KR20080008309A - 기록 헤드용 소자 기체 및 소자 기체를 갖는 기록 헤드 - Google Patents

기록 헤드용 소자 기체 및 소자 기체를 갖는 기록 헤드 Download PDF

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다쯔오 후루까와
마사따까 사꾸라이
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Abstract

본 발명은 기록 소자의 개수가 증가하며 소자 기체가 길어지더라도 전압 변환 회로로부터 안정된 전압을 공급하며 전체 소자 기체의 영역에서의 증가를 억제할 수 있게 한다. 기록 헤드를 위한 소자 기체는 복수개의 배열된 기록 소자와, 외부적으로 입력된 전압을 변환시키는 전압 변환 회로를 포함하고, 전압 변환 회로는 기준 전압 발생부 및 전압 변환부를 포함하고, 전압 변환부는 복수개의 분산 배열된 전압 변환 소자로부터 형성된다.
기록 헤드용 소자 기체, 기록 소자, 전압 변환 회로, 기준 전압 발생부, 전압 변환부, 전압 변환 소자

Description

기록 헤드용 소자 기체 및 소자 기체를 갖는 기록 헤드{ELEMENT BODY FOR RECORDING HEAD AND RECORDING HEAD HAVING ELEMENT BODY}
본 발명은 기록 헤드용 소자 기체(element body) 및 소자 기체를 갖는 기록 헤드에 관한 것으로, 특히 소정 방향으로 배열되며 소정 개수의 기록 소자에 의해 복수개의 그룹으로 분할되는 복수개의 기록 소자, 그리고 각각의 기록 소자를 구동시키는 구동 회로가 동일한 소자 기체 상에 배열되는 기록 헤드용 소자 기체의 레이아웃에 관한 것이다.
용지 또는 필름 등의 시트와 같은 기록 매체 상에 원하는 문자 또는 화상 등의 정보를 기록하는 기록 장치는 워드프로세서, 퍼스널 컴퓨터, 팩시밀리 장치 등을 위한 정보 출력 장치로서 알려져 있다. 낮은 비용 그리고 용이한 소형화 때문에, 이러한 기록 장치는 일반적으로 용지 등의 기록 매체의 반송 방향에 직각인 방향으로의 왕복 스캐닝 중 정보를 기록하는 연속 기록 방법을 널리 채용하고 있다.
기록 장치에서 사용되는 기록 헤드의 구조가 열 에너지를 사용하여 정보를 기록하는 잉크 제트 기록 방법을 따르는 기록 헤드를 예시함으로써 설명될 것이다. 잉크 제트 기록 헤드 내에, 발열 소자(발열기)가 잉크 액적을 토출하는 토출구(노 즐)와 연통하는 부분에 기록 소자로서 배열된다. 전류가 발열 소자로 공급되어 열을 발생시키며 잉크를 발포시키며 액적을 토출하고, 이것에 의해 정보를 기록한다. 이러한 기록 헤드는 고밀도로 많은 토출구 및 발열 소자(발열기)를 배열하는 것을 용이하게 하고, 고해상도로 기록된 화상을 얻을 수 있다.
종래의 잉크 제트 기록 방법에 따른 기록 헤드의 발열 소자(발열기) 및 그 구동 회로는 반도체 공정 기술을 사용하여 동일한 소자 기체 상에 형성된다(특허 참조 문헌 1).
도1은 발열기 및 그 구동 회로가 일체로 형성되는 기록 헤드를 위한 소자 기체(100)의 회로 블록 레이아웃의 예를 도시하고 있다. 도4는 소자 기체 상의 잉크 공급구의 일측 상에 배열된 회로를 개략적으로 도시하는 블록도이다. 도1에서와 동일한 도면 부호는 동일한 부품을 표시한다.
긴 잉크 공급구(101)가 소자 기체의 긴 측면(도1의 길이 방향)을 따라 소자 기체(100)의 거의 중심에 형성된다. 발열기 어레이(102), 발열기를 구동시키는 구동기 트랜지스터(103), 승압 회로(105), 고전압 논리 회로(104) 그리고 데이터 라인 및 디코더 라인(111)이 잉크 공급구(101)의 2개의 측면 상에 중심으로부터 외향으로 호칭된 순서로 대칭으로 배열된다. 전력 및 전기 신호를 외부적으로 공급하는 패드(109)가 소자 기체의 짧은 측면을 따라 소자 기체(100)의 2개의 상부 및 하부 단부에 배열된다. 시프트 레지스터(106) 및 래치(108)를 포함하는 회로가 각각의 패드(109)의 내부측 상에 배열된다. 디코더(107)가 시프트 레지스터 및 래치 회로(106, 108)의 내부측 상의 일측 상에 배열된다. 디코더(107)와 논리 회 로(104)까지의 소자가 잉크 공급구(101)로부터 배열되는 부분 사이에, 승압 회로(105)로 전력을 공급하는 전압 변환 회로(110)가 소자 기체의 짧은 측면을 따라 널리 배열된다.
도1에 도시된 레이아웃에서, 잉크 공급구(101)의 우측 상의 발열기 어레이(102), 구동기 트랜지스터(103), 승압 회로(105) 및 논리 회로(104)에 대응하는 패드(109)는 상부측 상에 배열된다. 잉크 공급구(101)의 우측 상의 전술된 소자에 대응하는 시프트 레지스터(106), 래치(108), 디코더(107) 및 전압 변환 회로(110)가 또한 상부측 상에 배열된다. 잉크 공급구(101)의 좌측 상의 발열기 어레이(102), 구동기 트랜지스터(103), 승압 회로(105) 및 논리 회로(104)에 대응하는 패드(109)는 하부측 상에 배열된다. 잉크 공급구(101)의 좌측 상의 전술된 소자에 대응하는 시프트 레지스터(106), 래치(108), 디코더(107) 및 전압 변환 회로(110)가 또한 하부측 상에 배열된다.
종래 기술에서의 발열기 어레이(102)는 도4에 도시된 바와 같이 M개의 그룹으로 분할된다. 각각의 신호는 도3에 도시된 바와 같은 타이밍에 도4의 회로로 입력된다. 클럭 신호(CLK)와 동기화된 데이터 신호(DATA)가 그룹을 나타내는 M-비트 데이터 그리고 그룹 내의 발열기를 나타내는 X-비트 데이터의 순서로 시프트 레지스터로 연속적으로 입력된다. 소정 비트의 데이터 신호(DATA)가 입력될 때, 데이터는 래치 신호(LT)가 낮은 수준으로 변화하는 타이밍에 보유된다. 시프트 레지스터로 입력된 데이터 신호(DATA)의 후자의 X-비트 데이터는 디코더(107)에 의해 N-비트(X < N) 데이터로 디코딩된다. 디코더를 사용하는 이러한 회로 구성은 데이터 량을 압축할 수 있고, 전송 데이터량을 감소시킬 수 있고, 고속으로 발열기를 구동시킬 수 있다.
M-비트 및 N-비트 신호는 논리 회로(104)의 M × N 매트릭스 구동에 의해 제어되는 구동기 트랜지스터(103)를 선택한다. 논리 회로(104)는 발열 신호(HE)가 낮게 유지되는 기간 내의 특정 시간(펄스 폭)에 의해 선택된 구동기 트랜지스터(103)를 구동시키는 신호를 출력한다. 그러나, 논리 회로(104)의 출력 전압은 구동기 트랜지스터(103)를 제어할 수 없다. 이와 같이, 출력 전압은 구동기 트랜지스터(103)를 구동시키며 이것에 의해 발열기 어레이(102)를 활성화 및 구동시키기 위해 승압 회로(105)에 의해 소정 전압까지 승압된다. N개의 구동기 트랜지스터(103) 그리고 1개의 그룹의 발열기 어레이(102) 내의 N개의 발열기가 시분할에 의해 구동된다. 동시에 구동되는 구동기 트랜지스터(103) 그리고 발열기 어레이(102) 내의 발열기의 개수는 그룹당 1개이며 모든 그룹에서 최대로 M개이다. 즉, 모든 발열기가 시분할에 의해 N회만큼 M개의 구동기 트랜지스터(103) 그리고 발열기 어레이(102) 내의 M개의 발열기를 선택함으로써 구동될 수 있다.
종래 기술에서, 패드(109)로부터 외부적으로 입력된 전력이 논리 회로를 구동시키는 전원 전압(VDD)(약 3 V) 그리고 대응 접지 전압(GND)인 VSS이다. 전력은 또한 발열기를 구동시키는 발열기 전압(VH)(약 24 V), 대응 접지 전압(GND)인 GNDH 그리고 발열기 전압(VH)과 동일한 전압 수치를 갖는 전력(VHT)을 포함한다. 전력(VHT)은 전압 변환 회로(110)로 입력되고, 구동기 트랜지스터(103), 고전압 논리 회로(104) 및 승압 회로(105)를 위한 전력으로서 사용되는 변환 전압(VHTM)으로 변 환된다. 변환 전압(VHTM)의 전압 수치는 구동기 트랜지스터(103)를 구동시킬 정도로 충분히 크고, 전원 전압(VDD)보다 크며 구동기 트랜지스터(103) 및 승압 회로(105)를 형성하는 소자의 파괴 전압보다 작다. 종래 기술에서, 변환 전압(VHTM)의 전압 수치는 약 14 V이다. 전압 변환 회로(110)를 배열함으로써, 전력을 외부적으로 공급하는 전원 배선의 개수는 비용을 감소시키도록 최소화될 수 있다.
*도2는 종래 기술에서의 전압 변환 회로(110)의 회로 구성을 도시하고 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 전압 변환 회로(110)는 소스 폴로워(source follower) 구성을 갖는다. 소정 기준 전압이 변환 전압(VHTM)의 전압 수치를 한정하기 위해 MOSFET의 게이트에 인가된다. 소정 전압이 항상 MOSFET(201)의 게이트에 인가되면, 변환 전압에서의 변동이 MOSFET(201)의 드레인-소스 경로를 통해 유동하는 전류 수치에서의 변화 시에도 억제된다. 항상 변환 전압을 일정하게 유지하기 위해, 소정 전압이 항상 MOSFET(201)의 게이트에 인가되어야 한다.
이러한 목적을 위해, 이러한 예에서의 기준 전압 발생부(202)가 저항기를 분할함으로써 소정 기준 전압을 발생시킨다. 저항 소자의 바람직한 예는 열 및 인가된 전압에서의 변동 시 저항 수치 면에서 거의 변동하지 않는 소자[예컨대, 폴리-Si(폴리실리콘) 소자]이다. 반대로, 소스 부하 저항(203)이 기준 전압 발생부(202)보다 변환 전압(VHTM)의 전압 변동에 영향을 적게 주므로, 작은 레이아웃 영역의 소자(예컨대, 확산 저항)가 바람직하게 사용된다.
[특허 참조 문헌 1]
일본 특허 공개 제5-185594호
전술된 바와 같이, 변환 전압(VHTM)은 구동기 트랜지스터(103), 논리 회로(104) 및 승압 회로(105)에 인가된다. 변환 전압(VHTM)은 전압 변환 회로(110)에서 발생(변환)되는 전압 수치를 갖는다. 변환 전압(VHTM)은 발열기 전압(VH) 또는 전원 전압(VDD) 등의 외부적으로 공급된 전력보다 불안정하고 용이하게 변동한다.
변환 전압(VHTM)이 불안정해지면, 예컨대, 변환 전압(VHTM)이 크게 강하하면, 구동기 트랜지스터(103)는 구동될 수 없다. 나아가, 논리 회로(104) 및 승압 회로(105)는 구동될 수 없거나 오작동할 수 있다.
도1에 도시된 소자 기체 레이아웃으로부터 명백한 바와 같이, 변환 전압(VHTM)을 인가하는 전압 변환 회로(110)는 대응 구동기 트랜지스터(103), 논리 회로(104) 및 승압 회로(105)의 일측 상에 배열된다. 전압 변환 회로(110)로부터 이격된 회로에 인가된 전압이 전압 변환 회로(110)에 근접한 회로에 인가된 전압보다 배선 저항 등의 영향 하에서 강하하거나 불안정해지기 쉽다.
잉크 제트 기록 장치의 속도에서의 최근의 증가와 더불어, 기록 헤드의 소자 기체는 노즐의 개수를 증가시키기 위해 길어지는 경향이 있다. 긴 소자 기체는 변환 전압(VHTM)을 위해 긴 배선을 요구하고, 전술된 문제는 악화된다. 동시에 구동되는 소자의 개수는 고속에 대해 증가하므로, 변환 전압(VHTM)은 안정하여야 한다.
변환 전압(VHTM)을 안정화시키기 위해, 전압 변환 회로(110)는 효과적으로 확대된다. 구체적으로, MOSFET(201)은 일반적으로 큰 전류를 공급하도록 확대된 다. 그러나, 이것은 소자 기체 영역 및 비용을 증가시킨다.
본 발명은 위의 상황을 고려하여 고안되었고, 그 목적으로서 기록 소자의 개수가 증가하며 소자 기체가 길어지더라도 전압 변환 회로로부터 안정된 전압을 공급하며 전체 소자 기체의 영역에서의 증가를 억제하여야 한다.
위의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 태양에 따르면, 기록 헤드를 위한 소자 기체는 복수개의 배열된 기록 소자와, 외부적으로 입력된 전압을 변환시키는 전압 변환 회로를 포함하고, 전압 변환 회로는 기준 전압 발생부 및 전압 변환부를 포함하고, 전압 변환부는 복수개의 분산 배열된 전압 변환 소자로부터 형성된다.
이러한 배열은 각각의 분산 배열된 전압 변환 소자로부터 승압 회로까지의 배선 길이를 단축시킨다. 배선 저항 등의 저항은 감소되므로, 안정된 중간 전압이 인가될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 동일한 도면 부호가 그 도면 전체를 통해 동일 또는 유사 부품을 표시하는 첨부 도면과 연계하여 취해진 다음의 설명으로부터 명백할 것이다.
본 발명의 양호한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 예시로써 설명될 것이다. 다음의 실시예에서 설명된 구성 요소는 단지 예일 뿐이고, 본 발명의 범주는 이들에 제한되지 않는다.
이 명세서에서, 용어 "소자 기체"는 실리콘 반도체로부터 형성된 기체(body)뿐만 아니라 소자, 회로, 배선 등을 갖는 기체도 의미한다. 기체는 판 또는 칩으로 성형될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
표현 "소자 기체 상에"는 "단순히 소자 기체 상에"뿐만 아니라 소자 기체의 표면 그리고 표면에 근접한 소자 기체의 내측도 의미한다. 본 발명에서의 "일체화"는 소자 기체 상에 별도의 소자를 단순히 배열하는 것뿐만 아니라 반도체 회로 제조 공정 등에 의해 소자 기체 상에 소자를 일체로 형성 및 제조하는 것도 의미한다.
이 실시예에서의 전압 변환 회로는 기준 전압 발생부 및 전압 변환부를 포함하고, 전압 변환부는 복수개의 분산 배열된 전압 변환 소자로 구성된다. 기준 전압 발생부의 기준 전압은 변환 전압(VHTM)에 대한 기준으로서 역할하는 전압이다.
기록 소자의 개수가 증가할 때에도, 전압 변환 소자가 배열되는 영역은 기록 소자가 배열되는 방향으로의 길이가 증가함에 따라 커진다. 기록 소자의 개수 그리고 소자 기체의 길이에서의 증가에 대처하는 것이 용이해진다.
기록 소자의 개수가 증가하며 소자 기체가 커지더라도, 안정된 전압이 전압 변환 회로로부터 인가될 수 있고, 전체 소자 기체의 영역에서의 증가가 억제될 수 있다.
소정 방향은 잉크를 공급하기 위해 소자 기체 내에 형성되는 긴 잉크 공급구의 길이 방향이다. 기록 소자, 구동기 트랜지스터 및 논리 회로가 소정 방향으로 잉크 공급구로부터 호칭된 순서로 배열될 수 있다.
기준 전압 발생부는 소정 방향에 직각인 방향으로 연장할 수 있다.
1개의 전압 변환 소자가 소정 개수의 인접한 기록 소자의 각각의 그룹 내에 배열될 수 있다. 이 실시예에 따른 각각의 그룹에서, 기록 소자가 동시에 구동되지 않는다. 상이한 그룹에서, 동일한 블록 내의 기록 소자가 실질적으로 동시에 구동될 수 있다. 각각의 그룹 내의 구동된 기록 소자의 개수가 1개일 때, 전압 변환 소자의 성능은 1개의 기록 소자에 대처하는 것에 충분하고, 크기 감소가 달성될 수 있다. 각각의 그룹 내에 배열된 전압 변환 소자가 그룹들 사이에서 동일한 것에 충분하고, 용이하게 형성될 수 있다. 또 다른 예로서, 2개 또는 3개의 기록 소자가 또한 동일한 그룹에서 동시에 구동될 수 있다. 그러나, 이러한 구성은 전압 변환 소자를 커지게 하므로, 단지 1개의 기록 소자가 동일한 그룹에서 구동될 수 있는 구성이 더욱 바람직하다.
이러한 경우에, 승압 회로는 각각의 기록 소자와 대응하여 배열될 수 있고, 소정 방향으로 구동기 트랜지스터와 논리 회로 사이에 개재된다. 대체예에서, 논리 회로는 중간 전압에 의해 구동되는 고전압 논리 회로를 포함할 수 있고, 승압 회로는 각각의 그룹 내에 배치되며 소정 방향으로 고전압 논리 회로 외측에 배열될 수 있다. 복수개의 전압 변환 소자가 또한 구동기 트랜지스터, 논리 회로 및 승압 회로 중 적어도 1개가 배열되는 영역 또는 구동기 트랜지스터, 논리 회로 및 승압 회로 중 적어도 2개가 배열되는 영역 내에 분산 배열될 수 있다.
전압 변환 소자로서, MOSFET, 양극성 트랜지스터 및 다이오드 중 하나가 사 용될 수 있다. 기준 전압 발생부는 또한 폴리실리콘 저항 소자를 포함할 수 있다. 폴리실리콘은 열 및 인가된 전압에서의 변동 시 저항 수치에서의 변동을 거의 일으키지 않는 성질을 갖는다.
기록 소자로서, 잉크에 열 에너지를 가하는 발열 소자(발열기)를 포함하는 소자가 또한 채택될 수 있다.
본 발명은 또한 기록 헤드를 위한 전술된 소자 기체를 포함하며 잉크를 토출하는 기록 헤드, 기록 헤드를 사용하여 기록을 수행하는 기록 장치 그리고 기록 헤드 및 잉크 카트리지를 갖는 기록 헤드 카트리지에 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 각각의 분산된 전압 변환 소자로부터 승압 회로까지의 배선 길이는 단축된다. 분산된 전압 변환 소자의 총 크기가 종래의 배열에서의 크기와 동일할 때에도, 배선 저항 등의 영향은 감소되고, 안정된 중간 전압이 인가될 수 있다.
기록 소자의 개수가 증가할 때에도, 전압 변환 소자가 배열되는 영역은 기록 소자가 배열되는 방향으로의 길이가 증가함에 따라 커진다. 기록 소자의 개수 그리고 소자 기체의 길이에서의 증가에 대처하는 것이 용이해진다.
기록 소자의 개수가 증가하며 소자 기체가 길어지더라도, 안정된 전압이 전압 변환 소자로부터 인가될 수 있고, 전체 소자 기체의 영역에서의 증가가 억제될 수 있다.
다음의 실시예에서, 종래 기술에서와 동일한 도면 부호는 동일한 부품을 표시하고, 그 상세한 설명은 생략될 것이다.
(제1 실시예)
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소자 기체 상에서의 회로 블록의 레이아웃을 도시하는 도면이다. 도6은 도5의 소자 기체 상의 잉크 공급구의 일측 상에 배열된 블록을 도시하는 회로도이다.
제1 실시예가 도1 내지 도4를 참조하여 설명된 종래 기술과 비교될 것이다. 종래 기술에서, 잉크 공급구(101)의 우측 및 좌측 상에 대칭으로 배열되는 회로 블록에 대응하는 전압 변환 회로(110)는 잉크 공급구(101)의 상부측 및 하부측 상에 배열된다. 반면에, 제1 실시예에서, 전압 변환 회로는 분산 배열되는 저항부 및 MOSFET부로 분할된다.
구체적으로, 전압 변환 회로는 기준 전압 발생부(202) 및 소스 부하 저항(203)의 분할 저항기 등의 저항 소자로 구성되는 저항부(501) 그리고 1개의 MOSFET 크기를 감소시키기 위해 각각의 발열기 그룹과 대응하여 크기 면에서 분할되는 MOSFET부(502)로 분할된다. 저항부(501)는 큰 배열 영역을 요구하고, 저항부(501)를 분할 및 배열하기 어렵다. 나아가, 발열기 어레이(102)에 평행하게 저항부(501)를 배열하는 장점은 작다. 이와 같이, 저항부(501)는 전압 변환 회로(110)가 도1에서 배열된 위치와 동일한 위치에 배열된다. 반대로, MOSFET부(502)는 각각의 발열기 그룹을 위한 승압 회로(105)들 사이에 분산 개재된다.
기준 전압 발생부(202)의 분할 저항기에 의해 발생된 기준 전압이 패드(109)로부터 입력된 전력(VHT)과 더불어 발열기 어레이(102)의 각각의 그룹에 인가된다. 기준 전압은 승압 회로(105)들 사이에 분산 개재된 MOSFET부(502)의 게이트 및 드 레인으로 입력된다. 이 때, 변환 전압(VHTM)은 구동기 트랜지스터(103)를 구동시키는 전력을 발생시키는 승압 회로(105)에 승압 회로(105)들 사이에 개재된 대응 MOSFET부(502)를 통해 인가된다.
제1 실시예에서도, 3개의 전압 즉 전원 전압(VDD), 변환 전압(VHTM) 및 발열기 전압(VH)은 VDD < VHTM < VH의 관계를 갖고, 각각 약 3 V, 14 V 및 24 V이다. 변환 전압(VHTM)은 논리 회로의 전원 전압(VDD)과 발열기의 발열기 전압(VH) 사이의 전위를 갖는 중간 전압으로서 발생된다.
전술된 바와 같이, 전압 변환 회로의 변환 전압(VHTM)의 전원으로서 역할하는 MOSFET(502)은 변환 전압(VHTM)을 실제로 사용하는 회로[승압 회로(105)]에 근접하게 분산 배열된다. 분산된 MOSFET(502)의 총 크기가 종래의 배열에서의 크기와 동일하더라도, 배선 저항 등의 영향은 감소되고, 안정된 중간 전압이 변환 전압(VHTM)에 의해 인가될 수 있다.
제1 실시예의 기본 회로 배열은 전압 변환 회로를 제외하면 도2에 도시된 바와 같은 종래의 구성과 동일하고, 단지 전압 변환 회로의 배열을 변화시킴으로써 형성될 수 있다. 설계 부담은 감소되고, 제1 실시예의 회로 배열은 용이하게 실시될 수 있다. 본 발명의 제1 및 후속 실시예에서, 전압 변환 회로는 입력 전압을 낮은 전압으로 변환시키도록 작동한다.
기록 소자의 개수가 증가되며 소자 기체가 길어지면, 변환 전압(VHTM)에 의해 구동되는 회로의 개수는 증가하고, 전압 변환 회로는 더욱 안정화되어야 한다. 종래의 구성에서, MOSFET은 전압 변환 회로로부터 출력된 전압을 안정화시키기 위 해 커져야 하고, 전압 변환 회로의 레이아웃 영역은 증가되어야 한다. 대조적으로, 제1 실시예의 구성에서, 전압 변환 회로의 MOSFET은 각각의 그룹에 대응하여 배열된다. 노즐의 개수가 증가하며 변환 전압(VHTM)에 의해 구동되는 회로의 개수가 또한 증가하면, MOSFET을 포함하는 그룹의 개수는 단순히 소자 기체의 길이에 용이하게 대처하기 위해 증가된다.
제1 실시예는 전압 변환 소자로서 MOSFET을 채용한다는 것을 주목하여야 한다. 이것은 MOSFET이 다양한 장점을 갖기 때문이다. 즉, MOSFET은 디지털 회로를 위해 효과적이고, MOSFET은 양극성 트랜지스터 또는 다이오드보다 소자 기체를 점유하는 작은 영역을 요구하며 본체의 소형화에 대처할 수 있고, 제조 공정은 간단하다.
(제2 실시예)
도7은 본 발명의 제2 실시예의 소자 기체 상에서의 회로 블록의 레이아웃을 도시하고 있다. 도8은 도7의 소자 기체 상의 잉크 공급구의 일측 상에 배열된 블록을 도시하는 회로도이다.
종래 기술 및 제1 실시예에서, 시프트 레지스터로부터 출력되며 논리가 논리 회로(104)에 의해 최종화되는 데이터의 전압은 구동기 트랜지스터(103)를 구동시킬 수 있는 전압[즉, 변환 전압(VHTM)]까지 승압 회로(105)에 의해 승압된다. 반대로, 제2 실시예에서, 데이터 신호의 전압은 논리가 논리 회로(104)에 의해 최종화되기 전에 승압된다.
구체적으로, 그룹을 선택하기 위해 시프트 레지스터 및 래치로부터 출력되는 신호가 승압 회로(105)에 의해 변환 전압(VHTM)까지 승압된다. 승압된 데이터 신호를 사용함으로써, 논리는 고전압에서 작동하는 논리 회로(104)에 의해 최종화된다. 논리 회로(104)로부터의 출력은 구동기 트랜지스터(103)를 구동시키는 데 직접적으로 사용된다. 이러한 구성은 종래 기술에서의 발열기의 개수와 동일한 승압 회로(105)의 개수를 감소시킬 수 있고, 소자 기체를 추가로 소형화할 수 있다.
제1 실시예와 유사하게, 전압 변환 회로는 기준 전압 발생부(202) 및 소스 부하 저항(203)의 분할 저항기 등의 저항 소자로 구성되는 저항부(501) 그리고 1개의 MOSFET 크기를 감소시키기 위해 각각의 발열기 그룹과 대응하여 분할되는 MOSFET부(502)로 분할된다. 저항부(501)는 전압 변환 회로(110)가 도1에서 배열되는 위치와 동일한 위치에 배열된다. 반대로, MOSFET부(502)는 각각의 발열기 그룹을 위한 승압 회로(105)들 사이에 분산 개재된다.
제1 실시예에서, 변환 전압(VHTM)은 승압 회로(105)에 인가된다. 제2 실시예에서, 도8에 도시된 바와 같이, 변환 전압(VHTM)은 승압 회로(105) 그리고 고전압에서 작동하는 논리 회로(104)에 인가된다. 이와 같이, 도7에 도시된 바와 같이, 구동기 트랜지스터(103), 논리 회로(104), 승압 회로(105) 및 MOSFET부(502)는 소자 기체의 외측을 향해 발열기 어레이(102)로부터 호칭된 순서로 배열된다.
제2 실시예에서, 도8에 도시된 바와 같이, 시프트 레지스터(106), 디코더(107) 및 래치(108)가 X 비트에 대응하는 시프트 레지스터, 래치 및 디코더(107) 그리고 M 비트에 대응하는 시프트 레지스터 및 래치로 분류된다. M 비트에 대한 시프트 레지스터 및 래치는 각각의 그룹에 대해 비트별로 분할된다. 도7에 도시된 바와 같이, 시프트 레지스터(106), 디코더(107) 및 래치(108)는 전압 변환 회로의 저항부(501)가 소자 기체의 짧은 측면을 따라 배열되는 각각의 부분 대신에 소자 기체의 긴 측면을 따라 승압 회로(105) 외측의 발열기 어레이(102)에 평행하게 연장하는 각각의 부분에 배열된다.
이러한 배열은 도1의 종래 기술 그리고 도5의 제1 실시예에서의 긴 측면을 따라 외부 부분에서의 소자 기체의 비교적 큰 영역을 점유하는 데이터 라인 및 디코더 라인 배선 영역을 제거시킬 수 있다. 결과적으로, 소자 기체의 짧은 측면의 크기는 감소될 수 있다. 추가로, 시프트 레지스터, 디코더 및 래치의 배선 길이는 높은 노이즈 저항을 갖는 고신뢰성 회로를 실시하도록 단축될 수 있다.
이러한 구성은 노즐의 개수가 증가하여 그룹의 개수를 증가시킬 때에도 효과적이다. 이러한 경우에, 단지 소자 기체의 긴 측면의 길이는 각각의 그룹의 짧은 측면의 길이를 변화시키지 않으면서 증가된다.
(제3 실시예)
도9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 소자 기체 상에서의 회로 블록의 레이아웃을 도시하는 도면이다. 도10은 도9의 소자 기체 상의 잉크 공급구의 일측 상에 배열된 블록을 도시하는 회로도이다.
제3 실시예는 제2 실시예에서의 MOSFET부의 위치를 변화시킨다. 제2 실시예에서, 전압 변환 회로의 MOSFET부(502)는 승압 회로(105)들 사이에 분산 개재된다. 제3 실시예에서, MOSFET부(502)는 구동기 트랜지스터(103)들 사이에 분산 개재된다.
이것은 구동기 트랜지스터(103)가 큰 게이트 커패시턴스를 가지며 승압 회로(105) 그리고 고전압에서 작동하는 논리 회로(104)보다 큰 전류 소비를 요구하기 때문이다. 구동기 트랜지스터(103)에 근접하게 MOSFET을 배열함으로써, 변환 전압(VHTM)은 추가로 안정화된다.
제3 실시예에서, 도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 전압 변환 회로의 MOSFET부(502)는 구동기 트랜지스터(103)의 그룹들 사이에 개재된다. 구체적으로, 도8에 도시된 바와 같이, 전압 변환 회로의 MOSFET부(502)는 구동기 트랜지스터(103)의 게이트 입력 부분에 근접한 부분에 배열되고, 안정된 전압이 큰 전류를 수용하는 구동기 트랜지스터(103)에 인가될 수 있다.
제3 실시예에서도, MOSFET(502)에 의해 발생된 변환 전압(VHTM)은 승압 회로(105) 그리고 구동기 트랜지스터(103)를 구동시키는 논리 회로(104)에 인가된다.
구동기 트랜지스터(103)들 사이에 전압 변환 회로의 MOSFET(502)을 개재하는 예가 설명되었다는 것을 주목하여야 한다. 동일한 효과가 또한 구동기 트랜지스터(103)에 근접하게 배열되며 고전압에서 작동하는 논리 회로(104)들 사이에 MOSFET(502)을 개재함으로써 얻어질 수 있다.
(제4 실시예)
도11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 소자 기체 상에서의 회로 블록의 레이아웃을 도시하는 도면이다.
제4 실시예에서, 전압 변환 회로의 복수개의 MOSFET부이 변환 전압(VHTM)을 수용하는 각각의 회로 블록과 대응하여 각각의 그룹 내에 배열된다. 제2 및 제3 실시예에서, 전압 변환 회로의 MOSFET부은 3개의 회로 블록 즉 변환 전압(VHTM)을 수용하는 회로 블록[논리 회로(104) 및 승압 회로(105)] 그리고 구동기 트랜지스터 중 하나에 근접하게 배열된다. 제4 실시예에서, 도11에 도시된 바와 같이, 전압 변환 회로의 MOSFET부(702)가 3개의 회로 블록에 근접하게 배열된다.
각각의 회로 블록에 인가될 변환 전압(VHTM)은 회로 블록에 근접하게 배열된 MOSFET부(702)에 의해 발생되므로, 안정된 전압이 변환 전압(VHTM)에 의해 구동되는 모든 회로 블록에 인가될 수 있다.
이러한 경우에, 각각의 MOSFET의 크기가 대응 회로 블록의 전력 소비에 따라 결정되면, 안정된 설계가 높은 영역 효율로 수행될 수 있다.
(제5 실시예)
제2 내지 제4 실시예에서, 시프트 레지스터(106), 디코더(107) 및 래치(108)는 소자 기체의 긴 측면 상의 승압 회로(105) 외측의 발열기 어레이를 따라 배열된다. 전압 변환 회로의 MOSFET부은 구동기 트랜지스터, 고전압 논리 회로 및 승압 회로 중 하나 또는 모두에 근접하게 발열기 어레이를 따라 분산 배열되고, 변환 전압(VHTM)을 안정적으로 인가한다. 동시에, 이들 회로 배열은 소자 기체의 레이아웃 영역을 크게 감소시킨다.
제5 실시예에서, 기능 회로(801, 1001)는 전압 변환 회로, 시프트 레지스터, 래치, 디코더 등이 종래 기술에서의 도1에 도시된 바와 같이 배열되는 본체의 양쪽 단부에서의 공간 내에 배열된다(도12 참조). 배열된 기능 회로의 예는 일본 특허 공개 제2001-130002호 및 제2004-181679호에 기재된 것이 있다. 이러한 기능 회로 는 적절하게는 길이 방향으로 소자 기체의 2개의 단부에 근접하게 배열되고, 전압 변환 회로가 종래 기술에서 배열되는 영역을 크게 감소시킬 수 있는 구성에 효과적으로 인가된다.
변환 전압(VHTM)이 기능 회로에도 인가될 것이 필요할 때, 전압 변환부 또는 MOSFET이 기능 회로를 위해 개별적으로 배열된다. 이것은 또 다른 회로에 대한 기능 회로 내의 변환 전압(VHTM)에서의 변동의 영향을 최소화할 수 있고, 변환 전압(VHTM)을 안정화시킨다.
(변형예 1)
MOSFET은 전술된 실시예에서 전압 변환 회로의 전압 변환 소자로서 사용되지만, 양극성 트랜지스터가 MOSFET 대신에 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 이 실시예에서의 모든 MOSFET부은 양극성 트랜지스터로 교체된다.
다이오드가 MOSFET 대신에 전압 변환 회로의 전압 변환 소자로서 사용될 수 있다. 이러한 경우에도, 이 실시예에서의 모든 MOSFET부은 다이오드로 교체된다.
(변형예 2)
제3 내지 제5 실시예에서, 시프트 레지스터, 래치 및 디코더의 구성 및 배열은 제2 실시예에서와 동일하다. 그러나, 종래 기술 및 제1 실시예에서의 구성 및 배열이 채용되더라도, 동일한 효과가 구동기 트랜지스터 그룹들 사이에 또는 그에 근접하게 전압 변환 회로의 MOSFET부을 배열함으로써 얻어질 수 있다.
(변형예 3)
제2 내지 제5 실시예에서, M 비트에 대한 시프트 레지스터 및 래치가 각각의 그룹에 대해 비트별로 분할된다. 그러나, M-비트 시프트 레지스터 및 래치의 분할 개수는 각각의 그룹에서 발열기의 개수(시분할 개수: N)와 동일할 것이 필요하지 않다.
예컨대, 시프트 레지스터 및 래치 회로가 2개의 그룹에 대해 동시에 배열되고, M-비트 시프트 레지스터 및 래치의 분할 개수는 시분할 개수(N)의 절반으로 설정될 수 있다.
시프트 레지스터 및 래치의 분할 개수는 시분할 개수(N), 그룹 개수(M), 발열기 밀도, 발열기의 개수 그리고 시프트 레지스터 및 디코더의 레이아웃 영역 비율에 따라 전체 소자 기체의 영역을 감소시키도록 적절하게 선택된다.
[다른 실시예]
전술된 실시예 및 변형예의 특징은 원하는 노즐의 개수, 회로 구성, 원하는 특성 등에 따라 선택적으로 조합될 수 있다.
예컨대, 도18은 도2에서의 전압 변환 회로의 소스 부하 부분이 전압 변환부과 유사하게 각각의 그룹에서 분산 배열되는 예를 도시하고 있다. 소스 부하는 MOSFET의 소스와 소스로부터 유동하는 전류가 전압(VHTM)을 안정화시키도록 억제되는 GND 사이의 영역에서 사용된다. 전압 변환부가 양극성 트랜지스터 또는 다이오드로부터 형성될 때에도, 동일한 효과가 트랜지스터와 GND 사이에 부하를 개재함으로써 얻어질 수 있다.
이 실시예에서, 복수개의 저항부(203)가 소스 부하로서 배열된다. 소스 부하 저항부(203)는 각각의 기록 소자 그룹에서 분산 배열된다. 이러한 형태는 동시 에 구동되는 기록 소자의 개수가 모든 그룹에서 변동할 때에도 전압 강하에 의해 거의 영향을 받지 않는 회로 구성을 실시할 수 있다. 추가로, 배선 길이에 의해 유발되는 원하지 않는 전압 강하 등이 안정된 전압 변환 회로를 제공하도록 억제될 수 있다.
전술된 실시예는 기록 소자로서 발열 소자(발열기)를 사용함으로써 급격하게 발열하여 잉크를 가스화시키며 발생된 버블의 압력에 의해 오리피스로부터 잉크 액적을 토출하는 소위 등록 상표 버블-제트형 잉크 제트 기록 헤드를 예시하였다. 그러나, 본 발명은 기록 헤드가 기록 소자의 기록 소자 어레이를 갖기만 하면 또 다른 방법에 의해 기록을 수행하는 기록 헤드에 적용될 수 있다는 것이 명백하다.
이러한 경우에, 이 실시예에서의 발열기는 각각의 방법에서 사용된 기록 소자로 교체된다.
전술된 실시예는 잉크 제트 기록 방법 중에서 잉크를 토출하는 데 사용되는 에너지로서 열 에너지를 발생시키는 수단(예컨대, 전기 열변환체)이 채택되며 잉크 상태가 열 에너지에 의해 변화되는 방법을 채택한다. 이러한 잉크 제트 기록 방법은 기록 밀도 및 해상도를 증가시킬 수 있다.
본 발명은 이 실시예에서 설명된 기록 헤드 그리고 기록 헤드를 위한 소자 기체뿐만 아니라 기록 헤드 그리고 기록 헤드로 공급될 잉크를 보유하는 잉크 탱크를 갖는 기록 헤드 카트리지에도 적용될 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 본 발명은 또한 전술된 기록 헤드가 갖춰지며 기록 헤드로 기록 데이터를 공급하는 제어 수단을 갖는 장치(예컨대, 프린터, 복사기 또는 팩시밀리 장치) 그리고 전술된 장 치를 포함하는 복수개의 장치(예컨대, 호스트 컴퓨터, 인터페이스 장치, 판독기 및 프린터)로 구성된 시스템에 적용될 수 있다.
전술된 기록 헤드, 기록 헤드의 기계적인 구조 그리고 기록 헤드 카트리지를 갖는 기록 장치가 첨부 도면을 참조하여 예시될 것이다.
<잉크 제트 기록 장치의 설명>
도13은 본 발명에 따른 기록 헤드로 기록을 수행하는 잉크 제트 기록 장치의 개략적인 구조를 도시하는 외부 사시도이다.
도13에 도시된 바와 같이, 잉크 제트 기록 장치(이하, 기록 장치)에서, 전달 기구(4)가 잉크 제트 방법에 의해 기록을 수행하기 위해 잉크를 토출하는 기록 헤드(3)를 지지하는 캐리지(2)로 캐리지 모터(M1)에 의해 발생된 구동력을 전달한다. 캐리지(2)는 화살표(A)에 의해 표시된 방향으로 왕복한다. 기록 용지 등의 기록 매체(P)가 급지 기구(5)를 통해 공급되고, 기록 위치로 반송된다. 기록 위치에서, 기록 헤드(3)는 정보를 기록하기 위해 기록 매체(P)에 잉크를 토출한다.
기록 헤드(3)를 양호한 상태로 유지하기 위해, 캐리지(2)는 회복 장치(10)의 위치로 이동되고, 기록 헤드(3)를 위한 토출 회복 공정이 단속적으로 실행된다.
기록 장치의 캐리지(2)는 기록 헤드(3)뿐만 아니라 기록 헤드(3)로 공급될 잉크를 저장하는 잉크 카트리지(6)도 지지한다. 잉크 카트리지(6)는 캐리지(2) 상에 분리 가능하게 장착된다.
도13에 도시된 기록 장치는 컬러 기록을 수행할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 캐리지(2)는 마젠타(M), 시안(C), 옐로우(Y) 및 블랙(K) 잉크를 각각 저장하는 4개의 잉크 카트리지를 지지한다. 4개의 잉크 카트리지는 독립적으로 분리 가능하다.
캐리지(2) 및 기록 헤드(3)는 그 접촉 표면이 서로 적절하게 접촉하게 함으로써 소정 전기 연결을 달성 및 유지할 수 있다. 기록 헤드(3)는 기록 신호에 따라 복수개의 토출구로부터 잉크를 선택적으로 토출하여 에너지를 가함으로써 정보를 기록한다. 구체적으로, 이 실시예에 따른 기록 헤드(3)는 열 에너지를 사용함으로써 잉크를 토출하는 잉크 제트 기록 방법을 채택하고, 열 에너지를 발생시키기 위해 전기 열변환체를 포함한다. 전기 열변환체에 가해진 전기 에너지가 열 에너지로 변환된다. 잉크는 버블이 잉크에 열 에너지를 가함으로써 유발된 필름 비등에 의해 발생된 후 버블의 성장 및 수축에 의해 유발된 압력 변화를 사용함으로써 토출구로부터 토출된다. 전기 열변환체는 각각의 토출구과 대응하여 배열되고, 잉크는 기록 신호에 따라 대응 전기 열변환체에 펄스 전압을 인가함으로써 대응 토출구로부터 토출된다.
도13에 도시된 바와 같이, 캐리지(2)는 캐리지 모터(M1)의 구동력을 전달하는 전달 기구(4)의 구동 벨트(7)의 일부에 커플링된다. 캐리지(2)는 화살표(A)에 의해 표시된 방향으로 안내 샤프트(13)를 따라 활주 가능하게 안내 및 지지된다. 캐리지(2)는 캐리지 모터(M1)의 정상 회전 및 역전 회전에 의해 안내 샤프트(13)를 따라 왕복한다. 캐리지(2)의 절대 위치를 나타내는 스케일(8)이 캐리지(2)의 이동 방향[화살표(A)에 의해 표시된 방향]을 따라 배열된다. 이 실시예에서, 스케일(8)은 필요한 피치로 투명 PET 필름 상에 블랙 바를 인쇄함으로써 준비된다. 스케 일(8)의 일단부가 섀시(9)에 고정되고, 타단부가 판스프링(도시되지 않음)에 의해 지지된다.
기록 장치는 기록 헤드(3)의 토출구(도시되지 않음)를 갖는 토출구 표면과 대향하는 플래튼(도시되지 않음)을 갖는다. 기록 헤드(3)를 지지하는 캐리지(2)가 캐리지 모터(M1)의 구동력에 의해 왕복할 때와 동시에, 기록 신호가 잉크를 토출하여 플래튼 상으로 반송된 기록 매체(P)의 전체 폭 상에 정보를 기록하기 위해 기록 헤드(3)로 공급된다.
도13에서, 기록 매체(P)를 반송하기 위해 반송 모터(M2)에 의해 구동되는 반송 롤러(14), 기록 매체(P)를 스프링(도시되지 않음)에 의해 반송 롤러(14)에 대해 맞닿게 하는 핀치 롤러(15), 핀치 롤러(15)를 회전 가능하게 지지하는 핀치 롤러 홀더(16), 그리고 반송 롤러(14)의 일단부에 고정되는 반송 롤러 기어(17)가 도시되어 있다.
기록 장치 외측의 기록 헤드(3)에 의해 형성된 화상을 담지하는 기록 매체(9)를 배출하는 배출 롤러(20)가 도시되어 있다. 배출 롤러(20)는 반송 모터(M2)의 회전을 전달함으로써 구동된다. 배출 롤러(20)는 스프링(도시되지 않음)에 의해 기록 매체(P)를 가압하는 스퍼 롤러(도시되지 않음)에 대해 맞닿는다. 스퍼 롤러를 회전 가능하게 지지하는 스퍼 홀더(22)가 도시되어 있다.
도13에 도시된 바와 같이, 기록 장치에서, 토출 실패로부터 기록 헤드(3)를 회복시키는 회복 장치(10)는 기록 헤드(3)를 지지하는 캐리지(2)의 기록 작업을 위해 왕복 범위 외측(기록 영역 외측)의 원하는 위치(예컨대, 홈 위치에 대응하는 위 치)에 배열된다.
회복 장치(10)는 기록 헤드(3)의 토출구 표면을 덮는 캡핑 기구(11) 그리고 기록 헤드(3)의 토출구 표면을 세척하는 와이핑 기구(12)를 포함한다. 회복 장치(10)는 회복 장치(10) 내의 흡인 수단(흡인 펌프 등)이 캡핑 기구(11)에 의한 토출구 표면의 덮임과 동기적으로 토출구로부터 잉크를 강제로 토출하는 토출 회복 공정을 수행하고, 이것에 의해 기록 헤드(3)의 잉크 유로 내에서 고점도 및 버블을 갖는 잉크를 제거한다.
기록하지 않는 작업 등에서, 기록 헤드(3)의 토출구 표면은 기록 헤드(3)를 보호하며 잉크의 증발 및 건조를 방지하기 위해 캡핑 기구(11)에 의해 덮인다. 와이핑 기구(12)는 캡핑 기구(11)에 근접하게 배열되고, 기록 헤드(3)의 토출구 표면에 부착된 잉크 액적을 세척한다.
캡핑 기구(11) 및 와이핑 기구(12)는 정상적인 잉크 토출 상태로 기록 헤드(3)를 유지할 수 있다.
<잉크 제트 기록 장치의 제어 구성>
도14는 도13에 도시된 기록 장치의 제어 구성을 도시하는 블록도이다.
도14에 도시된 바와 같이, 제어기(900)가 MPU(901) 그리고 제어 시퀀스(후술됨), 소정 테이블 및 다른 영구 데이터에 대응하는 프로그램을 저장하는 ROM(902)을 포함한다. 제어기(900)는 또한 캐리지 모터(M1), 반송 모터(M2) 및 기록 헤드(3)를 제어하는 제어 신호를 발생시키는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit, 특수 용도 집적 회로)(903), 그리고 기록 데이터 전개 영역, 프로그램을 실행하는 작업 영역 등을 갖는 RAM(904)을 포함한다. 제어기(900)는 MPU(901), ASIC(903) 및 RAM(905)을 서로 연결하며 데이터를 교환하는 시스템 버스(905) 그리고 센서 그룹(후술됨)으로부터 아날로그 신호를 수용하며 이들을 A/D-변환하며 MPU(901)로 디지털 신호를 공급하는 A/D 변환기(906)를 추가로 포함한다.
도14에서, 기록 데이터 공급원으로서 역할하는 컴퓨터(또는 화상 판독기, 디지털 카메라 등) 등의 호스트 장치(910)가 도시되어 있다. 호스트 장치(910) 및 기록 장치는 인터페이스(I/F)(911)를 통해 기록 데이터, 명령, 상태 신호 등을 전송/수용한다.
전원 스위치(921), 인쇄의 시작을 명시하는 인쇄 스위치(922) 그리고 기록 헤드(3)의 양호한 잉크 토출 성능을 유지하기 위해 공정(회복 공정)의 작동을 명시하는 회복 스위치(923) 등의 조작자로부터의 지시 입력을 수용하는 스위치로부터 형성되는 스위치 그룹(920)이 도시되어 있다. 장치의 상태를 검출하며 홈 위치(h)를 검출하는 광 커플러 등의 위치 센서(931) 그리고 주위 온도를 검출하기 위해 기록 장치의 적절한 부분에 배열된 온도 센서(932)를 포함하는 센서 그룹(930)이 도시되어 있다.
화살표(A)에 의해 표시된 방향으로 캐리지(2)를 왕복시키는 캐리지 모터(M1)를 구동시키는 캐리지 모터 구동기(940)가 도시되어 있고, 기록 매체(P)를 반송하는 반송 모터(M2)를 구동시키는 반송 모터 구동기(942)가 도시되어 있다.
기록 헤드(3)에 의한 기록 및 주사에서, ASIC(903)은 ROM(902)의 저장 영역에 직접적으로 접근하면서 기록 헤드(3)에 기록 소자(토출 발열기)를 위한 구동 데 이터(DATA)를 전송한다.
<기록 헤드 구조>
도15는 전술된 기록 장치에서 사용되는 기록 헤드(3)의 기계적인 구조를 도시하는 분해 사시도이다.
도15에서, 실리콘 등의 기판 내로 회로 구성(후술됨)을 일체화함으로써 준비된 소자 기체(1101)가 도시되어 있다. 소자 기체 상에, 발열 저항기(1112)가 기록 소자를 형성하는 전기 열변환 소자로서 형성된다. 유로(1111)가 본체의 2개의 측면을 향해 저항기(1112) 주위에 형성된다. 유로를 형성하는 부재가 수지(예컨대, 건조 필름), SiN 등으로 제조될 수 있다.
도15에서, 발열 저항기(1112)와 대면하는 위치와 대응하여 복수개의 토출구(1121)를 갖는 오리피스판(1102)이 도시되어 있다. 오리피스판(1102)은 유로를 형성하는 부재에 접합된다.
도15에서, 잉크를 공급하는 공통 액실을 형성하는 벽 부재(1103)가 도시되어 있다. 잉크는 소자 기체(1101)의 주연에서 유동하도록 공통 액실로부터 유로로 공급된다.
기록 장치 본체로부터 데이터 및 신호를 수용하는 연결 단자(1113)가 소자 기체(1101)의 2개의 측면 상에 형성된다.
<기록 헤드 카트리지>
본 발명은 또한 전술된 기록 헤드 그리고 기록 헤드로 공급될 잉크를 보유하는 잉크 탱크를 갖는 기록 헤드 카트리지에 적용될 수 있다. 기록 헤드 카트리지 의 형태는 잉크 탱크와 일체화된 구조 또는 잉크 탱크로부터 분리 가능한 구조일 수 있다.
도16은 잉크 탱크 및 기록 헤드를 일체화함으로써 얻어진 기록 헤드 카트리지(IJC)의 구조를 도시하는 외부 사시도이다. 헤드 카트리지(IJC) 내측에, 잉크 탱크(IT) 및 기록 헤드(IJH)가 도16에 도시된 경계(K)의 위치에서 분리되지만, 개별적으로 교체될 수 없다. 헤드 카트리지(IJC)는 헤드 카트리지(IJC)가 캐리지(HC) 상에 장착될 때 카트리지(HC)로부터 공급되는 전기 신호를 수용하는 전극(도시되지 않음)을 갖는다. 이러한 전기 신호는 전술된 바와 같이 잉크를 토출하기 위해 기록 헤드(IJH)를 구동시킨다.
헤드 카트리지는 잉크 탱크 내에 잉크를 충전 또는 재충전하도록 구성될 수 있다.
도16에서, 블랙 노즐 어레이 및 컬러 노즐 어레이를 갖는 잉크 토출구 어레이(500)가 도시되어 있다. 잉크 탱크(IT)에는 잉크를 보유하기 위해 섬유질 또는 다공성 잉크 흡수재가 갖춰져 있다.
도17은 잉크 탱크 및 기록 헤드가 분리 가능한 기록 헤드 카트리지의 구조를 도시하는 외부 사시도이다. 기록 헤드 카트리지(H1000)가 잉크를 저장하는 잉크 탱크(H1900) 그리고 기록 정보에 따라 잉크 탱크(H1900)로부터 공급된 잉크를 노즐로부터 토출하는 기록 헤드(H1001)를 포함한다. 기록 헤드 카트리지(H1000)는 기록 헤드 카트리지(H1000)가 캐리지 상에 분리 가능하게 장착되는 소위 카트리지 시스템을 채택한다.
도17에 도시된 기록 헤드 카트리지(H1000)는 사진조의 고품질 컬러 기록을 수행한다. 이러한 목적을 위해, 블랙, 옅은 시안, 옅은 마젠타, 시안, 마젠타 및 옐로우를 위한 독립적인 잉크 탱크가 잉크 탱크로서 준비된다. 도17에 도시된 바와 같이, 이들 잉크 탱크는 기록 헤드(H1001)로부터 자유롭게 분리 가능하다.
본 발명의 많은 명백하게 폭넓게 상이한 실시예가 그 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 실시될 수 있기 때문에, 본 발명은 특허청구범위 내에 한정된 바와 같은 것을 제외하고 그 특정 실시예로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
도1은 종래의 소자 기체의 회로 블록 레이아웃의 예를 도시하는 도면.
도2는 전압 변환 회로를 도시하는 회로도.
도3은 소자 기체로의 각각의 신호 입력을 도시하는 타이밍 차트.
도4는 도1의 소자 기체 상에 배열된 회로를 개략적으로 도시하는 블록도.
도5는 제1 실시예에 따른 소자 기체의 회로 블록 레이아웃을 도시하는 도면.
도6은 도5의 소자 기체 상에 배열된 회로를 개략적으로 도시하는 블록도.
도7은 제2 실시예에 따른 소자 기체의 회로 블록 레이아웃을 도시하는 도면.
도8은 도7의 소자 기체 상에 배열된 회로를 개략적으로 도시하는 블록도.
도9는 제3 실시예에 따른 소자 기체의 회로 블록 레이아웃을 도시하는 도면.
도10은 도9의 소자 기체 상에 배열된 회로를 개략적으로 도시하는 블록도.
도11은 제4 실시예에 따른 소자 기체의 회로 블록 레이아웃을 도시하는 도면.
도12는 제5 실시예에 따른 소자 기체의 회로 블록 레이아웃을 도시하는 도면.
도13은 본 발명에 따른 기록 헤드로 기록을 수행하는 잉크 제트 기록 장치의 개략적인 구조를 도시하는 외부 사시도.
도14는 도13에 도시된 기록 장치의 제어 구성을 도시하는 블록도.
도15는 도13의 기록 장치에서 사용된 잉크 제트 기록 헤드의 기계적인 구성 을 도시하는 분해 사시도.
도16은 잉크 탱크 및 기록 헤드를 일체화함으로써 얻어진 기록 헤드 카트리지의 구조를 도시하는 외부 사시도.
도17은 잉크 탱크 및 기록 헤드가 분리 가능한 기록 헤드 카트리지의 구조를 도시하는 외부 사시도.
도18은 또 다른 실시예에 따른 소스 부하가 분산 배열되는 회로를 개략적으로 도시하는 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1): 전압 변환 회로의 MOS부
101: 잉크 공급구
102: 발열기 어레이
103: 구동기 트랜지스터
104: 논리 회로
105: 승압 회로
106, 108: 시프트 레지스터 + 래치
107: 디코더
109: 패드
111: 데이터 라인 + 디코더 라인
501: 전압 변환 회로의 저항부

Claims (14)

  1. 기록 헤드용 소자 기체이며,
    복수개의 배열된 기록 소자와,
    상기 기록 소자를 구동시키는 구동기 트랜지스터와,
    화상 데이터를 기초로 하여 구동될 상기 기록 소자를 선택하는 논리 회로와,
    상기 논리 회로로부터 출력된 신호의 전압을 승압하여 상기 구동기 트랜지스터에 승압된 전압을 인가하는 승압 회로와,
    외부로부터의 입력 전압을 변환하는 전압 변환 회로를 포함하고,
    상기 전압 변환 회로는 기준 전압 발생부 및 전압 변환부를 포함하고, 적어도 상기 승압 회로의 전원 전압으로서 상기 기록 소자의 구동 전압과 상기 논리 회로의 전원 전압 사이의 전위를 가지는 중간 전압을 발생시키고,
    상기 전압 변환부는 복수 개의 분산되어 배열된 전압 변환 소자로부터 형성되고,
    상기 논리 회로는 중간 전압에 의해 구동되며 고전압에서 작동하는 논리 회로를 포함하고, 상기 승압 회로는 각각의 그룹 내에 배열되고, 고전압에서 작동하는 상기 논리 회로 외측에 상기 복수개의 기록 소자의 배열 방향으로 배열되는 소자 기체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 전압 변환 소자는 상기 구동기 트랜지스터, 승압 회로 및 논리 회로 중 적어도 1개가 배열되는 영역 내에 분산 배열되는 소자 기체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전압 변환 소자는 MOSFET을 포함하는 소자 기체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전압 변환 소자는 극성 트랜지스터를 포함하는 소자 기체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전압 변환 소자는 다이오드를 포함하는 소자 기체.
  6. 제1항에 있어서, 기준 전압 발생부는 저항기를 포함하는 소자 기체.
  7. 제6항에 있어서, 저항기는 폴리실리콘으로부터 형성되는 소자 기체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전압 변환 회로는 상기 전압 변환 소자와 GND 사이에 부하를 갖는 소자 기체.
  9. 제8항에 있어서, 복수개의 부하는 복수개의 분산 배열된 전압 변환 소자와 대응하여 분산 배열되는 소자 기체.
  10. 제8항에 있어서, 부하는 저항기를 포함하는 소자 기체.
  11. 제1항에 있어서, 기록 소자는 잉크에 열 에너지를 가하는 발열기를 포함하는 소자 기체.
  12. 제1항에 한정된 소자 기체를 포함하는 기록 헤드이며,
    잉크를 토출하는 토출구가 각각의 기록 소자와 대응하여 형성되는 기록 헤드.
  13. 제12항에 한정된 기록 헤드와,
    기록 헤드로 화상 데이터를 전송하는 제어 수단을 포함하는 기록 장치.
  14. 제1항에 한정된 소자 기체와,
    잉크를 토출하는 토출구가 각각의 기록 소자와 대응하여 형성되는 기록 헤드와,
    기록 헤드로 잉크를 공급하기 위해 잉크를 보유하는 잉크 탱크를 포함하는 기록 헤드 카트리지.
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