KR100925066B1 - 소자 기판, 및 소자 기판을 사용한 기록 헤드, 헤드카트리지, 및 기록 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 전기-열 변환 소자, 및 상기 복수의 열-전기 변환 소자를 구동하는 복수의 스위칭 소자를 갖는 기록 헤드용 소자 기판에 관한 것이다. 상기 소자 기판은 인접하는 전기-열 변환 소자에 의해 공유되고 입력된 구동 신호를 승압하는 레벨 변환기와, 상기 레벨 변환기로부터 출력된 구동 신호를 인접하는 전기-열 변환 소자들 중 하나에 공급하는 스위치 회로를 갖는다. 스위치 회로는, 외부로부터 입력되는 선택 신호에 따라 구동 신호의 공급 목적지를 스위칭한다.
Figure R1020070099450
전기-열 변환 소자, 기록 헤드, 블록 선택 신호, 레벨 변환기, 소자 기판

Description

소자 기판, 및 소자 기판을 사용한 기록 헤드, 헤드 카트리지, 및 기록 장치{ELEMENT SUBSTRATE, AND PRINTHEAD, HEAD CARTRIDGE, AND PRINTING APPARATUS USING THE ELEMENT SUBSTRATE}
본 발명은, 잉크젯용 기록 헤드에 적합한 기록 헤드용 소자 기판 및 그 소자 기판을 사용한 기록 헤드, 헤드 카트리지, 및 기록 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 잉크젯 기록 장치 내의 기록 헤드(printhead)의 전기-열 변환 소자(electrothermal transducer)(히터)와 그 구동 회로는, 미국특허 제6,290,334호에 개시되어 있는 바와 같이, 반도체 공정 기술을 이용하여 단일 기판 상에 형성되어 있다.
도 3은 이러한 종류의 잉크젯 기록 헤드용 반도체 소자 기판을 개략적으로 나타낸다.
도 3을 참조하면, 소자 기판(100)에는 반도체 공정 기술에 의해 히터들 및 구동 회로들이 집적적으로 탑재되어 있다. 참조번호 101은 복수의 히터들과 히터들에 대응하여 제공되어 히터에 전류를 흐르게 할 지의 여부의 스위칭을 행하는 스위칭 소자로서 기능하는 복수의 드라이버 트랜지스터이 배치되어 있는 드라이버 및 히터 어레이를 나타낸다. 잉크 공급 포트(102)는 소자 기판 하부면으로부터 잉크를 공급한다.
시프트 레지스터(S/R)(103)는 기록 데이터(print data)를 일시적으로 보유한다. 디코더(107)는 드라이버 및 히터 어레이(101) 중 히터들의 블록들을 시분할적으로 구동하기 위한 블록 선택 신호(block enable signal)를 출력한다. 입력 회로(104)는 시프트 레지스터(103) 및 디코더(107)에 디지털 신호를 입력하기 위한 버퍼 회로들을 포함한다. 입력 단자(input terminal)(11O)는 논리 소자용 전압 VDD를 입력하는 Vdd 단자, 클럭(CLK) 신호를 입력 하기 위한 CLK 단자, 및 기록 데이터(DATA)을 입력하기 위한 DATA 단자를 포함한다.
시프트 레지스터 및 디코더 등의 디지털 회로들은 디지털 전원 전압(전압 VDD)에 의해 구동된다. 레벨 변환기(level converter)(116)는 VDD 전압의 구동 신호 등의 디지털 신호를, 각 드라이버 트랜지스터의 게이트에 부여되는 VHT 전압 신호로 변환한다. 전압 VHT는 전압 VDD보다 높다. VHT 전압 생성 회로(130)는 히터 구동 전원 전압(VH)을 낮춤으로써 레벨 변환기(116)에 공급하는 VHT 전압을 생성한다. 또한，AND 회로(119)는 블록 선택 신호와 기록 데이터 신호의 논리곱을 연산하는 히터 선택 회로로서 기능한다. AND 회로(119)는 필요에 따라, 예컨대 버퍼 를 포함한다.
도 5는 시프트 레지스터(103)에 기록 데이터 신호를 송신하고, 히터에 전류를 공급하여 이들을 구동하는 일련의 동작들을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
CLK 단자에 입력된 클럭 신호의 펄스에 동기하여 DATA_A 및 DATA_B 단자에 기록 데이터가 입력된다. 시프트 레지스터(103)는 입력된 기록 데이터를 일시적으로 저장한다. LT 단자에 입력되는 래치 신호에 따라 래치 회로가 기록 데이터를 유지한다. 그 후, 원하는 블록으로 분할된 히터군을 선택하기 위한 블록 선택 신호와, 래치 신호에 따라 유지된 기록 데이터(기록 데이터 신호)의 논리곱이 연산된다. 이 논리곱이 연산된 신호는 전류 구동 시간을 직접 결정하는 HE 신호에 동기하기 때문에, 원하는 히터에 전류가 흐른다. 이 일련의 동작을 각 블록에 대해 반복함으로써 기록이 행해진다．
도 4a는 종래의 기록 소자에 있어서 1개의 히터 및 대응하는 드라이버를 갖는 하나의 세그먼트에 상당하는 등가 회로도이다． 도 4b는 기록 데이터를 일시적으로 저장하는 시프트 레지스터와 래치 회로의 1 비트에 상당하는 등가 회로도이다.
AND 회로(201)에 입력되는 블록 선택 신호는 디코더(107)로부터 공급된다. 블록 선택 신호는 분할된 블록들 중 하나에 대응하는 각 히터군을 선택한다. AND 회로(201)에 입력되는 기록 데이터 신호는 시프트 레지스터(103)에 입력되고, 래치 신호에 따라 유지된다. 선택적으로 히터들을 구동하기 위하여, 히터 선택 회로로서 기능하는 AND 회로(201)는 블록 선택 신호와 기록 데이터 신호의 논리곱을 연산한다.
참조번호 205는 히터 VH 전원 라인, 참조번호 206은 히터, 참조번호 207은 히터(206)에 전류를 흐르게 하기 위한 스위칭 소자로서 기능하는 드라이버 트랜지스터를 나타낸다. 인버터 회로(202)는 AND 회로(201)로부터의 출력을 수신하고 버퍼링한다. VDD 전원 라인(203)은 인버터 회로(202)의 전원으로서 기능한다. VHT 전원 라인(204)은 드라이버 트랜지스터(207)의 게이트에 전압을 인가하기 위한 전원으로서 기능한다. 인버터 회로(208)는 인버터 회로(202)로부터의 버퍼 출력을 수신하는 버퍼로서 기능한다.
인버터 회로(202), 시프트 레지스터(103) 등은 일반적으로 디지털 회로이며, 로우 또는 하이 펄스에 따라 동작한다． 히터 구동 기간을 지정하는 히트 선택 신호(HE) 역시 디지털 신호이다. 외부 디바이스와의 신호 교환은 로우 또는 하이 로직 펄스에 의해 행해진다． 디지털 신호들의 전압 진폭은 일반적으로 0V/5V 또는 0V/3.3V이다. 디지털 회로의 전원 전압은 VDD뿐이다. 전술한 블록 선택 신호 및 기록 데이터 신호는 AND 회로(201)에 전압 VDD의 펄스로서 입력된 후, 2개의 인버터 회로(202)에 의해 구성된 버퍼를 통해 다음 단의 인버터 회로(208)에 입력된다.
드라이버 트랜지스터(207)의 온 상태에서의 저항값, 즉, 소위 온 저항은 가능한 작은 것이 바람직하다. 이 경우, 히터 외에 회로에 의해 소비되는 전력이 최소이기 때문에, 기판 온도의 상승을 방지할 수 있고, 안정된 기록 헤드의 구동이 가능하다. 드라이버 트랜지스터(207)의 온 저항이 큰 경우, 이 부분에 전류가 흘러 전압 강하가 커진다. 이 때문에 보다 높은 전압을 히터에 인가할 것이 요구되고, 전력이 낭비된다.
드라이버 트랜지스터(207)의 온 저항을 감소시키기 위해서는, 드라이버 트랜지스터의 게이트에 인가하는 전압을 높게 하는 것이 필요하다. 이를 위해, 도 4a에 도시된 회로에서는，전압 VDD보다 높은 펄스 전압으로 전압을 변환할 필요가 있다． 도 4a에 도시된 회로는 전압 VDD보다도 높은 전압 VHT의 전원 라인(204)을 구 비하기 때문에，인버터 회로(208)를 포함하는 버퍼 회로는 전압 VDD의 펄스에 의해 입력된 블록 선택 신호를 전압 VHT의 펄스로 변환한다. 변환 후, 드라이버 트랜지스터(207)의 게이트에 전압 VHT의 펄스를 인가한다. 즉, 외부 디바이스와의 신호 교환 및 내부 디지털 회로에서의 신호 처리는 전압 VDD(논리 회로 구동용 전압)의 펄스에 따라 행해진다. 도 4a에 도시된 회로에서는， 드라이버 트랜지스터(207)의 게이트를 구동하기 직전에 전압 VHT(스위칭 소자 구동용 전압)의 펄스로 전압을 변환하는 진폭 변환 회로(레벨 변환기)를 각 세그먼트에 부가한다. 도 3에서，참조번호 116은 복수의 세그먼트의 레벨 변환기를 나타내고 있다.
일반적으로, 기록 헤드는 고밀도로 배열된 복수의 세그먼트를 갖는다. 예를 들면, 60Odpi의 밀도로 세그먼트들이 배치되는 경우, 세그먼트당 배열 방향의 폭은 약 42.3μm로 한정된다. 이 피치 중에, 도 4a의 세그먼트들을 구동하기 위한 회로모두를 배열하기 위해, 세그먼트들의 배열 방향과 수직인 방향의 길이는 증대할 필요가 있다.
도 9는 도 4a의 레벨 변환기 부분의 상세 구조를 나타내는 등가 회로도이다.도 9로부터 명백하듯이, 레벨 변환기 부분(특히 레벨 변환부)은, 많은 트랜지스터를 포함하며, 필요로 하는 소자 기판의 면적은 커진다.
그러나, 레벨 변환기가 각 세그먼트에 부가되는 경우, 세그먼트의 길이는 증가한다. 이는 기록헤드용 소자 기판의 크기를 증가하게 하여, 결국 비용 상승의 원인이 된다. 보다 구체적으로, 상술한 바와 같은 기판 구성에서는，세그먼트 배열 방향과 직교하는 방향으로 소자 기판이 확대되고, 소자 기판의 크기가 현저하게 증가한다. 예를 들어, 256 세그먼트의 각각에 레벨 변환기가 부가되는 경우, 적어도 256개의 인버터가 필요해지고, 그 결과 비용 상승의 요인으로 된다.
이를 해결하기 위해, US 공개공보 제2006/0209131호에서는 세그먼트의 배열 방향에 대해 수직인 방향의 길이를 증대시키지 않고, 논리 회로 구동용 전압을 기록 소자 구동용 전압으로 변환하는 회로 구성을 개시하고 있다．
도 10은 US 공개공보 제2006/0209131호의 구성을 설명하는 도면이다. 도 3에서와 동일한 참조번호는 도 10에서와 동일한 부분을 나타내며, 도 3과 특히 다른 부분이 없으면 그 설명을 생략한다.
도 10에서，레벨 변환기(116)는 각 디코더(107)의 출력단 및 각 시프트 레지스터(103)의 출력단에 제공된다.
도 2a는 도 4a와는 다른 종래의 기록 소자에 있어서의 1개의 히터와 대응하는 드라이버를 갖는 1개의 세그먼트에 따른 등가 회로도이다． 도 2b는 도 4b와는 다른, 기록 데이터를 일시적으로 저장하는 시프트 레지스터와 래치 회로의 1 비트 에 상당하는 등가 회로도이다．
도 10의 소자 기판(100)에서, 도 3 및 도 4a의 소자 기판(100)과는 달리 각 세그먼트에 대해 부가되어 있었던 레벨 변환기를, 시프트 레지스터(103) 및 디코더(107)의 각각의 출력부에 부가하고 있다． 즉, 디코더(107)로부터의 출력 신호(블록 선택 신호)와 시프트 레지스터(103)로부터의 출력 신호(기록 데이터 신호)의 논리곱을 AND 회로(201)가 연산하기 전에, 전압이 상승한다. 이 때문에, 도 2a에 도시한 바와 같이, 각 세그먼트에는 VHT 전압까지 승압된 펄스의 신호가 입력된다. 이는 각 세그먼트의 레벨 변환기가 불필요하게 하여, 소자 기판의 면적을 작게 할 수 있다．
각 세그먼트에 대해 논리곱을 연산하는 AND 회로(201)에는 높은 전압이 인가되기 때문에, AND 회로(201)에 포함되는 트랜지스터로서 고내압(high-voltage-proof) 소자가 필요하다. 종래, 이 부분에는 논리 회로의 구동 전압에 상당하는 낮은 전압만이 인가되기 때문에, 트랜지스터들은 저내압(low-voltage-proof) 소자로 구성되었다. US 공개공보 제2006/0209131호에 개시되어 있는 기술에서는，이 부분의 파괴 전압은 나머지 논리 회로들의 트랜지스터들보다도 높게 구성된다. 구체적으로는, AND 회로에 포함되는 트랜지스터로서 고내압 소자가 이용된다．
이러한 고내압 소자(M0S 트랜지스터)를 이용하는 경우, 각 트랜지스터는 저내압 트랜지스터보다 대형화되어 버린다. 그러나，레벨 변환기의 수가 감소될 수 있기 때문에, 소자 기판(100)의 크기가 감소될 수 있어, 세그먼트들로부터 떨어진 위치에 배치될 수 있다.
도 2b는 시프트 레지스터(103) 및 레벨 변환기(116)의 구성을 나타내는 도면이다． 도 4b에 나타낸 시프트 레지스터(103)의 출력단에 레벨 변환기(진폭 변환 회로)가 부가되어 펄스 전압을 전압 VDD로부터 전압 VHT에 변환한다.
시프트 레지스터(103) 또는 디코더(107)의 출력단의 수는 전체 세그먼트를 시분할하여 구동한 분할 수(division count)에 의해 결정된다. 분할 수는 약 8∼32 이다. 예를 들면, 256개의 세그먼트들을 16 블록으로 분할하는 경우(각 블록은 16개의 세그먼트를 포함한다), 필요한 레벨 변환기(116)의 수는 16×2(시프트 레지 스터측과 디코더측)=32 이다. 이 수는 모든 세그먼트에 레벨 변환기들(116)을 부가한 구성에 비해 대폭 감소된다. 이 때문에, 세그먼트 배열 방향에 수직인 방향으로의 소자 기판(100)의 길이는 저감될 수 있다. 시프트 레지스터(103) 및 디코더(107)에 부가되는 레벨 변환기(116)는 소자 기판(100)의 길이를 배열 방향으로 증가시킨다. 그러나, 이 증가는 수직 방향으로의 길이 감소에 비해 중요하지 않다. 소자 기판(100)의 전체 면적은 감소한다.
잉크젯 기록 장치는 보다 고속인 기록을 실행하도록 요구된다. 이 때문에, 기록 헤드의 토출구(orifice)수는 증가하고, 토출구들의 밀도는 높게 된다. 잉크 색의 수, 잉크 공급 포트의 수, 및 토출구열(Orifice array)도 증대되기 때문에, 소자 기판의 면적이 증대된다.
도 12는 세그먼트의 밀도가 1200dpi인 소자 기판 상에，인접하는 2개의 세그먼트의 배치와 수직 방향의 위치 관계를 나타낸 도면이다． 소자 기판 상에는, 잉크 공급 포트(102)에 가까운 측으로부터 중간 토출량(2.5pl)용 히터(206a), 소(小) 토출량(1pl)용 히터(206b)이 1200dpi 피치로 배치되어 있다. 히터 상에 토출구를 개략적으로 나타내고 있다. 이들 히터는 (도시하지 않은) 배선에 의해 트랜지스터(207a, 207b)에 접속되어 있다.
잉크 공급 포트로부터 먼 위치에는 대응하는 레벨 변환기(116a, 116b)가 배치되어 있다. 피치가 1200dpi 인 경우에는，세그먼트당 배열 방향의 폭은 21μm 밖에 되지 않는다. 이 때문에, 2개의 레벨 변환기를 세그먼트의 배열 방향으로 배열하는 것은 불가능하다. 세그먼트의 배열 방향 및 수직 방향으로 2개의 레벨 변 환기가 배열되어 있다. 레벨 변환기의 면적이 크기 때문에, 소자 기판의 폭은 증가한다.
US 공개 공보 제2006/0209131호에 개시된 구성은 일반적으로 소자 기판의 면적을 작게 할 수 있지만, 최근 요구되는 길이가 긴(long-length) 고선명(high-definition) 헤드에서는 몇가지 문제가 발생한다. US 공개 공보 제2006/0209131호를 설명하는 도 10에서는，레벨 변환기(116)로부터 출력된 고전압의 펄스 신호의 배선은, 소자 기판의 한 쪽 단부로부터 다른 쪽 단부까지 긴 측 방향으로 긴 거리를 갖는다. 이 때문에, 방사 노이즈의 발생에 대해 설계의 관점으로부터의 고려가 필요하다. 보다 구체적으로，배선들 간의 큰 공간을 보장하거나 또는 배선들 간에 GND 배선을 통과시킬 필요가 있다．
최근, 고밀도로 다수의 세그먼트를 배치하는 것이 요구된다. 예를 들어, 1200dpi에서 512의 토출구를 배치하거나, 또는 2400dpi에서 1024의 토출구를 배치할 것이 요구된다. 세그먼트 수가 증가하면, 데이터 신호용 배선의 수 및 블록 선택 신호용 배선의 수가 증가한다. 이는, 전술한 방사 노이즈 대책에 의한 칩 폭 의 증대의 비율도 증가시키고, 레벨 변환기의 수를 감소시킴으로써 발생하는 수축 효과도 감소시킨다. 이 상태를 도 13에 도시하였다.
도 13은, 인접하는 2개의 세그먼트의 배치와 수직 방향의 위치 관계를 나타낸 도면이다． 소자 기판에는, 잉크 공급 포트(102)에 가까운 측으로부터 중간 토 출량(2.5pl)용 히터(206a), 소토출량(1pl)용 히터(206b)가 1200dpi의 피치에서 배치되어 있다. 히터 상에는 토출구를 개략적으로 나타내었다. 이들 히터는, (도시되지 않은) 배선에 의해 트랜지스터(207a, 207b)에 접속되어 있다. 각 트랜지스터 다음에는 고전압 신호에 의해 동작되는 AND 회로(119)가 존재한다. 참조번호 118 은 기록 데이터 신호와 블록 선택 신호에 대한 배선을 나타낸다. 배선(118)은, 전술한 바와 같이 고전압의 펄스 신호를 수신한다. 따라서, 고전압 신호 배선은 점선으로 나타낸 바와 같이 서로 이격되어 있으며, GND 배선은 이들 사이에 배치되어 있다. 배선(118)이 차지하는 영역은 증대하고, 레벨 변환기를 트랜지스터의 근방으로부터 제거하여 폭을 작게 한 효과를 상쇄하고 있다．
본 발명은 소자 기판, 및 소자 기판을 사용한 기록 헤드, 헤드 카트리지, 및 기록 장치를 목적으로 한다.
본 발명의 구성에 따르면, 소자 기판을 사용한 긴 길이를 갖는 고선명 헤드, 기록 헤드, 헤드 카트리지, 및 기록 장치에서도 세그먼트 배열 방향에 수직인 방향으로의 길이 증가를 방지하는 저렴한 기록 헤드 소자 기판을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 바람직하게는, 복수의 전기-열 변환 소자(electrothermal transducer)와, 상기 복수의 전기-열 변환 소자를 구동하기 위해 복수의 전기-열 변환 소자에 대응하여 제공되는 복수의 스위칭 소자를 갖는 기록 헤드(printhead)용 소자 기판으로서, 상기 복수의 전기-열 변환 소자를 복수의 블록들로 분할하고, 상기 블록들을 선택적으로 시분할 구동하기 위한 블록 선택 신 호(block enable signal) 및 기록 데이터 신호(print data signal)를 수신하고, 구동 신호를 출력하는 전기-열 변환 소자 선택 회로; 인접한 전기-열 변환 소자에 대응하는 복수의 스위칭 소자군에 대해 제공되며, 입력된 구동 신호를 승압하는 레벨 변환기(level converter); 및 상기 레벨 변환기로부터 출력된 상기 구동 신호의 공급 목적지(supply destination)를 외부로부터 입력된 선택 신호에 기초하여 인접한 스위칭 소자들 중에서 선택하는 선택 회로를 포함하는 기록 헤드용 소자 기판이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 바람직하게는, 복수의 전기-열 변환 소자와, 상기 복수의 전기-열 변환 소자를 구동하기 위해 복수의 전기-열 변환 소자에 대응하여 제공되는 복수의 스위칭 소자를 구비한 소자 기판을 갖는 기록 헤드로서, 상기 소자 기판은, 상기 복수의 전기-열 변환 소자를 복수의 블록들로 분할하고, 상기 블록들을 선택적으로 시분할 구동하기 위한 블록 선택 신호 및 기록 데이터 신호를 수신하고, 구동 신호를 출력하는 전기-열 변환 소자 선택 회로; 인접한 전기-열 변환 소자에 대응하는 복수의 스위칭 소자군에 대해 제공되며, 입력된 구동 신호를 승압하는 레벨 변환기; 및 상기 레벨 변환기로부터 출력된 상기 구동 신호의 공급 목적지를 외부로부터 입력된 선택 신호에 기초하여 인접한 스위칭 소자들 중에서 선택하는 선택 회로를 포함하는 기록 헤드가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 바람직하게는, 복수의 전기-열 변환 소자와, 상기 복수의 전기-열 변환 소자를 구동하기 위해 복수의 전기-열 변환 소자에 대응하여 제공되는 복수의 스위칭 소자를 구비한 소자 기판을 포함하는 기록 헤드 와 잉크를 포함하는 잉크 탱크를 갖는 헤드 카트리지로서, 상기 소자 기판은, 상기 복수의 전기-열 변환 소자를 복수의 블록들로 분할하고, 상기 블록들을 선택적으로 시분할 구동하기 위한 블록 선택 신호 및 기록 데이터 신호를 수신하고, 구동 신호를 출력하는 전기-열 변환 소자 선택 회로; 인접한 전기-열 변환 소자에 대응하는 복수의 스위칭 소자군에 대해 제공되며, 입력된 구동 신호를 승압하는 레벨 변환기; 및 상기 레벨 변환기로부터 출력된 상기 구동 신호의 공급 목적지를 외부로부터 입력된 선택 신호에 기초하여 인접한 스위칭 소자들 중에서 선택하는 선택 회로를 포함하는 헤드 카트리지가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 바람직하게는, 복수의 전기-열 변환 소자와, 상기 복수의 전기-열 변환 소자를 구동하기 위해 복수의 전기-열 변환 소자에 대응하여 제공되는 복수의 스위칭 소자를 구비한 소자 기판을 포함하는 기록 헤드를 갖는 기록 장치로서, 상기 소자 기판은, 상기 복수의 전기-열 변환 소자를 복수의 블록들로 분할하고, 상기 블록들을 선택적으로 시분할 구동하기 위한 블록 선택 신호 및 기록 데이터 신호를 수신하고, 구동 신호를 출력하는 전기-열 변환 소자 선택 회로; 인접한 전기-열 변환 소자에 대응하는 복수의 스위칭 소자군에 대해 제공되며, 입력된 구동 신호를 승압하는 레벨 변환기; 및 상기 레벨 변환기로부터 출력된 상기 구동 신호의 공급 목적지를 외부로부터 입력된 선택 신호에 기초하여 인접한 스위칭 소자들 중에서 선택하는 선택 회로를 포함하는 기록 장치가 제공된다.
본 발명은 소자 기판을 사용한 긴 길이를 갖는 고선명 헤드, 기록 헤드, 헤드 카트리지, 및 기록 장치에서도 세그먼트 배열 방향에 수직인 방향으로의 길이 증가를 방지하는 저렴한 기록 헤드 소자 기판을 제공할 수 있기 때문에 특히 바람직하다.
본 발명의 다른 특징들은 (첨부 도면을 참조하여) 이하의 예시적인 실시예들로부터 명백해질 것이다.
본 발명에 따르면, 소자 기판을 사용한 긴 길이를 갖는 고선명 헤드, 기록 헤드, 헤드 카트리지, 및 기록 장치에서도 세그먼트 배열 방향에 수직인 방향으로의 길이 증가를 방지하는 저렴한 기록 헤드 소자 기판을 제공할 수 있다.
다음，본 발명의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
본 명세서에서, "기록(print)" 및 "기록하는(printing)"이라는 용어는 문자 및 그래픽 등의 중요 정보의 형성만을 포함할 뿐만 아니라, 중요도에 관계없이, 또한 인간이 시각적으로 지각가능하도록 시각화되어 있는지의 여부에 무관하게, 화상, 숫자, 패턴 등을 기록 매체 상에 형성하거나, 그 매체의 처리를 넓게 포함한다.
또한, "기록 매체(print medium)"라는 용어는 일반 기록 장치에 사용되는 용지뿐만 아니라, 잉크를 수용할 수 있는 피륙(cloth), 플라스틱 필름, 금속 플레이트, 글래스, 세라믹, 나무, 및 가죽 등과 같은 재료들을 넓게 포함한다.
또한, "잉크"(이하, "액체(liquid)"라고도 언급되기도 함)라는 용어는 전술한 "기록"의 정의와 유사하게 넓게 해석되어야 한다. 즉, "잉크"는 기록 매체 상 으로 가해지는 경우, 화상, 숫자, 패턴 등을 형성할 수 있고, 기록 매체를 처리할 수 있고, 잉크를 처리할 수 있는(예컨대, 기록 매체에 가해지는 잉크에 포함되는 색재(coloring agent)를 고형화하거나 불용성화할 수 있는) 액체를 포함한다.
또한，본 설명에서의 "소자 기판"이란, 실리콘 반도체로 이루어지는 단순한 기판뿐만 아니라, 소자 및 배선을 갖는 기판을 나타낸다.
"소자 기판 상"이란 표현은, "소자 기판의 표면 상"을 나타낼 뿐만 아니라, "그 표면 근방의 소자 기판의 내부"도 나타내는 것이다. "탑재(built-in)"라는 용어는, 단순히 "분리된 소자를 기판 상에 배치하는 것" 만을 나타내는 것이 아니라, "반도체 회로의 제조 공정에서 소자 기판 상에 소자들을 일체적으로 형성하는 것"을 나타낸다.
[잉크젯 기록 장치]
도 6은, 본 발명의 대표적인 실시예에 따른 잉크젯 기록 장치(IJRA)의 개략적 구성을 나타내는 외관 사시도이다.
도 6을 참조하면，캐리지 HC는 구동 모터(5013)의 정회전/역회전에 연동하여 구동력 전달 기어(5009~5011)를 통해 회전하는 리드 스크루(5005)의 나선홈(5004)과 계합(engage)한다. 캐리지 HC는 핀(도시되지 않음)을 갖고，가이드 레일(5003)에 의해 지지되면서 화살표 a 및 화살표 b 방향으로 왕복 이동한다. 캐리지 HC에는, 기록 헤드 IJH와 잉크 탱크 IT를 내장한 일체형 잉크젯 카트리지 IJC가 탑재되어 있다. 용지 압축판(5002)은 캐리지 HC의 이동 방향으로 기록 매체 P를 플래튼(5000)에 대하여 누른다. 포토 커플러(5007, 5008)는, 예를 들어, 모터(5013)의 회전 방향을 스위칭하기 위해, 캐리지 HC의 레버(5006)의 존재 여부를 확인하고 캐리지 HC가 홈 포지션에 위치하는지의 여부를 검출한다. 부재(5016)는 기록 헤드 IJH의 전면을 덮는 캡 부재(5022)를 지지한다. 흡인기(suction device)(5015)는 캡을 흡인하여, 캡 내의 개구(5023)를 통해 기록 헤드의 흡인 회복(suction recovery)을 행한다.
블레이드를 전후 방향으로 이동시키는 클리닝 블레이드(5017) 및 부재(5019)는 본체 지지판(5018)에 의해 지지된다. 이러한 형태의 블레이드뿐만 아니라, 임의의 다른 공지의 클리닝 블레이드 역시 본 실시예에 적용할 수 있다. 흡인 회복의 흡인 개시에는 레버(5021)가 이용된다. 레버(5021)는 캐리지와 계합하는 캠(5020)의 이동에 따라 이동한다. 이 이동은, 구동 모터로부터의 구동력을 전달하기 위한 클러치 스위칭 등의 공지의 전달 기구에 의해 제어된다.
캐리지가 홈 포지션측의 영역에 오는 경우, 캡핑, 클리닝, 흡인 회복의 원하는 처리는 리드 스크루(5005)의 기능에 의해 대응 위치에서 실행된다. 주지의 타이밍에서 원하는 동작을 행하는 것이 가능하게 하는 경우에는, 본 실시예에는 임의의 다른 구성을 적용할 수 있다.
[잉크젯 기록 장치의 제어 구성]
다음，전술한 장치의 기록 제어를 실행하기 위한 제어 구성에 대하여 설명한다.
도 7은 기록 장치 IJRA의 제어 회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면，참조번호 1700은 예컨대 호스트 컴퓨터로부터 기록 신호를 입력하는 인터페이스, 참조번호 1701은 MPU, 참조번호 1702은 MPU(1701)가 실행하는 제어 프로그램을 저장하는 ROM, 참조번호 1703은 각종 데이터(예컨대, 기록 신호 또는 기록 헤드 IJH에 공급되는 기록 데이터)을 저장하는 DRAM이다. 게이트 어레이(G.A.)(1704)는 기록 헤드 IJH에 대한 기록 데이터의 공급의 제어를 행하고, 인터페이스(1700), MPU(1701), 및 RAM(1703) 사이의 데이터 전송의 제어를 행한다. 캐리어 모터(1710)는 기록 헤드를 반송한다. 반송 모터(1709)는 기록 매체를 반송한다. 모터 드라이버(1706)는 반송 모터(1709)를 구동한다. 모터 드라이버(1707)는 캐리어 모터(1710)을 구동한다. 참조문자 IJH는 기록 헤드를 나타낸다. 참조번호 100은 소자 기판을 나타낸다.
상기 제어 구성의 동작을 설명한다. 인터페이스(1700)에 기록 신호가 입력되면, 게이트 어레이(1704)와 MPU(1701) 사이에서 기록 신호가 기록용 기록 데이터로 변환된다. 모터 드라이버(1706, 1707)가 구동된다. 또한, 기록 데이터에 따라 기록 헤드 IJH 및 기판(100)이 구동되어, 기록이 행해진다.
[헤드 카트리지]
도 8은 잉크 탱크와 기록 헤드가 일체적으로 형성된 헤드 카트리지 IJC의 구성을 나타내는 외관 사시도이다. 도 8을 참조하면，점선 K는 잉크 탱크 IT와 기록 헤드 IJH 사이의 경계를 나타낸다. 헤드 카트리지 IJC는 캐리지 2에 탑재된 경우에 캐리지 2의 측으로부터 공급되는 전기 신호를 수신하기 위한 전극(도시되지 않음)을 갖는다. 전기 신호는 전술한 바와 같이 기록 헤드 IJH를 구동하여 잉크를 토출한다.
도 8의 참조번호 500은 토출구열을 나타낸다.
[제1 실시예]
이하, 제1 실시예를 설명함으로써, 본 발명에 대한 검토 결과와 발명의 효과를 설명한다.
잉크젯용 기록 헤드에서는，잉크 방울을 토출하고 이를 공기중에 날려 착탄시키는 유체적인 거동을 고려하여, 소자 기판의 구동 방법의 결정이나 회로의 설계가 행해진다. 적절한 소자 기판의 면적, 고속 기록, 및 고선명 화상의 기록을 동시에 달성하기 위한 기초 검토로서, 본 발명자들은 1200dpi의 밀도에서 세그먼트가 배치된 기록 헤드를 이용함으로써, 소자 기판의 구동 방법과 잉크 방울의 착탄 정밀도 간의 관계에 대해 검토하였다．
검토에 이용된 기록 헤드에 있어서, 잉크 공급 포트 측에 1200dpi 피치에서 토출량 1pl의 토출구가 배치되고 있으며, 타 측에는 유사한 토출구가 2400dpi 피치 에 상당하는 양만큼 변이되어 배치되어 있다. 즉, 양측 모두에 대해 2400dpi 피치에서 토출량 1pl의 토출구가 배치되어 있다.
공지된 바와 같이, 고밀도로 배치된 토출구를 갖는 기록 헤드에서 단위 시간당 잉크 방울 토출의 횟수가 소정의 값을 초과하면, 특히 토출구열 단부에서 잉크 방울 스스로가 일으키는 기류에 의해 기록 매체에의 착탄 위치가 이동한다.
이는 토출구의 밀도가 600dpi 인 기록 헤드를 이용하여 기록을 행한 경우에서 현저해지고, 밀도가 1200dpi를 초과하는 기록 헤드를 이용하여 기록을 행한 경우 보다 현저해진다. 특히, 사진 화상을 시리얼 프린터로 기록하는 경우, 단지 수 μm의 착탄 위치의 이동에 의해서도 화질에 큰 영향을 미친다. 따라서, 동시에 토출하는 토출구 수가 소정의 값을 초과할 수 없다는 것을 발견했다. 보다 구체적으로, 동일한 토출량을 갖는 토출구를 고밀도로 배열하여도, 토출의 횟수를 저감시키기 위해 토출구를 얇게 하면서 기록을 실행하고, 기록 패스의 수를 증가시킬 필요가 있다. 이 때문에, 토출구를 고밀도로 배치하는 경우라도, 고속 기록은 불가능하다.
기류(airflow)에 의한 착탄 위치의 어긋남을 방지하도록 총 토출 횟수를 감소시키고 고속 기록을 가능하게 하기 위하여는, 소토출량(예컨대, 1pl)과 중간 토출량(예컨대, 2.5pl)의 토출구는 동일한 배열 밀도로 교대로 배치된다． 고밀도로 기록 화상을 형성하는 경우에는, 중간 토출량의 토출구를 이용한다. 이 경우, 토출의 총 횟수는 단지 소토출량의 토출구만이 사용되는 경우에 비해 감소될 수 있다. 따라서, 패스 수를 감소시켜 고속 기록을 실행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 잉크 방울의 유체적 거동을 고려하여 토출구를 배치하고, 토출구를 얇게 하여 기록을 행한다. 고밀도로 토출구가 배치된 긴 길이의 기록 헤드라도 US 공개 공보 제2006/0209131호에 기술된 회로 구성에 의해 부과된 과제를 회피하면서, 소자 기판의 면적의 감소 효과를 최대한 발휘할 수 있다.
전술한 설명에서는 기류에 대처하기 위한 목적을 감안하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 인전합 복수의 히터를 상이한 타이밍에서 구동하는 구성에도 적용할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 실시예에 따른 잉크젯 기록 헤드용 소자 기판을 나타 낸다.
도 3 또는 도 10에서와 동일한 참조번호는 도 1a 및 도 1b에서와 동일한 부분을 나타내며, 도 3 또는 도 10는 특별히 다른 부분이 없는 한 설명을 생략한다.
도 1a를 참조하면, 선택 신호 레벨 변환기(115)는 (후술하는) 선택 신호 (SEL)를 스위칭 트랜지스터 구동 전압(VHT)까지 승압시킨다. 선택 신호 레벨 변환기(115)는 각각이 구동 신호를 공급하는 스위칭 소자들을 선택함으로써 구동되는 히터들을 선택하는 선택 회로(117)에 접속되어 있다.
도 1b는 도 1a의 라인 A-A 를 따라 취해진 단면이다． 잉크 공급 포트(102)는 소자 기판을 관통하여 확장된다. 도 1b에서, 토출구(141)는 감광성 수지(140)를 이용하여 소자 기판 상에 형성되어 있다.
도 11은 도 1a에서의 2개의 인접한 세그먼트의 배치와 수직 방향의 위치 관계를 나타낸 도면이다． 도 14는 도 1a의 잉크 공급 포트(102)의 길이의 방향으로 인접하는 2개의 세그먼트에 관한 회로를 나타내는 회로도이다．
도 11 및 대응하는 도 14를 참조하여 설명한다. 소자 기판에는, 잉크 공급 포트(102)에 가까운 측으로부터 중간 토출량(2.5pl)용 히터(206a) 및 소토출량(1pl)용 히터(206b)가 1200dpi 피치에서 배치되어 있다. 도 11의 히터 상에는 토출구들을 개략적으로 나타내었다. 이들 히터는, 배선(도시하지 않음)에 의해 스위칭 소자들로서 기능하는 트랜지스터(207a, 207b)에 접속되어 있다. 레벨 변환기(116)와 트랜지스터(207a, 207b) 사이에는, 트랜지스터(207a, 207b)로부터 구동 타겟을 선택하기 위한 선택 회로(117)가 제공되어 있다.
참조번호 118은 디지털 회로 전원 전압 신호로서의 블록 선택 신호 및 기록 데이터 신호에 대한 배선을 나타낸다. 배선(118)은 도 1a에 도시한 바와 같이, 잉크 공급 포트(102)의 길이의 방향으로 배치되어 있다. AND 회로(119)는 블록 선택 신호와 기록 데이터 신호의 논리 곱을 연산하는 히터 선택 회로(전기-열 변환 소자 선택 회로)로서 기능한다. 히터 선택 회로는 블록 선택 신호 및 기록 데이터 신호에 기초하여 단지 선택적으로 구동할 필요가 있으며, AND 회로를 제외한 임의의 구성이 사용될 수 있다. 레벨 변환기(116)는 AND 회로(119)로부터 출력된 구동 신호를 스위칭 트랜지스터 구동 전압(VHT)까지 승압시킨다. 동시에 구동되지 않는 히터 세트 당 하나의 레벨 변환기(116)가 제공된다(본 실시예에서, 각 세트는 2개의 히터를 포함한다).
소토출량을 달성하는 히터(206b)를 선택하거나 또는 중간 토출량을 달성하는 히터(206a)를 선택하는 선택 신호 SEL은, 소자 기판의 외부로부터 입력되고, 토출구열로부터 이격된 접속 패드 근방의 선택 신호 레벨 변환기(115)에 의해 디지털 회로의 전원 전압 레벨로부터 스위칭 트랜지스터 구동 전압 레벨로 변환된다. 선택 신호 레벨 변환기(115)는 2개의 배선, 즉 SEL과 이것을 논리적으로 반전한 SELB를 통해 토출구들 근방에 있는 레벨 변환기(116)에 접속되어 있는 선택 회로(117)에 선택 신호를 공급한다.
히터(206a)를 구동하는 경우에 대하여 설명한다.
우선, 히터(206a, 206b)에 대응하는 기록 데이터 신호와 블록 선택 신호에 1(High)이 입력된다. 소자 기판의 외부로부터 선택 신호 SEL에 1(High)이 입력되 면， 선택 신호 레벨 변환기(115)는 스위칭 트랜지스터 구동 전압(VHT)까지 선택 신호 SEL를 승압한다. 그 후, SEL=1과 논리적으로 반전된 SELB=O이 잉크 공급 포트(102)의 길이 방향으로 배치된 하나의 열에 대응하는 모든 선택 회로(117)에 공통적으로 입력된다. 선택 신호 레벨 변환기(115)로부터의 신호는 복수의 열에 대응하는 선택 회로에 공통으로 입력될 수 있다．
도 14에 나타낸 선택 회로(117)는 NOR 를 포함한다. 히터(206a) 및 트랜지스터(207a)에 대응하는 NOR 회로의 한 쪽의 입력 단자(120)는 블록 선택 신호 및 기록 데이터 신호가 1(High)인 경우에는 0(Low)을 수신한다. 다른 쪽의 입력 단자(121)는 SEL 신호가 1(High)인 경우에는 SELB=0(Low)를 수신한다. NOR 회로는 모든 입력 단자가 0을 수신한 경우에만 1을 출력한다. 이 경우, 스위칭 트랜지스터(207a)는 구동되어 히터(206a)에 전류가 흐른다.
한편, 히터(206b) 및 트랜지스터(207b)에 대응하는 NOR 회로는 SEL=1을 수신하고, 0을 출력한다. 이 때문에, 스위칭 트랜지스터(207b)는 구동되지 않는다.
히터(206b)를 구동하기 위하여, 소자 기판의 외부로부터 SEL 신호에 0이 입력된다. 이 경우, 히터(206b) 및 트랜지스터(207b)에 대응하는 NOR 회로의 입력 단자(123)는 SEL=0을 수신하기 때문에 NOR 회로는 1을 출력한다. 스위칭 트랜지스터(207b)는 구동되어 히터(206b)에 전류가 흐른다.
한편, 히터(206a) 및 트랜지스터(207a)에 대응하는 NOR 회로는 SELB=1을 수신하고, 0을 출력한다. 스위칭 트랜지스터(207a)는 구동되지 않는다.
즉, 본 실시예에서, 스위칭 트랜지스터(207a, 207b)는 동시에 구동되지는 않 는다. 대신, 이들은 배타적으로 구동된다. 이 때문에, 인접한 스위칭 트랜지스터(207a, 207b)는 레벨 변환기(116)를 공유할 수 있다.
이는, 본 실시예에서 히터들(206a, 206b)에 대응하는 레벨 변환기(116)의 필요한 수를 반으로 줄이는 것을 가능하게 한다. 이에 따라, 소자 기판의 면적은 감소될 수 있다.
고전압 신호를 공급하기 위해 긴 거리에 걸쳐 놓여진 선택 신호 배선에 대하여, 배선 간의 공간은 커야 하거나, 배선 간에 GND 배선을 제공해야 한다. 그러나, 선택 신호들 SEL 및 SELB의 배선만이 놓여져 고전압 신호를 공급한다. 블록 선택 신호 및 기록 데이터 신호의 많은 배선들(118)은 통상적으로 저전압 신호(디지털 회로 전원 전압)를 공급한다. 최소 배선 룰은 통상과 같이 사용할 수 있기 때문에, 소자 기판의 면적은 낭비적으로 증가되지 않는다.
[제2 실시예]
도 15a는 제2 실시예에 따른 잉크젯 기록 헤드용 소자 기판을 나타낸다.
제1 실시예는, 소자 기판에 잉크 공급 포트를 제공하여 잉크를 공급하고, 히터면에 대하여 수직인 방향(히터면에 대향하는 쪽)으로 잉크 방울을 토출하는 기록 헤드에 적용된다. 도 15a 및 도 15b에 도시된 실시예는 소자 기판의 양 측 엣지로부터 잉크를 공급하여 히터면에 대하여 수직인 방향으로 잉크 방울을 토출하는 기록 헤드에 적용된다.
도 15b는 도 15a의 라인 A-A를 따라 취해진 단면이다． 잉크 공급 포트(102)는 소자 기판의 양 측 상에 연장되어 있다. 도 15b에서, 감광성 수지(140)를 이용 하여 소자 기판 상에 토출구(141)를 형성한다.
제2 실시예에서는, 제1 실시예에서와 같이 레벨 변환기(116)를 공유하는 소토출량용 히터와 중간 토출량용 히터들이 교대로 배치되고, 배타적으로 구동된다.
본 실시예에 있어서도, 제1 실시예에서와 같이 레벨 변환기의 수를 감소시킬 수 있기 때문에, 소자 기판의 면적은 효과적으로 감소될 수 있다.
제1 실시예 및 제2 실시예에서는，다른 토출량의 토출구를 배타적으로 구동한다. 본 발명의 구성은 동일한 토출량의 토출구를 배타적으로 구동하는 경우에서도 입력 단자의 면적을 효과적으로 감소시키기 위해서도 적용가능하다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적 실시예에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 이하 청구범위는 그러한 변경 및 등가의 구성 및 기능들을 모두 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.
도 1a 및 도 1b는 제1 실시예에 따른 잉크젯 기록 헤드용 소자 기판을 나타내는 도면.
도 2a 및 도 2b는 종래의 기록 소자에서의 드라이버와 히터 부분의 1 세그먼트에 상당하는 등가 회로도, 및 시프트 레지스터와 래치 회로의 1 비트에 상당하는 등가 회로도.
도 3은 잉크젯 기록 헤드용 소자 기판을 개략적으로 나타내는 도면.
도 4a 및 도 4b는 종래의 기록 소자에서의 드라이버와 히터 부분의 1 세그먼트에 상당하는 등가 회로도, 및 시프트 레지스터와 래치 회로의 1 비트에 상당하는 등가 회로도.
도 5는 시프트 레지스터에 기록 정보를 송신하고 히터에 전류를 공급하여 구동하는 일련의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트.
도 6은 본 발명의 대표적인 실시예에 따른 잉크젯 기록 장치의 개략적인 구성을 나타내는 외관 사시도.
도 7은 본 발명의 대표적인 실시예에 따른 잉크젯 기록 장치의 제어 회로의 구성을 나타내는 블록도.
도 8은 본 발명의 대표적인 실시예에 따른 잉크 탱크와 기록 헤드가 일체적으로 형성된 헤드 카트리지의 구성을 나타내는 외관 사시도.
도 9는 종래의 레벨 변환기 부분의 상세 구성을 나타내는 등가 회로도.
도 10은 종래의 잉크젯 기록 헤드용 소자 기판을 설명하기 위한 도면.
도 11은 도 1a에 있어서의 인접하는 2개의 세그먼트의 배치와 수직 방향의 위치 관계를 나타낸 도면.
도 12는 종래의 소자 기판에 있어서의 인접하는 2개의 세그먼트의 배치와 수직 방향의 위치 관계를 나타낸 도면.
도 13은 종래의 소자 기판에 있어서의 인접하는 2개의 세그먼트의 배치와 수직 방향의 위치 관계를 나타낸 도면.
도 14는 도 1a에 있어서의 인접하는 2개의 세그먼트에 관한 회로를 나타내는 회로도.
도 15a 및 도 15b는 제2 실시예에 따른 잉크젯 기록 헤드용 소자 기판을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
115: 선택 신호 레벨 변환기
116: 레벨 변환기
117: 선택 회로
102: 잉크 공급 포트
141: 토출구
140: 감광성 수지
206a, 206b: 히터

Claims (13)

  1. 복수의 전기-열 변환 소자(electrothermal transducer)와, 상기 복수의 전기-열 변환 소자를 구동하기 위해 복수의 전기-열 변환 소자에 대응하여 제공되는 복수의 스위칭 소자를 갖는 기록 헤드(printhead)용 소자 기판으로서,
    상기 복수의 전기-열 변환 소자를 복수의 블록들로 분할하고, 상기 블록들을 선택적으로 시분할 구동하기 위한 블록 선택 신호(block enable signal) 및 기록 데이터 신호(print data signal)를 수신하고, 구동 신호를 출력하는 전기-열 변환 소자 선택 회로;
    인접한 전기-열 변환 소자들에 대응하는 복수의 스위칭 소자군에 대해 제공되며, 입력된 구동 신호를 승압하는 레벨 변환기(level converter); 및
    상기 레벨 변환기로부터 출력된 상기 구동 신호의 공급 목적지(supply destination)를, 외부로부터 입력된 선택 신호에 기초하여 인접한 스위칭 소자들 중에서 선택하는 선택 회로
    를 포함하는 소자 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 블록 선택 신호를 생성하는 시분할 선택 회로를 더 포함하는 소자 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    잉크를 공급하기 위한 잉크 공급 포트를 더 포함하며,
    상기 복수의 전기-열 변환 소자는 상기 잉크 공급 포트를 따라 배열되며,
    상기 레벨 변환기는 상기 전기-열 변환 소자들의 어레이를 따라 배열되는 소자 기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외부로부터 입력된 선택 신호를 승압하는 선택 신호 레벨 변환기를 더 포함하며,
    상기 승압 선택 신호(stepped up selection signal)는 상기 선택 회로에 공급되는 소자 기판.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 기록 데이터 신호 및 상기 블록 선택 신호의 배선(wiring)들은 상기 잉크 공급 포트의 종방향에 따른 방향으로 배열되는 소자 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소자 기판은 잉크젯 기록 헤드용인 소자 기판.
  7. 복수의 전기-열 변환 소자와, 상기 복수의 전기-열 변환 소자를 구동하기 위해 복수의 전기-열 변환 소자에 대응하여 제공되는 복수의 스위칭 소자를 구비한 소자 기판을 갖는 기록 헤드로서,
    상기 소자 기판은,
    상기 복수의 전기-열 변환 소자를 복수의 블록들로 분할하고, 상기 블록들을 선택적으로 시분할 구동하기 위한 블록 선택 신호 및 기록 데이터 신호를 수신하고, 구동 신호를 출력하는 전기-열 변환 소자 선택 회로;
    인접한 전기-열 변환 소자들에 대응하는 복수의 스위칭 소자군에 대해 제공되며, 입력된 구동 신호를 승압하는 레벨 변환기; 및
    상기 레벨 변환기로부터 출력된 상기 구동 신호의 공급 목적지를, 외부로부터 입력된 선택 신호에 기초하여 인접한 스위칭 소자들 중에서 선택하는 선택 회로
    를 포함하는 기록 헤드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 소자 기판은, 상기 블록 선택 신호를 생성하는 시분할 선택 회로를 더 포함하는 기록 헤드.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 소자 기판은 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급 포트를 더 포함하며,
    상기 복수의 전기-열 변환 소자는 상기 잉크 공급 포트를 따라 배열되며,
    상기 레벨 변환기는 상기 전기-열 변환 소자들의 어레이를 따라 배열되는 기록 헤드.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 소자 기판은 상기 외부로부터 입력된 선택 신호를 승압하는 선택 신호 레벨 변환기를 더 포함하며,
    상기 승압 선택 신호는 상기 선택 회로에 공급되는 기록 헤드.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 소자 기판은, 상기 기록 데이터 신호 및 상기 블록 선택 신호의 배선(wiring)들이 상기 잉크 공급 포트의 종방향에 따른 방향으로 배열되는 기록 헤드.
  12. 복수의 전기-열 변환 소자와, 상기 복수의 전기-열 변환 소자를 구동하기 위해 복수의 전기-열 변환 소자에 대응하여 제공되는 복수의 스위칭 소자를 구비한 소자 기판을 포함하는 기록 헤드와, 잉크를 포함하는 잉크 탱크를 갖는 헤드 카트리지로서,
    상기 소자 기판은,
    상기 복수의 전기-열 변환 소자를 복수의 블록들로 분할하고, 상기 블록들을 선택적으로 시분할 구동하기 위한 블록 선택 신호 및 기록 데이터 신호를 수신하고, 구동 신호를 출력하는 전기-열 변환 소자 선택 회로;
    인접한 전기-열 변환 소자들에 대응하는 복수의 스위칭 소자군에 대해 제공되며, 입력된 구동 신호를 승압하는 레벨 변환기; 및
    상기 레벨 변환기로부터 출력된 상기 구동 신호의 공급 목적지를 외부로부터 입력된 선택 신호에 기초하여 인접한 스위칭 소자들 중에서 선택하는 선택 회로
    를 포함하는 헤드 카트리지.
  13. 복수의 전기-열 변환 소자와, 상기 복수의 전기-열 변환 소자를 구동하기 위해 복수의 전기-열 변환 소자에 대응하여 제공되는 복수의 스위칭 소자를 구비한 소자 기판을 포함하는 기록 헤드를 갖는 기록 장치로서,
    상기 소자 기판은,
    상기 복수의 전기-열 변환 소자를 복수의 블록들로 분할하고, 상기 블록들을 선택적으로 시분할 구동하기 위한 블록 선택 신호 및 기록 데이터 신호를 수신하고, 구동 신호를 출력하는 전기-열 변환 소자 선택 회로;
    인접한 전기-열 변환 소자들에 대응하는 복수의 스위칭 소자군에 대해 제공되며, 입력된 구동 신호를 승압하는 레벨 변환기; 및
    상기 레벨 변환기로부터 출력된 상기 구동 신호의 공급 목적지를, 외부로부터 입력된 선택 신호에 기초하여 인접한 스위칭 소자들 중에서 선택하는 선택 회로
    를 포함하는 기록 장치.
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