KR20060011323A - 잉크젯 프린터의 프린트 헤드 구동 장치 및 이에 적합한반도체 회로 기판 - Google Patents

잉크젯 프린터의 프린트 헤드 구동 장치 및 이에 적합한반도체 회로 기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프린트 헤드 구동 장치가 구현되는 반도체 회로 기판의 집적도를 높일 수 있는 프린트 헤드 구동 장치 및 이에 적합한 반도체 회로 기판에 관한 것이다.
본 발명에 따른 프린트 헤드 구동 장치는 프린트 헤드에 구비된 복수의 노즐들 각각을 선택 및 구동하기 위한 선택부; 상기 프린트 헤드에서 동시에 토출될 수 있는 복수의 노즐들로 구성되는 그룹들 중의 하나를 선택하기 위한 직렬 프리미티브 신호를 입력하여 병렬 신호로 변환하여 상기 선택부에 제공하는 어드레스 신호 입력부; 및 상기 어드레스 신호 입력부에 의해 선택된 그룹 내에서 토출될 노즐을 선택하기 위한 직렬 어드레스 신호를 입력하여 병렬 신호로 변환하여 상기 선택부에 제공하는 프리미티브 신호 입력부를 포함하며, 상기 프리미티브 신호 입력부는 각각의 그룹별로 설치되는 1비트 단위의 시프트 레지스터 n개가 직렬로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 프린트 헤드 구동 장치는 프린트 헤드 구동 장치가 구현되는 기판상에서 선택 신호를 전달하기 위한 배선의 수를 줄여서 고밀도의 배치를 가능하게 하는 효과를 가진다.

Description

잉크젯 프린터의 프린트 헤드 구동 장치 및 이에 적합한 반도체 회로 기판{Print head driver of inkjet printer and semiconductor circuit board therefor}
도 1은 일반적인 잉크젯 프린터의 구성을 보이는 블록도이다.
도 2는 일반적인 프린트 헤드의 외관을 보이는 것이다.
도 3은 일반적인 노즐 구동기의 구성을 보이는 것이다.
도 4는 종래의 프린트 헤드 구동 장치의 구성을 보이는 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 장치에 인가되는 신호들을 보이는 타이밍도이다.
도 6은 도 4에 도시된 바의 프린트 헤드 구동 장치가 배치된 반도체 회로 기판의 예를 보이는 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 프린트 헤드 구동 장치의 일 실시예의 구성을 보이는 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 반도체 회로 기판의 일 실시예를 보이는 것으로서 도 7에 도시된 바의 프린트 구동 장치가 배치된 예를 보이는 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 프린트 헤드 구동 장치의 다른 실시예의 구성을 보이는 블록도이다.
도 10은 본 발명에 따른 반도체 회로 기판의 다른 실시예를 보이는 것으로서 도 9에 도시된 바의 프린트 구동 장치가 배치된 예를 보이는 것이다.
본 발명은 잉크젯 프린터의 프린트 헤드 구동 장치에 관한 것으로서 특히, 프린트 헤드 구동 장치가 구현되는 반도체 회로 기판의 집적도를 높일 수 있는 프린트 헤드 구동 장치 및 이에 적합한 반도체 회로 기판에 관한 것이다.
프린터는 컴퓨터가 처리한 결과를 확인, 보관, 전달하기 위한 문서 형태로 출력하는 가장 보편화된 수단으로 복합기, 팩시밀리, 전자식 금전 등록기, 현금 자동 인출기 등의 기본적인 구성요소가 되고 있다.
현재까지 데이지휠(daisy wheel) 프린터, 도트 핀(dot pin) 프린터, 잉크젯(ink jet) 프린터, 레이저 프린터 등이 개발되어 있으며, 특히 잉크젯 프린터와 레이저 프린터가 보급기종에서 주종을 이루고 있다.
잉크젯 프린터의 기본 동작 원리는 가느다란 관으로 된 노즐을 구비하는 챔버에 잉크를 채운 뒤 짧은 시간에 챔버를 팽창시켜 노즐을 통해 잉크 방울을 분사하는 것이다.
잉크젯 프린터는 크게 압전(piezoelectric) 방식과 가열(thermal) 방식으로 구분할 수 있다. 압전 방식은 노즐이 있는 챔버 위에 부착된 압전 물질의 진동운동이 액츄에이터(actuator)로서 작용하여 압축, 팽창 작용으로 잉크를 분사하는 원리이다. 한편, 가열 방식은 저항을 갖는 박막 히터에 전기를 인가하여 순간적으로 생 성되는 기포(bubble)가 액츄에이터로서 작용하여 잉크를 분사한다.
가열 방식의 잉크젯 헤드에서의 잉크 분사 원리는 다음과 같다. 실리콘 기판 위에 보호막과 접촉하는 박막 히터에 전류가 흐르면 전기저항 때문에 순간적으로 약 500℃ 정도의 열이 발생한다. 발생된 열은 헤드의 보호막 안에 있는 잉크에 전달되어 잉크를 비등점까지 가열시킨다. 잉크의 비등에 의해 기포가 발생한다. 발생된 기포의 압력에 의한 구동력으로 잉크가 노즐을 통하여 분사된다. 잉크가 분사된 후 전류는 더 이상 흐르지 않기 때문에 잉크가 냉각되어 기포는 점차 소멸하게 되며 소멸되는 과정 중에 모세관 현상 및 잉크 챔버와 대기압과의 압력 차이로 인해 다시 잉크 챔버에 잉크가 채워진다.
도 1은 일반적인 잉크젯 프린터의 구성을 보이는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 잉크젯 프린터(100)는 호스트 컴퓨터(200)로부터 인쇄 데이터 및 제어 명령이 전송되는 인터페이스(110), 사용자에 의해 선택 명령이 입력되는 입력부(130), 전체 구동 및 제어를 위한 프로그램 및 인쇄 데이터를 저장하기 위한 저장부(150), 인쇄 동작을 수행하는 인쇄부(170), 용지를 이송시키는 용지 이송부(140), 인쇄부(170)를 이송시키는 카트리지 이송부(160), 그리고 전체 시스템을 제어하는 컨트롤러(190)를 구비한다. 인쇄부(170)는 프린트 헤드 구동 장치(171) 및 프린트 헤드(173)를 구비한다. 인쇄부(170)는 반도체 회로 기판상에 구현되며, 이 반도체 회로 기판은 카트리지 상에 설치된다. 따라서, 반도체 회로 기판의 집적도를 높일수록 카트리지의 크기를 작게 할 수 있어서 프린터 설계에 도움이 된다.
도 2는 일반적인 프린트 헤드의 외관을 보이는 것이다. 도 2에 도시된 프린 트 헤드(200)에 있어서, 소자 기판(202)의 밑 혹은 외부에 잉크 탱크(미도시)가 위치한다. 잉크는 잉크 탱크로부터 잉크 공급로(204) 및 유로(206)를 통하여 가열 소자(208)의 상부까지 적셔진다. 전류를 인가하여 순간적으로 잉크의 비등점까지 가열 소자(208)를 가열하면 잉크가 비등하여 기포가 발생한다. 발생된 기포의 압력에 의해 잉크가 노즐(210)을 통하여 토출된다. 프린트 헤드에 있어서, 가열 소자(208), 노즐(210), 가열 소자에 인가되는 구동 전원을 스위칭하는 트랜지스터(또는 FET) 등은 반도체 공정을 통하여 만들어진다.
잉크젯 프린터에 있어서 프린트 헤드는 대개 종이와 같은 인쇄 매체를 가로질러 앞뒤로 이동되는 캐리지(카트리지)에 장착된다. 프린트 헤드가 인쇄 매체를 가로질러 이동될 때, 제어 장치는 인쇄 매체 상에 이미지 및 텍스트 문자를 형성하기 위해 잉크 방울을 분사하도록 프린트 헤드 내의 다수의 노즐 구동기들 각각을 선택적으로 구동한다. 노즐을 통하여 잉크가 토출된 후에는 프린트 헤드와 연결되어 있거나 또는 프린트 헤드로부터 떨어져 있는 잉크 탱크로부터 잉크 공급로 및 유로를 통하여 잉크가 재충전된다.
노즐 구동기들은 프린트 헤드에 구비된 노즐들의 개수만큼 설치되며 선택적으로 활성화된다. 일반적으로 프린트 헤드에 있어서 노즐들은 도 2에 도시된 바와 같이 2차원 행렬 형태로 배열되며, 논리적인 몇 개의 그룹들로 분할되어 구동된다. 따라서, 노즐 구동기들 중의 하나는 그룹 선택을 위한 신호와 그룹내 선택을 위한 신호에 의해 각각 개별적으로 지정될 수 있다.
도 3은 일반적인 노즐 구동기의 구성을 보이는 것이다. 노즐 구동기(300)는 구동 전원 (Vph)과 그라운드 사이에 접속된 가열 소자(302)를 포함한다. 가열소자(302)는 구동 전원과 그라운드 사이에서 트랜지스터(304)와 직렬로 접속되어 있다. 트랜지스터(304)는 노즐 구동기(300)를 선택하기 위한 선택 장치인 앤드 게이트(310)에 의해 선택적으로 활성화된다. 앤드 게이트(310)는 두 개의 입력(P_DATA, ADDR_DATA) 신호에 의해 구동된다. 여기서, P_DATA는 그룹을 지정하기 위한 프리미티브 신호(primitive signal)이고, ADDR_DATA는 그룹 내의 어드레스를 지정하기 위한 어드레스 신호(address signal)이다. 일반적으로 가열 소자(302)는 저항 가열 소자이고 트랜지스터(304)는 NMOS 트랜지스터와 같은 전계 효과 트랜지스터(FET)이다.
프린트 헤드에는 도 3에 도시된 바와 같은 노즐 구동기들이 노즐의 개수만큼 구비되어 있고, 가열 소자(302)는 잉크를 가열할 수 있도록 노즐에 인접하여(통상 노즐의 저면)에 설치된다. 노즐들이 2차원 배열 형태로 구성되는 것에 맞추어 혹은 공정의 편의상 가열 소자(302) 및 가열 소자(302)마다 설치되는 트랜지스터(304)들은 어레이를 이루도록 제작된다. 설명의 편의를 위하여 트랜지스터(304)들의 어레이를 트랜지스터 어레이, 하나의 가열 소자 및 이에 대응하는 트랜지스터로 구성되는 것을 노즐 구동기, 그리고 노즐 구동기의 어레이를 노즐 구동부 라 칭하기로 한다. 즉, 노즐 구동부는 회로적 관점에서는 복수의 노즐 구동기로 구성되며, 형태상의 관점에서는 트랜지스터 어레이 및 가열 소자들의 어레이로 구성된다.
도 4는 종래의 프린트 헤드 구동 장치의 구성을 보이는 블록도이다.
도 4에 도시된 장치는 노즐 구동부(410)에 구비되는 복수의 노즐 구동기들 각각을 선택 및 구동하기 위한 선택부(420), 프린트 헤드에 있어서 동시에 토출될 수 있는 m개의 노즐들로 구성되는 파이어 그룹(fire group)들 중의 하나를 선택하기 위한 파이어 그룹 선택 신호(본 발명에 있어서의 프리미티브 신호)를 입력하는 프리미티브 신호 입력부(430), 프리미티브 신호에 의해 선택된 그룹 내에서 토출될 노즐을 선택하기 위한 그룹내 선택 신호(본 발명에 있어서의 어드레스 신호)를 입력하는 어드레스 신호 입력부(440)을 구비한다.
프리미티브 신호 입력부(430)는 n비트 직렬 프리미티브 신호를 입력하는 n비트 시프트 레지스터(432) 및 n비트 시프트 레지스터(432)에 저장된 n비트 어드레스 신호를 래치하는 n비트 래치(434)를 구비한다.
한편, 어드레스 신호 입력부(440)는 m비트 직렬 어드레스 신호를 입력하는 m비트 시프트 레지스터(442) 및 m비트 시프트 레지스터(442)에 저장된 m비트 어드레스 신호를 래치하는 m비트 래치(444)를 포함한다.
선택부(420)는 각각의 노즐 구동기에 상응하는 복수의 선택기(본 발명의 앤드 게이트)들을 구비한다.
잉크를 분사할 노즐을 선택하기 위하여 프리미티브 신호(P_DATA) 및 어드레스 신호(ADDR_DATA)가 제공된다. 예컨대 nxm개의 노즐을 갖는 프린트 헤드일 경우 프리미티브 신호(P_DATA)는 m개의 노즐을 한번에 동시에 토출시킬 수 있는 n개의 파이어 그룹들(fire groups, P1 ~ Pn)을 선택하기 위한 신호이고, 어드레스 신호(ADDR_DATA)는 각 파이어 그룹(P1 ~ Pn)내의 m개의 노즐 중 잉크를 토출시킬 노즐에 해당하는 노즐 구동기를 선택하기 위한 신호이다. 예를 들어, 도 4에 있어서 n 비트 래치(434)의 첫 번째 신호에 의해 선택되는 1 ~ M의 앤드게이트들에 해당하는 노즐들이 하나의 파이어 그룹(P1)이 되고, 이 파이어 그룹 내에서 m비트 래치(444)에서 출력되는 신호에 의해 선택되는 노즐에서 잉크가 분사된다.
프리미티브 신호(P_DATA) 및 어드레스 신호(ADDR_DATA)가 각각 10bit로 구성된다면, 파이어 그룹들은 프리미티브 신호(P_DATA)의 비트수에 대응되어 10개(P1 ~ P10)로 구성되며, 각각의 파이어 그룹(P1 ~ P10)에서 한번에 동시에 잉크를 토출할 수 있는 노즐들의 수는 어드레스 신호(ADDR_DATA)의 비트수에 대응되어 10개(A1 ~ A10)가 된다. 즉, 프린트 헤드의 전체 노즐의 개수는 10x10=100개가 된다.
도 5은 도 4에 도시된 장치에 인가되는 신호들을 보이는 타이밍도이다.
직렬 데이터 신호들인 어드레스 신호(ADDR1) 및 프리미티브 신호(P_DATA1)는 클럭 신호(CLOCK)에 동기를 맞추어 비트 시프트 레지스터들(442, 432) 각각에 시프트되어 저장된다.
m비트의 어드레스 신호(ADDR1) 및 n비트의 프리미티브 신호(DATA1)가 모두 입력되면, 로드 신호(LOAD)가 입력된다. 로드 신호(LOAD)에 의해 트리거되어 래치들(444, 434)이 m비트의 어드레스 신호(ADDR1) 및 b비트의 프리미티브 신호(DATA1)들을 각각 래치한다.
래치들(444, 434)에 의해 래치된 m비트의 어드레스 신호(ADDR1) 및 n비트의 프리미티브 신호(DATA1)들은 선택부(420)의 앤드 게이트들에 제공된다.
그 후, 도 2의 컨트롤러(290)로부터 가열 소자를 가열시켜 잉크를 토출시키기 위한 파이어 스트로브(fire strobe) 신호(STRB_1)가 입력되고, m비트의 어드레 스 신호(ADDR1) 및 n비트의 프리미티브 신호(DATA1)들에 의해 선택된 앤드 게이트 및 헤드 구동기가 동작하여 선택된 개별 헤드가 잉크를 토출시킨다.
한편, 파이어 스트로브(fire strobe) 신호에 동기하여 다음 어드레스 신호(ADDR2) 및 프리미티브 신호(DATA2)가 입력된다.
리셋 신호(RESET)는 어드레스 신호 입력부(440)의 m비트 시프트 레지스터(442) 및 m비트 래치(444), 그리고 프리미티브 신호 입력부(430)의 n비트 시프트 레지스터(432) 및 n비트 시프트 레지스터(434)를 클리어시키기 위한 것이다.
로드 신호(LOAD)가 입력되어야 선택부(420)의 앤드 게이트에 어드레스 신호(ADDR)에 상당하는 선택 신호 및 프리미티브 신호(DATA)에 상당하는 선택 신호가 인가되므로 첫 번째 스트로브 신호(STRB1)에 의해 구동되는 노즐은 ADDR1에 의해 지정된 파이어 그룹의 DATA1에 해당하는 노즐이 되고, 두 번째 스트로브 신호(STRB2)에 구동되는 노즐은 ADDR2에 의해 지정된 파이어 그룹의 DATA2에 해당하는 노즐이 된다.
도 6은 도 4에 도시된 바의 프린트 헤드 구동 장치가 배치된 반도체 회로 기판의 예를 보이는 것이다. 도 6을 참조하면, 반도체 회로 기판(600)의 중앙부분에는 도 2에 도시된 바와 같은 프린트 헤드가 배치되고, 그 주위에는 도 4에 도시된 바와 같은 프린트 헤드 구동 장치가 배치된다.
반도체 회로 기판(600) 상의 내부 로직과 외부 장치와의 전기적 연결을 위한 패드(602, 604)들이 반도체 회로 기판(600)의 좌우측에 위치하고, 어드레스 신호(ADDR)를 위한 시프트 레지스터(606)와 래치(608)가 기판의 좌측에서 패드(602)의 옆에 위치하고, 프리미티브 신호(P_DATA)를 위한 시프트 레지스터(610) 및 래치(612)가 반도체 회로 기판(600)의 우측에서 패드(604)의 옆에 위치한다.
한편, 잉크 공급로(614)가 반도체 회로 기판(600)의 중앙에서 가로 방향으로 배치되고, 잉크 공급로(614)의 상하측에 노즐들(616, 618)이 배치된다. mxn의 논리적 배치와 실제의 배치가 다른 것에 유의하여야 한다. 상하측의 노즐들(616, 618) 각각의 상측 혹은 하측에는 트랜지스터 어레이(620, 622)들이 배치된다. 또한, 상하측의 트랜지스터 어레이들(520, 522) 각각의 상측 혹은 하측에는 선택부들(624, 626)이 배치된다. 여기서, 상하측의 트랜지스터 어레이들(620, 622) 파이어 그룹의 개수에 따라 P1 ~ P22의 그룹으로 분할되어 있다.
또한, 반도체 회로 기판(600)의 최상측 및 최하측에는 프리미티브 신호(P_DATA)에 상응하는 선택 신호를 위한 버스(628)와 어드레스 신호(ADDR)에 상응하는 선택 신호를 위한 배선(630)들이 배치된다. 이때, 프리미티브 신호(P_DATA)에 상응하는 선택 신호를 위한 버스(628)는 n비트에 상응하는 n개의 배선들을 포함하며 상하측으로 n/2개의 배선들이 포선되고, 어드레스 신호(ADDR)에 상응하는 선택 신호를 위한 버스(630)는 m비트에 상응하는 m개의 배선들을 포함하며 상하측으로 m개씩의 배선들이 포선된다.
도 6에 도시된 반도체 회로 기판에 있어서, 동시에 토출 가능한 m개의 노즐들로 구성되며 프리미티브 신호(P_DATA)에 의해 선택되는 프리미티브 그룹들(P1 ~ P22)은 잉크 공급로(614)를 중심으로 상하부에 각각 11개로 구성되어 있으며, 어드레스 신호의 수에 따라 전체 구동 가능한 노즐의 수가 결정된다. 예를 들어 어드레 스 신호의 비트수가 10개이면 최대 220개(22x10)까지의 노즐들을 구동할 수 있다.
도 6을 참조하면 종래의 반도체 회로 기판에 있어서는 어드레스 신호(ADDR)및 프리미티브 신호(P_DATA)를 위한 시프트 레지스터들(606, 610) 및 래치들(608, 612)이 각각 반도체 회로 기판(600)의 좌우측에 별도로 위치하고, 버스들(628, 630)을 통하여 선택 신호가 선택부들(624, 626)로 전달되고 있다. 구체적으로 어드레스 신호(ADDR) 및 프리미티브 신호(P_DATA)를 위한 시프트 레지스터들(606, 610) 및 래치들(608, 612)이 모든 그룹들에 의해 공용되고 있으며 그 결과 모든 그룹들에 대해 선택 신호를 제공할 수 있도록 (프리미티브 신호의 비트수 n)/2 + 어드레스 신호의 비트수 m 만큼의 배선들이 반도체 회로 기판(600)의 상하측에 마련되어야 한다.
즉, 도 6에 도시된 반도체 회로 기판의 경우 선택 신호의 전달을 위한 (프리미티브 신호의 비트수 n)/2 + 어드레스 신호의 비트수 m 만큼의 배선들을 위한 많은 스페이스가 필요하다.
즉, 종래의 반도체 회로 기판은 좌우에 프리미티브 신호 및 어드레스 신호를 처리하기 위한 시프트 레지스터 및 래치, 그리고 래치에서 발생되는 선택 신호들을 전달하기 위한 버스들을 배치시키기 위한 많은 스페이스를 요구하므로 공간 이용의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 반도체 회로 기판의 집적도를 높일 수 있는 프린트 헤드 구동 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 프린트 헤드 구동 장치에 적합한 반도체 회로 기판을 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 프린트 헤드 구동 장치는
잉크젯 프린터의 프린트 헤드 구동 장치에 있어서,
상기 프린트 헤드에 구비된 복수의 노즐들 각각을 선택 및 구동하기 위한 선택부;
상기 프린트 헤드에서 동시에 토출될 수 있는 복수의 노즐들로 구성되는 그룹들 중의 하나를 선택하기 위한 직렬 프리미티브 신호를 입력하여 병렬 신호로 변환하여 상기 선택부에 제공하는 어드레스 신호 입력부; 및
상기 어드레스 신호 입력부에 의해 선택된 그룹 내에서 토출될 노즐을 선택하기 위한 직렬 어드레스 신호를 입력하여 병렬 신호로 변환하여 상기 선택부에 제공하는 프리미티브 신호 입력부를 포함하며,
여기서, 상기 프리미티브 신호 입력부는 각각의 그룹별로 설치되는 1비트 단위의 시프트 레지스터 n개가 직렬로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 어드레스 신호 입력부도 1비트 단위의 시프트 레지스트 m개가 직렬로 연결되어 구성되는 것이 바람직하다.
상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 반도체 회로 기판은
잉크젯 프린터의 프린트 헤드 구동 장치가 설치되는 반도체 회로 기판에 있어서,
상기 반도체 회로 기판의 중앙부에 위치하며 복수의 노즐들을 구비하는 프린트 헤드;
상기 반도체 회로 기판의 가장자리에 위치되며, 외부 장치와의 전기적 신호를 연결하기 위한 복수의 패드들;
상기 프린트 헤드에 인접하여 설치되며, 상기 프린트 헤드의 복수의 노즐들 각각을 선택적으로 구동하기 위한 선택 신호를 입력하는 선택부; 및
상기 프린트 헤드에 인접하여 상기 선택부와 나란히 설치되며, 상기 프린트 헤드의 노들들 중에서 프리미티브 신호에 의해 동시에 구동될 수 있는 구성 단위인 그룹들의 개수만큼 구비되며, 상기 선택부에 그룹 선택 신호를 제공하기 위한 프리미티브 신호 입력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 프리미티브 신호 입력부는 1비트 단위의 시프트 레지스터들이 직렬로 연결된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 프린트 헤드에 인접하여 상기 선택부와 나란히 설치되며, 상기 프리미티브 신호에 의해 선택된 그룹 내에서 선택될 노즐을 지정하는 어드레스 신호의 비트수만큼 구비되며, 상기 선택부에 그룹내 선택 신호를 제공하기 위한 어드레스 신호 입력부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 프린트 헤드 구동 장치의 일 실시예의 구성을 보이는 블록도이다. 도 7에 도시된 장치는 도 4에 도시된 장치에 비해 프리미티브 신호를 위한 n비트 시프트 레지스터 및 n비트 래치를 1비트 단위로 나누어 구성한 것을 특 징으로 한다.
도 7을 참조하면, 노즐 구동부(710)에 구비되는 복수의 노즐 구동기들 각각을 선택 및 구동하기 위한 선택부(720), 프린트 헤드에 있어서 동시에 토출될 수 있는 m개의 노즐들로 구성되는 파이어 그룹(fire group)들 중의 하나를 선택하기 위한 프리미티브 신호를 입력하는 프리미티브 신호 입력부(730), 프리미티브 신호에 의해 선택된 파이어 그룹 내에서 토출될 노즐을 선택하기 위한 어드레스 신호를 입력하는 어드레스 신호 입력부(740)를 구비한다.
어드레스 신호 입력부(740)는 m비트 직렬 어드레스 신호를 입력하는 m비트 시프트 레지스터(742) 및 m비트 시프트 레지스터(742)에 저장된 m비트 어드레스 신호를 래치하는 m비트 래치(744)를 구비한다.
한편, 프리미티브 신호 입력부(730)는 각각이 1비트의 프리미티브 신호를 입력하며 직렬로 연결된 n개의 시프트 레지스터들(732_1 ~ 734_n)들 및 n개의 시프트 레지스터들(732_1 ~ 734_n)들에 대응하는 n개의 1비트 래치들(744_1 ~ 744_n)로 구성된다.
도 7에 도시된 장치는 도 4에 도시된 종래의 장치에 비해 달리 프리미티브 신호를 위한 시프트 레지스터 및 래치를 1비트 단위로 분할하여 그룹별로 설치하는 것을 특징으로 하고 있다.
각 그룹별로 1비트의 시프트 레지스터 및 래치들을 별도로 설치함으로써 얻을 수 있는 잇점들은 다음과 같다.
1) 기판 상에서의 배치에 있어서 각 그룹의 시프트 레지스터및 래치들(730_1 ~ 730_n)을 트랜지스터 어레이(624, 626)들에 인접하여 설치할 수 있기 때문에 프리미티브 신호에 상당하는 선택 신호들을 위한 배선의 수를 줄일 수 있다.
구체적으로 도 6에 도시된 반도체 회로 기판(600)에 있어서는 프리미티브 신호에 상당하는 선택 신호를 선택부(420)까지 전달하기 위하여 래치(434)로부터 선택부(420)까지 n/2개의 배선이 필요하다. 이에 비해 본원 발명의 장치에서는 각 그룹의 시프트 레지스터들(730_1 ~ 730_n)을 직렬로 연결함에 의해 프리미티브 신호를 전달할 수 있다.
2) 1)에서 감소된 배선에 의해 절약된 공간을 각 그룹의 시프트 레지스터 및 래치들(730_1 ~ 730_n)을 배치하기위해 사용할 수 있다. 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이 프리미티브 신호에 상당하는 선택 신호를 선택부(620)에 전달하기 위한 m개의 배선이 1개로 줄어들며, 이로 인하여 절약된 스페이스에 각 그룹의 시프트 레지스터 및 래치들(730_1 ~ 730_n)을 배치할 수 있다. 그 결과 도 6에 도시된 바와 같은 반도체 회로 기판(600)의 좌측에 설치되는 프리미티브 데이터 시프트 레지스터 및 래치를 위한 공간(610, 612)을 생략할 수 있기 때문에 기판의 면적이 작아지게 된다.
도 8은 도 7에 도시된 프린트 구동 회로에 상응하는 본 발명에 따른 반도체 회로 기판의 일 실시예를 보이는 것이다. 도 8을 참조하면, 반도체 회로 기판(800) 상의 내부 로직과 외부 장치와의 전기적 연결을 위한 패드(802, 804)들이 반도체 회로 기판(800)의 좌우측에 위치하고, 어드레스 신호를 위한 시프트 레지스터(810) 및 래치(812)가 반도체 회로 기판(800)의 좌측에서 패드(802)의 옆에 위치한다.
한편, 잉크 공급로(814)가 반도체 회로 기판(800)의 중앙에서 가로 방향으로 배치되고, 잉크 공급로(814)의 상하측에 노즐들(816, 818)이 배치된다. 상하측의 노즐들(816, 818) 각각의 상측 혹은 하측에는 트랜지스터 어레이(820, 822)들이 배치된다. 또한, 상하측의 트랜지스터 어레이들(820, 822) 각각의 상측 혹은 하측에는 선택부 (824, 826)이 배치된다.
또한, 반도체 회로 기판(800)의 최상측 및 최하측에는 어드레스 신호를 위한 버스(828)가 배치된다. 이때, 어드레스 신호를 위한 버스(828)는 n비트에 상응하는 n개의 배선들을 포함하며 상하측으로 n개의 배선들이 포선된다.
프리미티브 신호를 위한 프리미티브 신호 입력부들(806, 808)이 트랜지스터 어레이(820, 822)의 상하측에 각각 설치된다. 여기서, 도 7에 도시된 각 그룹의 프리미티브 신호 입력부들(730_1 ~ 730_n)은 도 8의 프리미티브 신호 입력부(824, 826)의 자리에 배치된다. 이와 같이 배치할 수 있는 이유는 종래의 기판에 비해 프리미티브 신호를 전달하기 위한 배선이 n/2개에서 1개로 줄어들며, 도 8에 도시된 바와 같이 줄어든 배선에 의해 만들어진 반도체 회로 기판(800) 상의 상하측 스페이스에 각 그룹의 시프트 레지스터 및 래치들(730_1 ~ 730_n)을 설치할 수 있기 때문이다.
도 9는 본 발명에 따른 프린트 구동 장치의 다른 실시예를 보이는 블록도이다. 도 9에 도시된 장치는 도 7에 도시된 장치에 비해 프리미티브 신호를 위한 n비트 시프트 레지스터 및 n비트 래치를 1비트 단위로 나누어 구성한 것 이외에도 어드레스 신호를 위한 m비트 시프트 레지스터 및 m비트 래치도 1비트 단위로 나누어 구성한 것을 특징으로 한다.
도 9를 참조하면, 노즐 구동부(910)에 구비된 복수의 노즐 구동기들 각각을 선택 및 구동하기 위한 복수의 앤드 게이트들로 구성되는 선택부(920), 동시에 토출될 수 있는 m개의 개별 헤드들로 구성되는 파이어 그룹들 중의 하나를 선택하기 위한 어드레스 신호를 입력하는 어드레스 신호 입력부(940), 그룹별로 설치되며 어드레스 신호에 의해 선택된 파이어 그룹 내에서 토출될 개별 헤드를 선택하기 위한 프리미티브 신호를 입력하는 프리미티브 신호 입력부(930)들을 구비한다.
어드레스 신호 입력부(940)는 각각이 1비트의 어드레스 신호를 입력하며 직렬로 연결된 m개의 시프트 레지스터들(932_1 ~ 932_m)들 및 m개의 시프트 레지스터들(932_1 ~ 932_ m)에 대응하는 m개의 1비트 래치들(944_1 ~ 944_m)을 구비한다.
한편, 프리미티브 신호 입력부(730)는 각각이 1비트의 프리미티브 신호를 입력하며 직렬로 연결된 n개의 시프트 레지스터들(732_1 ~ 734_n) 및 n개의 시프트 레지스터들(732_1 ~ 734_n)들에 대응하는 n개의 1비트 래치들(744_1 ~ 744_n)로 구성된다.
도 10은 본 발명에 따른 반도체 회로 기판의 다른 실시예를 보이는 것으로서 도 9에 도시된 바의 프린트 구동 장치가 배치된 예를 보이는 것이다. 도 10을 참조하면, 반도체 회로 기판(1000) 상의 내부 로직과 외부 장치와의 전기적 연결을 위한 패드(1002, 1004)들이 반도체 회로 기판(1000)의 좌우측에 위치하고, 어드레스 신호를 위한 시프트 레지스터(1010) 및 래치(1012)가 반도체 회로 기판(1000)의 좌측에서 패드(1002)의 옆에 위치한다.
한편, 잉크 공급로(1014)가 반도체 회로 기판(1000)의 중앙에서 가로 방향으로 배치되고, 잉크 공급로(1014)의 상하측에 노즐들(1016, 1018)이 배치된다. 상하측의 노즐들(1016, 1018) 각각의 상측 혹은 하측에는 트랜지스터 어레이(1020, 1022)들이 배치된다. 또한, 상하측의 트랜지스터 어레이들(1020, 1022) 각각의 상측 혹은 하측에는 선택부(1024, 1026)이 배치된다.
또한, 반도체 회로 기판(1000)의 최상측 및 최하측에는 어드레스 신호를 위한 버스(1028)가 배치된다. 이때, 어드레스 신호를 위한 버스(1028)는 n비트에 상응하는 n개의 배선들을 포함하며 상하측으로 n개의 배선들이 포선된다.
프리미티브 신호를 위한 프리미티브 신호 입력부들(1006, 1008)이 트랜지스터 어레이(1020, 1022)의 상하측에 각각 설치된다. 또한, 기판(1000)의 최상측 및 최하측에는 어드레스 신호를 위한 버스(1028)와 더불어 프리미티브 신호를 위한 배선이 배치된다. 이때, 어드레스 신호를 위한 버스(1028)는 n비트에 상응하는 n개의 배선들을 포함하며, 상하측으로 m개씩 포선된다.
여기서, 도 9에 도시된 각 그룹의 프리미티브 신호 입력부들(930_1 ~ 930_n)은 도 8의 프리미티브 신호 입력부(1024, 1026)의 자리에 배치된다.
한편, 도 9에 도시된 각 그룹의 어드레스 신호 신호 입력부들(940_1 ~ 940_m)은 도 10의 어드레스 신호 입력부(1030, 1032)의 자리에 배치된다.
도 10에 도시된 반도체 회로 기판은 도 8에 도시된 것에 비해 상하측의 길이는 길어져도 좌우측의 길이는 짧아진다. 또한, 실질적으로 반도체 공정상에서 프리미티브 신호 입력부(1006, 1008)과 어드레스 신호 입력부(1030, 1032)의 공정이 유 사하므로 이들을 인접하여 배치함에 의해 상하측의 길이를 줄일 수 있다.
본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들이 설명되었지만 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 청구범위에서 청구되는 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명이 다양한 형태로 변형될 수 있음을 주지하여야 한다.
예를 들어, 도 6에 도시된 장치에서는 프리미티브 신호 입력부만이 그룹별로 별도로 설치되도록 하였지만, 어드레스 신호 입력부도 마찬가지로 배치할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 프린트 헤드 구동 장치는 노즐을 선택하기 위한 선택 신호를 발생하기 위한 시프트 레지스터 및 래치를 그룹별로 독립적으로 설계함으로해서 프린트 헤드 구동 장치가 구현되는 기판상에서 선택 신호를 전달하기 위한 배선의 수를 줄여서 고밀도의 배치를 가능하게 하는 효과를 가진다.

Claims (5)

  1. 잉크젯 프린터의 프린트 헤드 구동 장치에 있어서,
    상기 프린트 헤드에 구비된 복수의 노즐들 각각을 선택 및 구동하기 위한 선택부;
    상기 프린트 헤드에서 동시에 토출될 수 있는 복수의 노즐들로 구성되는 그룹들 중의 하나를 선택하기 위한 직렬 프리미티브 신호를 입력하여 병렬 신호로 변환하여 상기 선택부에 제공하는 어드레스 신호 입력부; 및
    상기 어드레스 신호 입력부에 의해 선택된 그룹 내에서 토출될 노즐을 선택하기 위한 직렬 어드레스 신호를 입력하여 병렬 신호로 변환하여 상기 선택부에 제공하는 프리미티브 신호 입력부를 포함하며,
    여기서, 상기 프리미티브 신호 입력부는 각각의 그룹별로 설치되는 1비트 단위의 시프트 레지스터 n개가 직렬로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어드레스 신호 입력부는 1비트 단위의 시프트 레지스트 m개가 직렬로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 프린트 헤드 구동 장치.
  3. 잉크젯 프린터의 프린트 헤드 구동 장치가 설치되는 반도체 회로 기판에 있어서,
    상기 반도체 회로 기판의 중앙부에 위치하며 복수의 노즐들을 구비하는 프린트 헤드;
    상기 반도체 회로 기판의 가장자리에 위치되며, 외부 장치와의 전기적 신호를 연결하기 위한 복수의 패드들;
    상기 프린트 헤드에 인접하여 설치되며, 상기 프린트 헤드의 복수의 노즐들 각각을 선택적으로 구동하기 위한 선택 신호를 입력하는 선택부; 및
    상기 프린트 헤드에 인접하여 상기 선택부와 나란히 설치되며, 상기 프린트 헤드의 노들들 중에서 프리미티브 신호에 의해 동시에 구동될 수 있는 구성 단위인 그룹들의 개수만큼 구비되며, 상기 선택부에 그룹 선택 신호를 제공하기 위한 프리미티브 신호 입력부를 포함하는 반도체 회로 기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프리미티브 신호 입력부는 1비트 단위의 시프트 레지스터들이 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 회로 기판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프린트 헤드에 인접하여 상기 선택부와 나란히 설치되며, 상기 프리미티브 신호에 의해 선택된 그룹 내에서 선택될 노즐을 지정하는 어드레스 신호의 비트수만큼 구비되며, 상기 선택부에 그룹내 선택 신호를 제공하기 위한 어드레스 신호 입력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 회로 기판.
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