このためチップ以
外に配置される。

他の回路要素も回路を修正しすなわち最適化するために
より容易て値を変更できるようにするためにチップ以外
に配置することもできる。

次に、上記のように構成さｎた回路の動作を説明する。

トランジスタ８２のコレクタに接続さｎたダイオード７
８及び８０は単に電圧レベル・ポジショナである。抵抗
８６、線８４及びコンデンサ８８を介して接地さｎる回
路は、電圧Ｖ１が必要な電流変化のための電力を供給で
きるように電圧ｖ１を線８４に印加するための時間遅延
回路である。このような変化は、もちろん、定電流源と
してトランジスタ９２によって一次的に且つ抵抗８６を
通る電流によって二次的に充電さｎるコンデンサ８８か
ら得らｎる時間ファクタに依存する。

充電さ扛たコンデンサ８８は、トランジスタ７２全通し
て急速に放電することができる。トランジスタ９２のベ
ースに印加さｎる基準電圧Ｖ２はトランジスタ９２を抵
抗９１によって印加さｎる電圧レベルで動作させるよう
に作用する。従って、動作電圧Ｖ１は回路に対する基本
的な電力源であり、電圧レベルは回路関係及び他の基準
レベルによって設定される。紳７０の電圧Ｖｄｒは素子
９８の両端のブレークダウン・レベルを満足させるのに
十分なレベルにされる。従って、トランジスタ７２のベ
ースを流ｎる電流を無祈できるとき、線７０の可変電位
より小さい一定の電位が抵抗１００と１０２の接続点に
あられねる。

駆動電極４１（第１図）から印加される電圧Ｖｅｌは電
圧Ｖｄｒを決定する。電圧’Ｖｅｌは次の回路関係を使
用して線７Ｄの電位を制御する。Ｖｅｌよりトランジス
タ７６のベース−エミッタ電圧降下だけ小さい電圧がト
ランジスタ７６によってトランジスタ７４のベース（（
印加さｎる。トランジスタ７４のエミッタは抵抗１２８
及び１’３０を介してトランジスタ７２のエミッタに接
続さ牡ている。トランジスタ７２及び７４の特性は同じ
である。抵抗１２８及び１３０も同じ抵抗値を有する。

２つのトランジスタ７２及び７４のエミッタから流出す
る電流はそｎらのベース−エミッタ電圧によって決定さ
ｎる。抵抗１２８及び１３０の接続点にはトランジスタ
１３２からの一定電流が供給されるので、トランジスタ
７４の導通度の増加又は減少によって抵抗１６０の電流
に反対の変化が生じる。線８４はトランジスタ７２のコ
レクタに接続さｎているので、線８４の電位はトランジ
スタ７２の電流が減少すると高まり該電流が増加すると
低くなる。こｎにより、抵抗１６０及び１２８の電流が
トランジスタ７２及び７４のベース％ｆ位の差に関連し
た量だけ異なるようになる安定状態をもたらす差動動作
を得ることができる。抵抗１２８及び１３０は等しい値
を有する。その値は、トランジスタ７２のベース電圧が
トランジスタ７４のベース電圧よりわずかに小さくなる
ように選択さｎる。トランジスタ７２のベースには抵抗
１００を介してａ７０の電圧Ｖｄｒが印加さｎる、抵抗
１００はツェナー・ダイオードを形成するように接続さ
扛たトランジスタ９８と抵抗１０２を有する分圧回路の
一部を構成する。ダイオード９８に接続さｔた抵抗１０
２の端部はＶｄｒよりダイオード９８のブレークダウン
電圧だけ小さい電圧に保持される。抵抗１００と１０２
の接続点の電圧はＶｄｒの変化とともに変化する。差動
回路はトランジスタ７４に入力さ扛る電圧のＶｅｌから
の変化に応働してＶｄｒと同じ方向の変化を生じさせ、
抵抗１２８と１３０の電流が変化しないようにする。

この結果、抵抗１６０及び１２８の累積的電圧変化は実
質的に一定である。同様に、抵抗１２４を流ｎる電流は
無視できるほど小さい。抵抗８６だけでなく抵抗１３０
及び１２８もＡＣ利得及び同様な好ましくない効果を減
少させるように作用する。

従って、Ｖｄｒは、抵抗１００の一定の電圧降下、抵抗
１３０及び１２６の小さな一定電流、トランジスタ７６
のベース−エミッタ電圧降下、及びＶｅｌによって決ま
る。抵抗１２４を流扛る電流は無視できるほど小さい。

トランジスタ７２及び７４のベース−エミッタ電圧は反
対極性であり互いに打ち消し合う。同様に、抵抗１２８
及び１３０の両端の電圧降下も極性が反対であり、抵抗
１３０、の電圧降下は抵抗１２８のより大きな電圧降下
によって打ち消される。抵抗１２８と１３０の正味の電
圧降下はＶｅｌに対して反対極性であり、トランジスタ
７６のベース−エミッタ電圧降下の約半分である。典型
的な実施例では、ＶｄｒがＶｅｌ　より大きな約５ボル
トとなるように回路定数が定められる。

従って、ＶｄｒはＶｅｌ　より高い実質的に一定のレベ
ルに設定される。ＶｄｒばＶｅｌ　と同じ方向に同じ量
変化する。抵抗１４２は大きな抵抗値を有し、回路動作
の間型流源としてのみ作用する。電極が駆動さ扛ないと
き、Ｖｅｌは抵抗１２０並びに順方向にバイアスさｎた
ダイオード１２２を介して作用する電圧Ｖ１によってＶ
ｄｒより高い１つのダイオード降下にクランプされる。

トランジスタ１１４のベースに印加さｎる信号ＶＣは線
８４の電圧を大きく低下させるように作用し、この結果
、回路は消勢さｎる。トランジスタ１１２が飽和するよ
うに設計される。線８４は飽和状態にさ扛たトランジス
タ１１２並びてツェナー・ダイオード１０８及び１１０
の端子電圧の和によって決まる低レベルにされる。この
電圧は内部基準レベルがターン・オン時に誤った負のレ
ベルになるのを禁止できるのに十分大きな値に選択さ汎
る。抵抗１４２及び９４は中間周期の間トランジスタ９
２を能動領域に維持する。抵抗９０は容量性負荷による
発振を防止する。

この回路は、電圧Ｖｅｌに直接関連した電圧を提　　供
する。第１図のような電流駆動回路が４０個設けらｎる
好ましい実施例では、１から４０までの任意の数の電極
及び駆動回路を選択して同時に動作させることができる
。こｎら４０個の回路（（はＶｅｌが印力口されるが、
各電流駆動回路中のダイオードによって互いに絶縁され
る。ダイオード４７の極性により、最も低い電位の電極
４１は１つ又はそｎより多くの回路が動作しているとき
電圧Ｖｅｌのレベルを決定する。

次に、第１図の電流駆動回路と第２図の電圧レギュレー
タとの相互関係について説明する。駆動電極４１の電圧
が変化する１つの理由としては、多数の電極が同時に駆
動されるときに電流が増加すると接地路への電圧降下が
増大することがあげられる。駆動される各電極４１へは
一定の電流が供給さｎるのが好ましい。動作トランジス
タ等のバイアスを変化させることによってこの一定電流
を得るには、トランジスタが広範囲ｔｆＣ動作できる必
要があるが、こうすると設計上の制限がかなりのものと
なり、小型化できなくなる。本発明においては、抵抗要
素の各側の電圧レベルが電流を発生するように変化する
回路中で一定電流を得る。

Ｖｄｒの第ルベルで動作するものとすると、第１図の線
２７は、入力側に定電流源駆動トランジスタ６及び５１
並びに制御側にトランジスタ１５及び５３を有する差動
増幅器の出力駆動線の一点に接続さｎる。線３７の電位
はトランジスタ３１Ｓ６６及び４５をオンに切換える。

線２７の電位がトランジスタ６及び１５に同じ電流を流
すのに十分なものであるとき平衡状態に達する（ここで
は、線３７の小さな電流は無視できるものとする。）。

トランジスタ５１及び５３の電流ミラー効果により、線
２７の電圧は線１の電圧と同じレベルに非常に近くなる
（線６７の小さな電流はこれに影響を与えない。）。Ｖ
ｅｌが増大すると、’Ｖｄｒは上述のように第２図の回
路によって同量増加する。トランジスタ乙のベースに印
加される線１の電圧は前述のようにＶｄｒの直接の関数
である。従って、この電圧はＶｅｌと同量増大する。

線２７の電圧は線１の電圧に追従しＶｅｌ　　と同量増
加する。電極への電流は電圧が増加した線２７に抵抗２
５を介して印加さｎる等しく増加したＶｄｒによって決
まる。Ｖｄｒの電圧変化は線２７の同量の電圧レベルの
変化で相殺される。抵抗２５の正味の端子電圧は同じに
維持されるので、電流は同じに維持される。同時に、ト
ランジスタ６及び１５を通る電流レベルは不変である。

線２７と電極４１との間の電圧降下は最も低い電極電圧
に対して同一であり、駆動回路がより高い電極電圧を有
すると増大する。線２７と電極との間の電流は一定範囲
内にあるので、電力損失も同様に一定範囲内にある。熱
出力が厳密に制御されｎば、第１図のすべての、駆動回
路（−ｊ：チップ上に配置することができ小型化できる
。

熱出力は、最も低い電圧を有する電極４１の電圧より一
定量高い（こ牡はダイオード４７の極性による）線２７
の電圧とともに変化する。例えば各電流駆動回路中のト
ランジスタ４５の極性を変更し且つダイオード４７の極
性を逆にすることにより、最も高い電極電圧を除いて同
様に応答することが可能になる。しかし、これでは電力
消散がより大きくなる。また、電極４１が駆動さｎるべ
きリボンに誤って接触した場合、Ｖｅｌが非常に高くな
り、この結果生じる他の高い電位に適合した設計をしな
ければならなくなろう 電流の総量は、後述するように電流駆動回路を接続する
ことによって与えらｎる電力に応じて抵抗２９ａ及び２
９ｂによって制御される他の源によって決定される。考
慮中の回路によって駆動される電極の一方の側にきわめ
て隣接して配置さｎる印刷電極４１ａ（第３図）のため
に第１図に示さｎているように線２７ａが抵抗２９ａを
介して線２７に接続さ扛る。考慮中の電極４１０反対側
の電極４１ｂ（第３図）のために電流駆動回路からの線
２７に抵抗２９ｂを介して線２７ｂが接続される。従っ
て、互いに接続される電極の双方が、駆動さユていると
きに、線２７ａ及び２７ｂの電圧は線２７の電圧と実質
的に同一であり、抵抗２９ａ又は２９ｂには電流が流ｎ
ない。互い（で接続さ、ｆ′１．た電極４１ａ及び４１
ｂのうちの一方が駆動　　゛さｎていないときには、電
流が付加さｎる。例えば、線２７ａを介して駆動される
はずの電極４１ａが駆動さｎていないときには、接続さ
ｆ′Ｉ−た回路に供給される電流が増加する。この増加
した電流は電流パターンの縁部の電流の損失を補償する
。

電流が隣接しないところでは、縁部の電流が拡散し、印
刷の縁部がぼけてしまう。

第６図は６つの隣接した電流駆動回路を簡単に示す。こ
の図には同一要素には同一の数字が付さｎており、他の
同・−要素との区別のために“′ａ″又は”　ｂ”なる
符号が付加さｎている。

選択さｎない隣接電流駆動回路では、トランジスタ５７
（第１図）のエミッタのＶｓｅｌは低レベルであり、ト
ランジスタ６．１５．６１及び３６はオフにバイアスさ
ｎる。電極４１には実質的に電流は流扛ない。従って、
後述のように電流が流れなけｎば、ＶｄｒがｆｆＢ２７
にあられれる。電流が流ｎている隣接回路、例えば線２
７ａを有する回路では、線２７ａの電圧は前述のように
（Ｖｄｒ−Ｖｌｅｖ）である。従って、抵抗２９ａの両
端には電圧差が生じる。抵抗２９ａと隣接駆動回路の抵
抗２５との直列回路の両端の電圧（Ｖｄｒ−（Ｖｄｒ−
Ｖｌｅｖ）ｌによって電流が作り出さ扛る。この電流は
駆動されるべき回路の線２７にあられ汎、この付加電流
は電極４１を駆動する電極電流に単に直接に加算される
。所与の駆動電極の両側の回路が駆動さｎていないとき
には、効果は直接的に累積さｎ、加算さｔた電流は上述
の電流の２倍である。６つの隣接回路がすべて選択さｎ
ていないときには、Ｖｄｒが線２７．２７ａ及び２７ｂ
にあられｎ、抵抗２９ａ又は２９ｂには正味の電圧は生
じない。従って、加算さ、ｆ′した電流は流ねない。

典型的実施例では、抵抗２９ａ及び２９ｂ並びにこｎに
対応する抵抗の値は抵抗２５の値の約５倍である。従っ
て、１つの駆動さ牡ていない隣接した駆動回路から付加
される電流は、駆動回路によって供給される電流の約１
／６である。こｔにより、線２７に対応する次の隣接線
の電位はＶｄｒの５／６に降下する。次の駆動回路が駆
動さｎないときには、対応する線２７の電位を抵抗２５
及び２９の抵抗値の和で割ったものｆＶｄｒから差し引
いた電圧によって決まる電流が付加される。こｎは一般
に無視できるほど小さい（第２の駆動さ扛ていない駆動
回路からの電流は対応する線２７の電位をいくらか上昇
させる。このように理解する代わりに、各付加回路が抵
抗２５に対応した前の抵抗に並列な抵抗２９及び抵抗２
５に対応する抵抗の和を置くというように隣接した駆動
さ扛ていない回路の効果を理解することができる。）。

次の別の隣接駆動回路が駆動さｔていないとき、線２７
に対応する線の電位は今述べた隣接回路の線２７に対応
した線の電位となる。ここから付加される電流は比較的
微小である。次の隣接回路からの電流のみが意味があり
必要なものであっても、理論的には、駆動さ扛ている駆
動回路に隣接した（結合された）すべての駆動されてい
ない駆動回路は前述のようにいくらかの電流を付加する
。１駆動さしていない駆動回路が駆動さｎている駆動回
路の間にあるときには、最も近い駆動さ扛ている回路が
より低い電圧を提供し、駆動さｎていない回路からすべ
ての電流を引き出す。

設計の便宜上、実際の回路では、外部電極はさらに別の
回路に接続さｎない。これは、はるか遠くの外部電極の
縁部画定が重要であることはめつたにないからである。

同様に、中心電極は通常ともに駆動される。チップ（典
型例では４０個の電流駆動回路がすべて２つのチップに
配置される）間の接続を避けるために、２つのチップに
またがる例えば２９ａ又は２９ｂのような抵抗による相
互接続を除去することもできる。

次に、第４図を参照して信号（ｖａｒ−Ｖｌｅｖ）の発
生の典型例につき説明する。レベル制御基準電流１１ｅ
ｖはダーリントン接続さしたトランジスタ２０．０及び
２０２によって絶縁さｎる。Ｖｄｒ（ｄ抵抗２０４に印
加さ扛る。トランジスタ２０６．２０８及び２１０は高
入力インピーダンスを示すエミッタ・フォロワ回路であ
る。トランジスタ２４１２．２１４及び２１６はこの回
路に対応する。

トランジスタ２１８及び２２０は電流ミラー回路であり
、各トランジスタはそれぞ扛トランジスタ２２４及び２
２６に直列に接続さ扛ている。トランジスタ２１８と２
２０のベースは相互接続さｎ且つトランジスタ２２０の
コレクタに接続さ扛ている。トランジスタ２０６のコレ
クタからの信号はトランジスタ２２４のベースに印加さ
ｎる。

従って、トランジスタ２２４のベースは、Ｖｄｒ−Ｉ　
１ｅｖＸＲ２０４−Ｖｂｅなる電圧を受ける。ここでＲ
２０４は抵抗２０４の抵抗値、Ｖｂｅはトランジスタ２
０６のベース−エミッタ降下である。トランジスタ２２
４及び２２６は差動増幅器を構成し、この電圧はトラン
ジスタ２２６のベースにあられ扛る。この電圧にヘ−ス
ルエミッタ降下を加えた電圧がトランジスタ２１２のベ
ースにあられれる。工ｌｅｖによって発生される電圧成
分がＶｌｅｖ’を構成する。この電圧はＶｄｒから差し
引かねてこの可変基準発生回路の出力として線２２８に
あられわる。

コンデンサ２６０は発振を防止するための補償コンデン
サである。動作電圧Ｖ１及びＶ２が印加さｎるトランジ
スタ２３２はこの回路のための定電流源を提供する。

以上説明した実施例を要約すると次の通りである。第１
図の電流駆動回路は４０個の電極４１のそｎぞれを駆動
するために設けらｎる。電極４・１の電圧は、駆動電圧
Ｖｄｒを発生するために、第２図の電圧レギュレータへ
の制御入力として線４９でモニターさ扛る。（Ｖｄｒ−
電源レベル基準Ｖｌｅｖ）が、差動増幅器（トランジス
タ３．１５．５１及び５３）の入力として印加さ扛、こ
扛により線２７に（Ｖｄｒ　　Ｖｌｅｖ）が印加さ扛る
。電極４１を通る定電流が抵抗２５によって発生される
。すべての駆動さ扛てるい電極で最も低い電圧が変動す
ると、第２図のレギュレータがＶｄｒを同量変化させ、
差動接続さｆ′Ｌタトランジスタ７２及び７４並びにツ
ェナー・ダイオード１２０を使用してＶｄｒのレベルを
設定する。大部分の能動要素が狭い範囲内で動作するの
で、回路をかなり小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電流駆動回路を示す回路図、第２図は電圧レギ
ュレータを示す回路図、第３図は３つの隣接した電流駆
動回路を簡単に示す回路図、第４図は可変基準電圧発生
回路を示す回路図である。 ６．１５．５１．５６．７２．７４・・・・トランジス
タ、２５・・・・抵抗、２７．４９・・・・線、４１・
・・・電極。 出願人　　インターカ乃ナノイビン不スーマノーンズ・
コーポレーション代理人　弁理士　　山　　　本　　　
仁　　　朗（外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 可変第１電圧に応働して該電圧より一定量大きな第２電
   圧を発生する電圧レギュレータと、前記第２電圧に応働
   して該第２電圧より一定量小さな第６電圧を発生する可
   変基準電圧回路と、前記第３電圧によって設定される電
   圧を有する第１点と前記第２電圧によって設定される電
   圧を有する第２点との間に電気的に接続さｎた抵抗要素
   から電流を発生し、前記第１電圧を有する第６点に前記
   電流を駆動電流として供給する電流駆動回路と、 を具備する定電流駆動回路。