KR20130040733A - 소자 기판, 프린트헤드 및 프린팅 장치 - Google Patents

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Abstract

제1 저항 소자와 제2 저항 소자(702, 706) - 제1 저항 소자와 제2 저항 소자의 각각은 제1 단자와 제2 단자를 구비하고, 미리 정해진 방향으로 배치되고, 제1 저항 소자와 제2 저항 소자의 제1 단자들은 전류를 공급하기 위한 제1 라인에 선택적으로 접속되고, 제1 저항 소자와 제2 저항 소자의 제2 단자들은 전류를 공급하기 위한 제2 라인에 공통 접속됨 - , 및 제1 저항 소자에 전력이 공급되고 제2 저항 소자에 전력이 공급되지 않는 동안 제1 저항 소자의 제1 단자의 전압(V2)과 제2 저항 소자의 제1 단자의 전압(V1)을 검지하기 위한 검지 수단(704, 705, 713)을 포함하는, 소자 기판을 제공한다.

Description

소자 기판, 프린트헤드 및 프린팅 장치{ELEMENT SUBSTRATE, PRINTHEAD AND PRINTING APPARATUS}
본 발명은, 소자 기판, 프린트헤드, 및 프린팅 장치에 관한 것이다.
열 에너지, 기계 에너지, 자기 에너지 또는 광(전자기파) 에너지를 발생하기 위한 다수의 구동 소자를 구비하는 소자 기판(구동 헤드)이 공지되어 있다. 소자 기판은 구동 시에 발생하는 현상을 직접적으로 또는 간접적으로 검사하여 이를 구동 제어에 피드백할 필요가 종종 있다.
예를 들어, 이러한 소자 기판이 잉크젯 프린트헤드(이하 프린트헤드로 지칭)에 적용되는 경우를 고려할 것이다. 프린트헤드에서는, 이물질에 의한 노즐 막힘, 잉크 공급 경로에 진입되는 기포, 노즐 표면의 습윤성의 변화 등으로 인해 전체 또는 일부 노즐에 토출 불량이 발생할 수 있다. 이 경우, 구동 시에 발생하는 현상으로서 토출 불량이 발생한 노즐을 특정하여 화상 보완 및 프린트헤드 회복 작업에 반영할 필요가 있다.
이 기술을 실현하기 위해, 일본 특허 공개 공보 제2008-023987호는 전기열 변환을 수행하기 위한 각각의 프린팅 소자 내의 절연막 상에 박막 저항체로 형성되는 온도 검지 소자가 설치되는 방법을 개시하고 있다. 온도 검지 소자는 온도 변화에 기초하여 토출 불량이 발생한 노즐을 검사하기 위해 각각의 노즐의 온도 데이터를 검지한다.
검지 소자와 부속 회로가 각각의 구동 소자 근처에 배치되는 경우, 구동 소자를 구비하는 구조, 기능, 및 성능에 영향을 주지 않도록 할 필요가 있다. 또한, 그 배치 장소가 제한된다.
예를 들어, 일본 특허 공개 공보 제2008-023987호에 개시된 프린트헤드에 온도 검지 회로가 배치되는 경우, 프린팅 소자, 그 배선, 잉크 공급 경로, 및 노즐 구조를 변경하지 않도록 할 필요가 있다.
본 발명은 상기한 종래의 과제를 해결하기 위한 것이며, 검지 소자를 배치할 때 구동 소자를 구비하는 구조, 기능, 및 성능에 대한 영향을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 데 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 양태는, 제1 저항 소자와 제2 저항 소자 - 제1 저항 소자와 제2 저항 소자의 각각은 제1 단자와 제2 단자를 구비하고, 미리 정해진 방향으로 배치되고, 제1 저항 소자와 제2 저항 소자의 제1 단자들은 전류를 공급하기 위한 제1 라인에 선택적으로 접속되고, 제1 저항 소자와 제2 저항 소자의 제2 단자들은 전류를 공급하기 위한 제2 라인에 공통 접속됨 - , 및 제1 저항 소자에 전력이 공급되고 제2 저항 소자에 전력이 공급되지 않는 동안 제1 저항 소자의 제1 단자의 전압과 제2 저항 소자의 제1 단자의 전압을 검지하기 위한 검지 수단을 포함하는 소자 기판을 제공한다.
본 발명의 추가 특징은 첨부도면을 참조한 하기 예시적 실시예의 설명으로부터 자명해질 것이다.
도 1은 소자 기판(101)을 배치함으로써 구성되는 장치를 예시하는 블록선도이다.
도 2는 도 1에 도시된 소자 기판(101)을 도시하는 결선도이다.
도 3a 및 도 3b는 각종 신호의 타이밍을 예시하는 타이밍 차트이다.
도 4는 프린팅 장치(10)의 제어 시스템의 구성을 예시하는 블록선도이다.
도 5a 및 도 5b는 제2 실시예에 따른 프린트헤드의 구성을 예시하는 도면이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 프린트헤드의 구성을 예시하는 도면이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 프린팅 소자 기판을 도시하는 결선도이다.
도 8a 내지 도 8c는 제3 실시예에 따른 프린트헤드의 구성을 예시하는 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 종래의 구성을 예시하는 도면이다.
도 10은 제3 실시예에 따른 프린팅 소자 기판을 도시하는 결선도이다.
도 11a 및 도 11b는 제3 실시예에 따른 프린팅 소자 기판의 구성을 예시하는 도면이다.
도 12는 제4 실시예에 따른 프린팅 소자 기판을 도시하는 결선도이다.
도 13은 제5 실시예에 따른 프린팅 소자 기판을 도시하는 결선도이다.
도 14는 제6 실시예에 따른 프린팅 소자 기판을 도시하는 결선도이다.
도 15a 내지 도 15c는 제7 실시예에 따른 프린트헤드의 구성을 예시하는 도면이다.
도 16은 제7 실시예에 따른 프린팅 소자 기판을 도시하는 결선도이다.
이제, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 자세히 설명할 것이다. 이하의 설명에서, "프린트"는 문자 및 도형과 같은 의미있는 정보의 형성을 포함할 뿐 아니라, 넓게는 의미가 있거나 없거나에 관계없이 또한 사람에 의해 시각적으로 인지되도록 시각화되는지에 관계없이 화상, 디자인, 패턴, 구조물 등을 프린팅 매체에 형성하는 것 또는 그 매체의 가공을 포함한다.
또한, "프린팅 매체"는 일반적인 프린팅 장치에 사용되는 종이를 포함할 뿐 아니라, 천, 플라스틱 필름, 금속판, 유리, 세라믹, 수지, 목재, 및 피혁과 같은 잉크를 수용할 수 있는 재료를 포함한다.
또한, "잉크"는 상기 "프린트"의 정의와 마찬가지로 넓게 해석되어야 한다. "잉크"는 프린팅 매체 상에 도포될 때 화상, 디자인, 패턴 등을 형성할 수 있거나, 프린팅 매체를 가공할 수 있거나, 또는 잉크 처리(예를 들면, 프린팅 매체에 도포되는 잉크에 함유된 착색제의 응고 또는 불용화)에 사용될 수 있는 액체를 포함한다.
또한, "프린팅 소자"("노즐"로 지칭되기도 함)는 일반적으로, 달리 명시되지 않는 한, 잉크 토출 오리피스 또는 이것과 연통되는 액체 채널, 및 잉크 토출에 사용되는 에너지를 발생시키기 위한 소자를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소자 기판(101)을 배치함으로써 구성되는 장치를 예시하는 블록선도이다.
컨트롤러(80)는 소자 기판(검지 회로)(101)에 각종 신호를 송신하여 소자 기판(101)의 동작을 통괄 제어한다. 컨트롤러(80)로부터 소자 기판(101)으로 송신되는 신호의 예로는 인에이블(enable) 신호(EN), 래치 신호(LT), 시리얼 데이터 신호(D_D, D_S), 및 클럭 신호(CLK_D, CLK_S)가 있다.
도 1에 도시된 소자 기판(101)의 구성의 일 예를 도 2를 참조하여 설명할 것이다. 네 개의 세그먼트에 대한 구동 소자 및 검지 소자가 배치된 구성을 예시할 것이다. 검지 소자는, 예를 들어, 일본 특허 공개 공보 제2008-023987호에서와 같이, 측온 저항체를 이용하는 온도 검지 회로, 서미스터를 이용하는 온도 검지 회로, 열전대를 이용하는 온도 검지 회로, CdS(광전효과)를 이용하는 광 검지 회로 등에 적용됨을 유의해야 한다. 검지 소자는, 검지 소자가 선택되지 않을 때 정전류원으로부터 전류를 받아도 DC 전압을 통전시키고(즉, 전압 강하를 발생시키지 않고) 2단자 소자이면 상기 예에 한정되지 않는다.
소자 기판(101)은 다수의 검지 소자를 구비한다. 이들 검지 소자는 각각의 구동 소자 근처에 대응하여 배치된다. Seg1의 구동 소자(115)의 한 단자는 구동 소자(115)에 구동 전압을 공급하기 위한 VD 배선에 (병렬로) 공통 접속되며, 다른 단자는 구동 스위치(116)에 접속된다. 구동 스위치(116)의 다른 단자는 VD의 복귀(회수) 목적지(return destination)로서 작용하는 GND 배선에 접속된다.
구동 스위치(116)는 구동 소자 선택 회로(117)에 접속되어 있으며, 이 회로(117)로부터의 선택 신호(검지 소자의 선택을 지정하기 위한 신호)(D1)에 따라 ON/OFF 제어된다. Seg2 내지 Seg4의 구동 소자(115)도 Seg1과 동일한 구성을 갖는다.
Seg1의 검지 소자(102)의 한 단자(제1 단자)는 정전류원으로부터 공급되는 정전류(IS)의 배선(정전류 공통 배선)에 공통 접속된다. 다른 단자(제2 단자: 저항체를 거쳐서 제1 단자의 반대측에 배치되는 단자)는 선택 스위치(103) 및 제2 판독(readout) 스위치(104)에 접속된다. 선택 스위치(103)는 검지 소자(102)를 선택하고, 선택된 검지 소자(102)(의 저항체)에 정전류원으로부터의 전류를 공급하여, 검지 소자(102)가 검지 동작을 수행하게 한다. 제2 판독 스위치(104)는 단자 전압을 판독하고 이를 제2 공통 배선(112)에 입력한다. 제2 판독 스위치(104)의 다른 단자는 제2 공통 배선(112)에 접속된다. 선택 스위치(103)의 다른 단자는 정전류(IS)의 복귀 목적지로서 작용하는 VSS 배선에 접속된다. 선택 스위치(103)를 턴온/오프시킴으로써, 검지 소자(의 저항체)에 정전류(IS)가 공급된다. 정전류원은 예를 들어 프린트헤드 컨트롤러(25)에 배치되는 것에 유의해야 한다.
검지 소자(102)의 단자 중에서, 정전류(IS)의 배선에 접속된 단자는 정전류(IS)의 배선 및 Seg2의 검지 소자(106)를 거쳐서 제1 판독 스위치(105)에 접속된다. 제1 판독 스위치(105)의 다른 단자는 제1 공통 배선(111)에 접속된다. 제1 판독 스위치(105)는 단자 전압을 판독하고, 이를 제1 공통 배선(111)에 입력한다.
Seg2 내지 Seg4의 검지 소자도 Seg1과 마찬가지로 접속된다. 각각의 검지 소자의 단자 중에서, 정전류(IS)의 배선에 공통 접속된 단자는 인접한 검지 소자를 거쳐서 제1 판독 스위치(105)에 접속된다. Seg4는 회로의 단부에 배치되며 정전류(IS)의 배선은 제1 판독 스위치(110)에 직접 접속되는 것에 유의해야 한다. Seg1 내지 Seg4의 선택 스위치 및 판독 스위치는 검지 소자 선택 회로(114)로부터의 선택 신호(S1 내지 S4)에 따라 ON/OFF 제어된다.
차동 증폭기(113)는 선택된 검지 소자의 단자 전압으로서 작용하는 V1, V2 신호를 공통 배선(111, 112)을 거쳐서 수신한다. V1, V2 신호(두 개의 단자 전압)가 수신되면, 차동 증폭기(113)는 전압 차에 대응하는 차동 신호(VS)를 발생한다. 차동 신호(VS)는 검지 소자를 통한 전압을 나타내는 검지 정보로서 작용한다. 차동 증폭기(113)는 검지 소자에 공급되는 전류가 판독 스위치와 공통 배선(111, 112) 사이의 경로에 유입되지 않도록 충분히 높은 입력 저항을 갖는 것에 유의해야 한다. 즉, V1, V2 신호에 대한 차동 증폭기(113)의 입력부는 높은 임피던스로 설정된다.
구동 소자 선택 회로(117)는 4-비트 시프트 레지스터 및 2-라인 디코더를 구비하며, 2×2 시분할 구동을 수행한다. 구동 소자 선택 회로(117)는 구동 소자를 온/오프시키기 위한 행(row) 데이터 및 블록을 지정하기 위한 열(column) 데이터를 수신하고, 선택 신호(D1 내지 D4)를 발생시킨다. 검지 소자 선택 회로(114)는 4-비트 시프트 레지스터를 구비한다. 검지 소자 선택 회로(114)는 시프트 클럭 및 스타트 펄스를 수신하고, 선택 신호(S1 내지 S4)를 발생시킨다.
소자 기판(101)에서의 동작을 설명할 것이다. Seg1의 검지 소자(102)가 선택되는 경우가 예시될 것이다.
먼저, 검지 소자 선택 회로(114)로부터의 선택 신호(S1)에 따라서 선택 스위치(103) 및 판독 스위치(104, 105)가 턴온된다. 선택 스위치(103)가 턴온되면, Seg1의 검지 소자(102)에 정전류(IS)가 공급된다. 이 때, 선택 스위치(107)는 OFF 상태이다. Seg2의 검지 소자(106)에는 정전류(IS)가 공급되지 않는다. 따라서, Seg1의 검지 소자(102)가 선택되고, 검지량에 대응하는 단자 전압을 발생시킨다.
이후, 선택 스위치(103) 측에서의 검지 소자(102)의 단자 전압(V2) 신호는 제2 판독 스위치(104)를 거쳐서 차동 증폭기(113)에 입력된다. 정전류(IS)의 배선 측에서의 검지 소자(102)의 단자 전압(V1) 신호[엄밀하게는, 정전류(IS)의 배선 측에서의 Seg2의 검지 소자(106)의 단자 전압]는 Seg2의 검지 소자(106) 및 제1 판독 스위치(105)를 거쳐서 차동 증폭기(113)에 입력된다. 선택 스위치(103)가 턴온되기 때문에, 정전류(IS)는 IS 단자로부터→a→b→c→VSS 단자로 흐른다. 대조적으로, 선택 스위치(107)가 턴오프되기 때문에 a-d 경로 또는 d-e 경로를 통해서 전류가 전혀 흐르지 않는다. 그러므로, 위치 a에서의 전압은, 위치 d에서의 전압 및 위치 e에서의 전압과 동일하다. 따라서, 위치 e에서의 전압을 판독 스위치(105)를 거쳐서 V1 신호로서 차동 증폭기(113)에 입력하는 것은 위치 a에서의 전압을 V1 신호로서 차동 증폭기(113)에 입력하는 것과 동등하다. 위치 b에서의 전압이 판독 스위치(104)를 거쳐서 V2 신호로서 차동 증폭기(113)에 입력된다.
V1 및 V2 신호가 수신되면, 차동 증폭기(113)는 검지 소자(102)를 통한 전압으로서 작용하는 차동 신호(VS)를 출력한다. Seg2 내지 Seg4에서도, 동일한 동작에 의해 검지 소자가 순차적으로 선택되고, 각 세그먼트의 온도 데이터를 판독한다.
컨트롤러(80)로부터 구동 소자 선택 회로(117)에 공급될 각종 신호 및 구동 소자 선택 회로(117)로부터 출력될 각종 신호를 도 3a를 참조하여 설명할 것이다. Seg1의 구동 소자(115)에 대응하는 선택 신호(D1)가 선택되는 경우가 예시될 것이다.
컨트롤러(80)는 2bit의 행 데이터(D0, D1)와 블록 데이터(B0, B1)를 시리얼 데이터 신호(D_D)에 포함되도록 설정하고, 이들을 전송 클럭 신호(CLK_D)와 동기시켜 소자 기판(101)에 전송한다. 소자 기판(101)은 컨트롤러(80)가 래치 신호(LT)를 전송하는 타이밍에 시리얼 데이터 신호를 래칭 및 보유한다. 이 래칭 직후에, 컨트롤러(80)는 인에이블 신호(EN)를 소자 기판(101)에 전송한다. 이로 인해, 구동 소자(115)에 인가 펄스가 공급된다.
다음으로, 데이터 전송 타이밍에 구동 소자를 하나씩 순차적으로 선택하고 이 구동 소자와 동기적으로 검지 소자를 선택하는 타이밍에 대해 도 3b를 참조하여 설명할 것이다.
타이밍 t1에서, 컨트롤러(80)는 시프트 클럭 신호(CLK_S)에 시프트 클럭을 공급하고 시리얼 데이터 신호(D_S)에 스타트 펄스를 공급함으로써, 검지 소자 선택 회로(114)로부터 출력되는 선택 신호(S1)를 인에이블시킨다. 그 결과, Seg1의 검지 소자(102)가 선택된다.
타이밍 t2에서, 구동 소자 선택 회로(117)는 선택 신호(D1)를 인에이블시켜 Seg1의 구동 소자(115)를 구동시킨다. 검지 소자(102)는 구동 ON과 OFF 사이의 선택 기간에 단자 전압 V1 신호 및 V2 신호를 출력한다. 이후, 차동 증폭기(113)는 차동 신호(VS)를 출력한다.
타이밍 t3에서, Seg2의 검지 소자(106)가 마찬가지로 선택된다. 타이밍 t4에서, Seg2의 구동 소자가 구동됨으로써 Seg2의 검지 정보가 출력된다. 동일한 방식으로, Seg3 및 Seg4가 순차적으로 선택되고, 전체 세그먼트의 검지 정보를 판독한다.
V1 신호 및 V2 신호의 파형은, 구동 소자가 가열 소자로서 작동하고 검지 소자가 온도 검지 소자로서 작동할 때의 파형을 예시한다. 이들 파형은 예일 뿐이며, 구동 소자 및 검지 소자에 따라 변화한다.
전술했듯이, 제1 실시예에 따르면, 정전류(IS)의 배선에 공통적으로 접속되는 검지 소자의 단자는 인접한 검지 소자의 배선을 이용하여 제1 공통 배선(111)에 접속된다. 이는 검지 소자의 두 단자를 위한 판독 배선 중 하나를 생략시킨다.
검지 소자 자체가 배선으로서 사용되기 때문에, 소자 기판(검지 회로)의 구성이 간소화된다. 또한, 구동 소자를 구비하는 구조, 기능 및 성능에 영향을 주지 않거나 그 영향을 감소시킴으로써 검지 소자가 기판 상에 설치될 수 있다.
(제2 실시예)
제2 실시예를 설명할 것이다. 제2 실시예는, 일본 특허 공개 공보 제2008-023987호에 제안된 잉크젯 프린트헤드(이하, 간단히 프린트헤드로 지칭)에서 전술한 소자 기판이 프린팅 소자 기판으로서 적용되는 경우를 설명할 것이다.
프린팅 장치(10)의 제어 시스템의 구성의 일 예를 도 4를 참조하여 설명할 것이다.
프린팅 장치(10)는 호스트 장치(40)에 접속된다. 호스트 장치(40)는 화상 데이터 공급원으로서 작용하는 컴퓨터(또는 화상 리더 또는 디지털 카메라)에 의해 실현된다. 호스트 장치(40)와 프린팅 장치(10)는 인터페이스(이하, I/F로 지칭됨)(11)를 거쳐서 화상 데이터, 커맨드 등을 교환한다.
프린팅 장치(10)에서는, 잉크젯 방식에 따라 잉크를 토출하여 프린팅하는 잉크젯 프린트헤드(이하, 프린트헤드로 지칭됨)(301)가 캐리지(도시되지 않음)에 탑재된다. 캐리지가 미리 정해진 방향으로 왕복이동하는 동안, 프린트헤드(301)는 프린팅한다. 보다 구체적으로, 프린트헤드는 프린팅 매체에 대해 상대 이동하면서 프린팅 매체 상에 화상을 프린팅한다.
컨트롤러(20)는 CPU(Central Processing Unit)(21), ROM(Read Only Memory)(22), RAM(Random Access Memory)(23), 화상 처리기(24), 프린트헤드 컨트롤러(25)를 포함한다.
CPU(21)는 컨트롤러(20)에서의 처리를 통괄 제어한다. ROM(22)은 프로그램 및 각종 데이터를 기억한다. RAM(23)은 CPU(21)에 의한 프로그램 실행 시에 작업 영역(work area)으로서 사용되고, 각종 연산 결과 등을 일시적으로 기억한다.
화상 처리기(24)는 호스트 장치(40)로부터 I/F(11)를 거쳐서 수신된 화상 데이터에 대해 각종 화상 처리를 수행한다.
프린트헤드 컨트롤러(25)는 프린트헤드(301)를 제어한다. 프린트헤드 컨트롤러(25)는 각종 신호를 생성하고, 이 생성된 신호를 프린트헤드(301)에 전송한다. 이들 신호를 사용하여, 프린트헤드 컨트롤러(25)는 프린트헤드(301)에 의한 시분할 구동을 제어한다. 프린트헤드(301)에 전송되는 신호의 예로는 히트 인에이블(heat enable) 신호(HE), 래치 신호(LT), 시리얼 데이터 신호(D_H, D_S), 클럭 신호(CLK_H, CLK_S)가 있다.
프린트헤드 컨트롤러(25)로부터 전송된 신호에 기초하여, 프린트헤드(301)는 프린트헤드(301) 내의 토출 오리피스로부터 잉크를 토출한다. 프린트헤드(301)는 프린팅 소자 기판(이하, 간단히 기판으로 지칭되기도 함)(302)을 구비한다. 기판 상에는 복수의 노즐 어레이가 배열된다. 프린트헤드(301)는 예를 들어, 열에너지를 이용하여 잉크를 토출하는 잉크젯 방식에 적합하다. 프린트헤드(301)는 히터 등으로 각각 형성되는 복수의 프린팅 소자, 및 히터의 구동을 제어하는 제어 회로를 구비한다. 히터는 각각의 노즐(토출 오리피스)에 대응하여 설치되며, 프린팅 신호에 따라 대응 히터에 펄스 전압이 인가된다.
제2 실시예에 따른 프린트헤드의 구성의 일 예를 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명할 것이다. 도 5a는 제2 실시예에 따른 프린트헤드를 도시하는 사시도이다. 도 5b는 도 5a에 도시된 A-A'선을 따라 취한 단면 구성을 예시하는 단면도이다.
프린팅 소자 기판(302)을 통해서 프린트헤드(301)의 하면에서 상면으로 연장되어 잉크를 공급하도록 잉크 공급 포트(303)가 형성된다. 프린팅 소자 기판(302)은 전기열 변환(열에너지 발생)을 수행하기 위한 구동 소자로서 작용하는 프린팅 소자(305), 및 검지 소자로서 박막 저항체로 형성된 온도 검지 소자(304)를 구비한다.
오리피스 판(307)에는 프린팅 소자(305)에 대응하여 노즐(308)이 형성된다. 노즐(N0 내지 N7)은 잉크 공급 포트(303)의 두 측부에 노즐 배열 방향으로 교대로 2열로 배치된다. 전극 단자(306)는 외부 배선에 접속되도록 배치된다.
도 5b에 도시하듯이, 프린팅 소자(305) 및 온도 검지 소자(304)는 쌍으로 형성되며, 한 쌍의 프린팅 소자(305) 및 온도 검지 소자(304)는 잉크 공급 포트(303)의 두 측부에 배치된다. 오리피스 판(307)에는, 잉크 공급 포트(303)와 연통하는 압력 챔버(309)와, 노즐(308)이 프린팅 소자에 대응하여 형성된다.
도 6은 프린팅 소자 기판(302)의 평면 구성 및 단면 구성을 예시하는 도면이다. 도 6은 노즐은 도시하고 있지 않다.
실리콘 기판(401) 상에는 SiO2 등의 필드 산화막(402)과 절연막(403)이 적층된다. 절연막(403) 상에는 Al, Pt, Ti, Ta 등의 박막 저항체로서 작용하는 온도 검지 소자(405), 및 알루미늄 등의 AL1 배선(404)이 형성된다. 온도 검지 소자(405) 및 AL1 배선(404) 상에는 SiO 등의 층간 절연막(406)이 적층된다. 층간 절연막(406) 상에는 전기열 변환을 위한 TaSiN 등의 프린팅 소자(407)와, 실리콘 기판 상에 형성된 구동 회로를 접속하기 위한 알루미늄 등의 AL2 배선(408)이 형성된다. 또한, 프린팅 소자(407) 및 AL2 배선(408) 상에는 SiN 등의 보호막(409), 및 프린팅 소자 상의 캐비테이션(cavitation) 내성을 증진시키기 위한 Ta 등의 캐비테이션 방지막(410)이 적층된다.
도 6의 상부에 도시하는 평면도는, 프린팅 소자(407), 구동 회로를 접속하기 위한 AL2 배선(408), 쇄선에 의해 둘러싸인 온도 검지 소자(405), 상기 온도 검지 소자(405)의 개별 배선으로서 작용하는 AL1 배선(404A), 및 공통 배선으로서 작용하는 AL1 배선(404B)을 도시한다. 온도 검지 소자(405)는 저항치 및 검지 신호를 증가시킴으로써 온도 데이터를 고정확도로 검지하도록 사행(serpentine) 형상을 갖는다. 온도 검지 소자(405)는 AL1 배선층에서 증착 및 패터닝을 수행함으로써 종래의 프린팅 소자 기판의 구조를 변경하지 않고 제작된다.
도 7은 프린팅 소자 기판(302)의 구성을 예시하는 회로도이다. 프린팅 소자 기판(302)의 구성은 4세그먼트의 2열의 프린팅 소자 및 온도 검지 소자가 배치되는 구성을 예시함으로써 설명될 것이다. 회로와 잉크 공급 포트 사이의 배치 관계를 명시하기 위해 잉크 공급 포트(515)도 도시되는 것에 유의해야 한다.
Seg0의 프린팅 소자(513)의 한 단자는 프린팅 소자(513)에 구동 전압을 공급하기 위한 VH_E 배선에 접속되고, 다른 단자는 구동 스위치(514)에 접속된다. 구동 스위치(514)의 다른 단자는 VH_E의 복귀 목적지로서 작용하는 GND_E 배선에 접속된다. 구동 스위치(514)는 프린팅 소자 선택 회로(도시되지 않음)로부터의 선택 신호(H0)에 따라 ON/OFF 제어된다. Seg2, Seg4 및 Seg6도 Seg0과 동일한 접속을 갖는다. 잉크 공급 포트(515)를 거쳐서 Seg0, Seg2, Seg4 및 Seg6과 대향하는 위치에 배치된 Seg1, Seg3, Seg5 및 Seg7도 동일한 접속을 갖는다.
Seg0의 온도 검지 소자(501)의 한 단자는 온도 검지 소자(501)에 전력을 공급하기 위한 정전류(IS)의 배선에 공통 접속된다. 다른 단자는 선택 스위치(502) 및 단자 전압을 판독하기 위한 제2 판독 스위치(503)에 접속된다. 제2 판독 스위치(503)의 다른 단자는 제2 공통 배선(511)에 접속된다.
선택 스위치(502)의 다른 단자는 정전류(IS)의 복귀 목적지로서 작용하는 VSS 배선에 접속된다. 온도 검지 소자(501)의 단자 중에서, 정전류(IS)의 배선에 접속된 단자는, 정전류(IS)의 배선 및 Seg2의 온도 검지 소자(505)를 거쳐서 제1 판독 스위치(504)에 접속된다. 제1 판독 스위치(504)의 다른 단자는 제1 공통 배선(510)에 접속된다. Seg2, Seg4 및 Seg6의 온도 검지 소자도 Seg0과 마찬가지로 접속된다.
이런 식으로, 온도 검지 소자의 단자 중에서, 정전류(IS)의 배선에 공통 접속되어 있는 단자는, 인접하는 온도 검지 소자를 거쳐서 제1 판독 스위치에 접속된다. Seg6은 회로 단부에 배치되고 정전류(IS)의 배선은 판독 스위치(509)에 직접 접속되는 것에 유의해야 한다. 따라서, Seg6의 온도 검지 소자의 한 단자는 공통 배선(510)에 접속된다.
공통 배선(510, 511)은 차동 증폭기(512)에 접속된다. Seg0 내지 Seg6의 선택 스위치 및 판독 스위치는 온도 검지 소자 선택 회로(도시되지 않음)로부터의 선택 신호(S0 내지 S6)에 따라 ON/OFF 제어된다. 잉크 공급 포트(515)를 거쳐서 Seg0, Seg2, Seg4 및 Seg6과 대향하는 Seg1, Seg3, Seg5 및 Seg7도 동일한 접속을 갖는다.
프린팅 소자 기판(302) 상에는, 프린팅 소자 선택 회로 및 온도 검지 소자 선택 회로도 배치된다. 이들 회로는 제1 실시예에 기재된 구동 소자 선택 회로(117) 및 검지 소자 선택 회로(114)와 동일한 구성 및 동작을 가지며, 그 상세한 설명은 반복되지 않을 것이다.
프린팅 소자 기판(302)에서의 동작을 설명할 것이다. 여기에서는 Seg0이 예시될 것이다.
먼저, 온도 검지 소자 선택 회로(도시되지 않음)는 선택 신호(S0)를 인에이블시켜 선택 스위치(502) 및 판독 스위치(503, 504)를 턴온시킴으로써, Seg0의 온도 검지 소자(501)를 선택한다.
선택 스위치(502)가 턴온되면, 온도 검지 소자(501)에 정전류(IS)가 공급되고, 온도 검지 소자(501)는 온도에 대응하는 단자 전압을 출력한다. 선택 스위치(502) 측에서의 온도 검지 소자(501)의 단자 전압(V2) 신호는 제2 판독 스위치(503)를 거쳐서 차동 증폭기(512)에 입력된다. 정전류(IS)의 배선 측에서의 온도 검지 소자(501)의 단자 전압(V1) 신호는 Seg2의 온도 검지 소자(505) 및 제1 판독 스위치(504)를 거쳐서 차동 증폭기(512)에 입력된다.
V1 및 V2 신호가 수신되면, 차동 증폭기(512)는 온도 검지 소자(501)를 통한 전압으로서 작용하는 차동 신호(VS)를 출력한다. 동일한 방식으로, Seg2, Seg4 및 Seg6도 순차적으로 선택되고, 각 세그먼트의 검지 정보(온도 데이터)를 판독한다. 온도 데이터도 동일한 동작에 의해 Seg1, Seg3, Seg5 및 Seg7로부터 판독된다. 복수의 구동 소자의 시분할 구동은 Seg0, Seg2, Seg4 및 Seg6의 그룹과 Seg1, Seg3, Seg5 및 Seg7의 그룹으로 각각 수행되는 것에 유의해야 한다.
전술했듯이, 제2 실시예에 따르면, 정전류(IS)의 배선에 공통 접속되는 온도 검지 소자(501)의 단자는 인접한 온도 검지 소자를 사용하여 제1 공통 배선(510)에 접속된다. 이는 온도 검지 소자의 두 개의 단자에 대한 판독 배선 중 하나를 생략시킨다.
온도 검지 소자 자체가 배선으로서 사용되기 때문에, 프린팅 소자 기판의 구성이 간소화된다. 프린팅 소자를 구비하는 구조, 기능 및 성능에 영향을 주지 않거나 그 영향을 감소시킴으로써 온도 검지 소자가 설치될 수 있다.
(제3 실시예)
제3 실시예를 설명할 것이다. 제3 실시예는, 일본 특허 공개 공보 제2010-201921호에 제안된 채널 구조를 갖는 프린트헤드에 전술한 온도 검지 회로가 프린팅 소자 기판으로서 적용되는 경우를 설명할 것이다.
일본 특허 공개 공보 제2010-201921호에서는, 잉크 채널이 토출 오리피스에 대해 대칭적으로 배치되어 있다. 일본 특허 공개 공보 제2010-201921호는, 복수의 독립 공급 포트에 의해 끼워진 잉크 채널에서 토출 주파수가 증가되고, 토출 오리피스 사이의 압력 크로스토크가 감소되어 잉크를 안정적으로 토출하는 구성을 개시하고 있다. 프린팅 장치(10)의 제어 시스템의 구성은 제2 실시예에 기재된 도 4에서의 구성과 동일하며 그 설명이 반복되지 않을 것임에 유의해야 한다.
제3 실시예에 따른 프린트헤드의 구성의 일 예를 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 설명할 것이다. 도 8a는 제3 실시예에 따른 프린트헤드를 도시하는 사시도이다. 도 8b는 도 8a에 도시된 A-A'선을 따라 취한 단면 구성을 예시하는 단면도이다. 도 8c는 도 8a에 도시된 B-B'선을 따라 취한 단면 구성을 예시하는 단면도이다.
프린트헤드(601)에는 공통 공급 포트(603)가 형성되어 있으며, 복수의 독립 공급 포트(604)는 공통 공급 포트(603)를 거쳐서 잉크의 공급을 수용한다. 독립 공급 포트(604)는 프린팅 소자 기판(602)의 상부에 형성된다. 전기열 변환을 수행하기 위한 구동 소자로서 작용하는 프린팅 소자(606), 및 검지 소자로서 박막 저항체로 형성된 온도 검지 소자(605)가 설치되어 있다. 전극 단자(607)는 외부 배선에 접속되도록 설치된다.
도 8c에 도시하듯이, 프린팅 소자(606) 및 온도 검지 소자(605)는 쌍으로 형성되며, 독립 공급 포트의 사이의 빔 상에 배치된다. 오리피스 판(608)에는, 독립 공급 포트(604)와 연통하는 압력 챔버(611)와, 노즐(609)이 프린팅 소자에 대응하여 형성된다.
프린트헤드(601)에는, 프린팅 소자 기판(602)에 형성된 공통 공급 포트(603), 독립 공급 포트(604), 및 오리피스 판(608)의 액체 챔버(610)가 상호 연통하는 잉크 공급 경로가 형성된다.
제3 실시예에 따른 온도 검지 회로의 비교예로서, 종래의 온도 검지 회로의 구성의 일 예를 설명할 것이다.
도 9a에는 프린팅 소자 및 온도 검지 소자가 배치되는 온도 검지 회로의 구성을 예시한다. 회로와 독립 공급 포트 사이의 배치 관계를 명시하기 위해 독립 공급 포트(811, 812)도 도시되어 있다.
프린팅 소자(809)는 독립 공급 포트(811, 812) 사이의 빔 상에 배치된다. 프린팅 소자(809)의 한 단자는 VH 배선에 접속되고, 다른 단자는 구동 스위치(810)에 접속된다. 구동 스위치(810)의 다른 단자는 VH의 복귀 목적지로서 작용하는 GND 배선에 접속된다. 구동 스위치(810)는 프린팅 소자 선택 회로(도시되지 않음)로부터의 선택 신호(H)에 따라 ON/OFF 제어된다.
온도 검지 소자(801)의 한 단자는 온도 검지 소자(801)에 전력을 공급하기 위한 정전류(IS)의 배선에 공통 접속되며, 또한 단자 전압을 판독하기 위한 제1 판독 스위치(804)에 접속된다. 온도 검지 소자(801)의 다른 단자는 선택 스위치(802) 및 단자 전압을 판독하기 위한 제2 판독 스위치(803)에 접속된다.
판독 스위치(804)의 다른 단자는 독립 공급 포트(811, 812) 사이에서 연장되는 배선(805)을 거쳐서 제1 공통 배선(807)에 접속된다. 판독 스위치(803)의 다른 단자는 제2 공통 배선(808)에 접속된다.
공통 배선(807, 808)은 차동 증폭기(도시되지 않음)에 접속된다. 공통 배선(807, 808)은 다른 배선과의 정전 결합 또는 유도 결합에 의해 발생되는 동상 잡음(common mode noise)이 중첩되어도 차동 증폭기가 이 잡음을 캔슬시키도록 상호 인접하여 평행 배선되어 있음에 유의해야 한다. 온도 검지 소자를 ON/OFF 제어하기 위한 선택 신호(S)의 배선(806)은 선택 스위치(802) 및 판독 스위치(803, 804)에 접속된다.
도 9b는 독립 공급 포트(811, 812) 근처에 배치된 프린팅 소자(809) 및 온도 검지 소자(801)의 회로 구성을 예시하는 도면이다. 세 개의 배선층, 즉 폴리실리콘 등의 POL 배선, 알루미늄 등의 AL1 및 AL2 배선이 배치되고, 스위치가 MOS 트랜지스터로 형성되는 레이아웃이 예시될 것이다.
프린팅 소자(809)의 한 단자는 AL2 배선에 의해 VH에 접속된다. 프린팅 소자(809)의 다른 단자는 AL2 배선 및 관통구멍(through-hole)(TH)을 거쳐서 구동 스위치(810)의 드레인 전극의 AL1 배선에 접속된다. 구동 스위치(810)의 소스 전극의 AL1 배선은 관통 구멍(TH)을 거쳐서 AL2 배선의 GND 배선에 접속된다. 게이트 전극의 POL 배선은 선택 신호(H)에 접속된다.
온도 검지 소자(801)의 한 단자는 정전류(IS)의 AL1 배선, 및 제1 판독 스위치(804)의 소스 전극으로서 작용하는 AL1 배선에 접속된다. 온도 검지 소자(801)의 다른 단자는 AL1 배선에 의해 선택 스위치(802)의 드레인 전극으로서 작용하는 AL1 배선 및 제2 판독 스위치(803)의 소스 전극으로서 작용하는 AL1 배선에 접속된다.
선택 스위치(802)의 소스 전극의 AL1 배선은 AL1 배선의 VSS에 접속된다. 제1 판독 스위치(804)의 드레인 전극은 독립 공급 포트 사이의 빔을 통해서 연장되며, 배선(805)에 의해 컨택트(CNT)를 거쳐서 POL 배선에 접속된다. 제1 판독 스위치(804)의 드레인 전극은 또한 컨택트(CNT)를 거쳐서 AL1 배선의 제1 공통 배선(V1)에 접속된다.
제2 판독 스위치(803)의 드레인 전극은 AL1 배선으로부터 컨택트(CNT)를 거쳐서 POL 배선에 접속된다. 제2 판독 스위치(803)의 드레인 전극은 또한 컨택트(CNT)를 거쳐서 AL1 배선의 제2 공통 배선(V2)에 접속된다. 판독 스위치(803, 804)의 게이트 전극의 POL 배선은 독립 공급 포트 사이의 빔을 통해서 연장되도록 레이아웃되어 있다. 이 배선은 선택 스위치(802)의 게이트 전극에 접속되며, 온도 검지 소자를 선택하기 위한 선택 신호(S)가 전송된다.
도 9c는 도 9b에 도시된 A-A'선을 따라 취한 단면 구성을 예시하는 단면도이다. 보다 구체적으로, 도 9c는 공급 포트 에지(E)로부터 프린팅 소자(809)의 중심(C)까지의 프린팅 소자 기판의 단면을 도시하는 단면도이다.
실리콘 기판(813) 상에는 산화막이 배치된다. 산화막 상에는, 제1 배선층(POL)의 폴리실리콘 배선(806), 절연층, 제2 배선층(AL1)의 알루미늄 배선(805) 및 온도 검지 소자(801)가 형성된다. 또한, 이 구조물 상에는 절연층, 프린팅 소자(809), 절연층, 및 캐비테이션 방지층이 형성된다. 도시되지 않았지만, 캐비테이션 방지층 상에는 채널이 노즐 부재로 형성된다. 프린팅 소자(809)와 독립 공급 포트 에지(E) 사이에는 배선 영역(M)이 형성된다. 이 배선 영역(M)에서, AL1 배선(805) 및 POL 배선(806)은 독립 공급 포트(811, 812) 사이에서 연장되도록 레이아웃된다.
종래 구성에서는, AL1 배선(805) 및 POL 배선(806)이 독립 공급 포트(811, 812) 사이에서 연장될 필요가 있다. 이러한 이유로, 배선 영역(M)이 필요하고, 독립 공급 포트 에지(E)로부터 프린팅 소자(809)의 중심(C)까지 채널 길이(L)가 증가된다.
큰 채널 길이는 일본 특허 공개 공보 제2010-201921호에 기재되어 있는 토출 주파수 증가 효과를 감소시킨다. 또한, 노즐 사이의 간격도 증가하여, 해상도 증가를 제약한다. 해상도를 유지하기 위해서는, 노즐열 방향으로의 공급 포트 폭이 감소될 필요가 있다. 유동 저항을 균일화하기 위해서는, 길이 방향으로의 공급 포트 개수가 증가되어야 하며, 결과적으로 프린팅 소자 기판이 대형화된다.
종래 구성의 과제를 해결하기 위한 구성을 설명할 것이다. 즉, 제3 실시예에 따른 구성을 설명할 것이다. 프린팅 소자 기판(701)의 결선도의 일 예에 대해 도 10을 참조하여 설명할 것이다. 네 개의 세그먼트에 대한 프린팅 소자 및 온도 검지 소자가 배치되는 구성이 예시될 것이다. 회로와 독립 공급 포트 사이의 배치 관계를 명시하기 위해 독립 공급 포트(718, 719)도 도시되어 있음에 유의해야 한다.
Seg1의 프린팅 소자(715)는 독립 공급 포트(718, 719) 사이의 빔 상에 배치된다. Seg1의 프린팅 소자(715)의 한 단자는 프린팅 소자(715)에 전압을 공급하기 위한 VH 배선에 접속되며, 다른 단자는 구동 스위치(716)에 접속된다. 구동 스위치(716)의 다른 단자는 VH의 복귀 목적지로서 작용하는 GND 배선에 접속된다.
구동 스위치(716)는 프린팅 소자 선택 회로(717)로부터의 선택 신호(H1)에 따라 ON/OFF 제어된다. Seg2 내지 Seg4도 Seg1과 동일한 접속을 갖는다. 프린팅 소자 선택 회로(717)는 제1 실시예에 기재된 구동 소자 선택 회로(117)와 동일한 기능을 가지며, 그 상세한 설명은 반복되지 않을 것이다.
Seg1의 온도 검지 소자(702)의 한 단자는 온도 검지 소자(702)에 공급될 정전류(IS)의 배선에 공통 접속된다. Seg1의 온도 검지 소자(702)의 다른 단자는 선택 스위치(703) 및 단자 전압을 판독하기 위한 제2 판독 스위치(704)에 접속된다. 제2 판독 스위치(704)의 다른 단자는 제2 공통 배선(712)에 접속된다. 선택 스위치(703)의 다른 단자는 정전류(IS)의 복귀 목적지로서 작용하는 VSS 배선에 접속된다. 정전류(IS)의 배선에 접속되는 온도 검지 소자(702)의 단자는 정전류(IS)의 배선 및 Seg2의 온도 검지 소자(706)를 거쳐서 제1 판독 스위치(705)에 접속된다. 제1 판독 스위치(705)의 다른 단자는 제1 공통 배선(711)에 접속된다. Seg2 내지 Seg4의 온도 검지 소자도 Seg1과 마찬가지로 접속된다.
이런 식으로, 정전류(IS)의 배선에 공통 접속되는 온도 검지 소자의 단자는 인접한 온도 검지 소자를 거쳐서 제1 판독 스위치에 접속된다. Seg4는 회로의 단부에 설치되며 정전류(IS)의 배선은 판독 스위치(710)에 직접 접속되는 것에 유의해야 한다. Seg4의 온도 검지 소자의 한 단자는 공통 배선(711)에 접속된다.
공통 배선(711, 712)은 차동 증폭기(713)에 접속된다. Seg1 내지 Seg4의 선택 스위치 및 판독 스위치는 온도 검지 소자 선택 회로(714)로부터 출력되는 선택 신호(S1 내지 S4)에 따라서 ON/OFF 제어된다. 온도 검지 소자 선택 회로(714)는 제1 실시예에 기재된 검지 소자 선택 회로(114)와 동일한 기능을 가지며, 그 상세한 설명은 반복되지 않을 것이다.
도 11a는 도 10의 영역 A에서의 회로의 레이아웃을 예시하는 도면이다. 보다 구체적으로, 도 11a는 독립 공급 포트(719) 근처에 배치되는 프린팅 소자(715) 및 온도 검지 소자(702)의 회로 구성의 레이아웃을 예시한다. 세 개의 배선층, 즉 폴리실리콘 등의 POL 배선, 알루미늄 등의 AL1 및 AL2 배선이 배치되고, 스위치가 MOS 트랜지스터로 형성되는 레이아웃이 예시될 것이다.
프린팅 소자(715)의 한 단자는 AL2 배선에 의해 VH 배선에 접속된다. 프린팅 소자(715)의 다른 단자는 AL2 배선 및 관통 구멍(TH)을 거쳐서 구동 스위치(716)의 드레인 전극의 AL1 배선에 접속된다. 구동 스위치(716)의 소스 전극의 AL1 배선은 관통 구멍(TH)을 거쳐서 AL2 배선의 GND 배선과 접속된다. 게이트 전극의 POL 배선은 프린팅 소자 선택 회로(717)로부터의 선택 신호(H1)에 접속된다.
온도 검지 소자(702)의 한 단자는 정전류(IS)의 AL1 배선에 공통 접속된다. 온도 검지 소자(702)의 다른 단자는 AL1 배선에 의해 선택 스위치(703)의 드레인 전극의 AL1 배선, 및 제2 판독 스위치(704)의 소스 전극으로서 작용하는 AL1 배선에 접속된다. 선택 스위치(703)의 소스 전극의 AL1 배선은 AL1 배선의 VSS 배선에 접속된다. 제2 판독 스위치(704)의 드레인 전극은 AL1 배선으로부터 컨택트(CNT)를 거쳐서 POL 배선에 접속된다. 제2 판독 스위치(704)의 드레인 전극은 또한 컨택트(CNT)를 거쳐서 AL1 배선의 제2 공통 배선(V2)에 접속된다.
온도 검지 소자(702)의 단자 중에서, 정전류(IS)의 AL1 배선에 접속된 단자는 정전류(IS)의 AL1 배선 및 Seg2의 온도 검지 소자(706)를 거쳐서 AL1 배선에 의해 제1 판독 스위치(705)의 소스 전극에 접속된다. 판독 스위치(705)의 드레인 전극은 AL1 배선으로부터 컨택트(CNT)를 거쳐서 POL 배선에 접속된다. 판독 스위치(705)의 드레인 전극은 또한 컨택트(CNT)를 거쳐서 AL1 배선의 제1 공통 배선(V1)에 접속된다.
도 11b는 도 11a에 도시된 A-A'선을 따라 취한 단면 구성을 예시하는 단면도이다. 도 11b는 독립 공급 포트 에지(E)로부터 프린팅 소자(715)의 중심(C)까지의 프린팅 소자 기판(701)의 단면을 도시하는 단면도이다.
도 11b에 도시된 구성에서는, 도 9c에 도시된 종래 구성과 달리, 프린팅 소자(715) 및 온도 검지 소자(702)만 레이아웃되어 있으며, 온도 검지 회로에 관한 배선 영역(M)이 생략된다. 그 결과, 채널 길이(L)가 증가될 필요가 없다.
도 10, 도 11a 및 도 11b를 참조하여 기재된 제3 실시예에 따른 프린팅 소자 기판(701)에서의 동작을 설명할 것이다. 여기에서는, Seg1이 예시될 것이다.
먼저, 온도 검지 소자 선택 회로(714)는 선택 회로(S1)를 인에이블시켜 선택 스위치(703) 및 판독 스위치(704, 705)를 턴온시킴으로써, Seg1의 온도 검지 소자(702)를 선택한다.
선택 스위치(703)가 턴온되면, 온도 검지 소자(702)에 정전류(IS)가 공급되고, 온도 검지 소자(702)는 온도에 대응하는 단자 전압을 출력한다. 선택 스위치(703) 측에서의 온도 검지 소자(702)의 단자 전압(V2) 신호는 판독 스위치(704)를 거쳐서 차동 증폭기(713)에 입력된다. 정전류(IS)의 배선 측에서의 온도 검지 소자(702)의 단자 전압(V1) 신호는 Seg2의 온도 검지 소자(706) 및 판독 스위치(705)를 거쳐서 차동 증폭기(713)에 입력된다.
V1 및 V2 신호가 수신되면, 차동 증폭기(713)는 온도 검지 소자(702)를 통한 전압으로서 작용하는 차동 신호(VS)를 출력한다. 동일한 방식으로, Seg2 내지 Seg4가 순차적으로 선택되고, 각 세그먼트의 검지 정보(온도 데이터)를 판독한다. 프린팅 소자 선택 회로(717) 및 온도 검지 소자 선택 회로(714)는 제1 실시예에 기재된 구동 소자 선택 회로(117) 및 검지 소자 선택 회로(114)와 동일한 구성 및 동작을 가지며 그 설명이 반복되지 않을 것임에 유의해야 한다.
전술했듯이, 제3 실시예에 따르면, 정전류(IS)의 배선에 공통 접속되는 온도 검지 소자의 단자는 인접한 온도 검지 소자를 배선으로서 사용하여 제1 공통 배선에 접속된다. 이 구성은 독립 공급 포트 사이에서 연장되는 배선을 생략시킬 수 있다. 그 결과, 채널 길이 및 독립 공급 포트의 채널 영역에 영향을 주지 않고 온도 검지 회로가 배치될 수 있다.
(제4 실시예)
제4 실시예를 설명할 것이다. 제1 내지 제3 실시예에서, 온도 검지 소자는 인접한 온도 검지 소자를 거쳐서 접속된다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 온도 검지 소자는 두 세그먼트 이상 이격된 온도 검지 소자를 거쳐서 접속될 수 있다. 즉, 온도 검지 소자는, 선택 스위치에 의해 선택된 검지 소자를 제외한 임의의 온도 검지 소자를 거쳐서 접속될 수 있다. 제2의 인접한 온도 검지 소자를 거친 접속 구성의 일 예를 설명할 것이다. 프린팅 장치(10)의 제어 시스템의 구성은 제2 실시예에 기재된 도 4에서의 구성과 동일하며, 그 설명이 반복되지 않을 것임에 유의해야 한다.
도 12는 제4 실시예에 따른 프린팅 소자 기판의 결선도를 예시한다. 회로와 독립 공급 포트 사이의 배치 관계를 명시하기 위해 독립 공급 포트(920, 921)도 도시되어 있다.
Seg1의 온도 검지 소자(901)의 한 단자는 온도 검지 소자에 전력을 공급하기 위한 정전류(IS)의 배선에 공통 접속된다. Seg1의 온도 검지 소자(901)의 다른 단자는 선택 스위치(902) 및 단자 전압을 판독하기 위한 제2 판독 스위치(903)에 접속된다. 판독 스위치(903)의 다른 단자는 제2 공통 배선(914)에 접속된다. 선택 스위치(902)의 다른 단자는 정전류(IS)의 복귀 목적지로서 작용하는 VSS 배선에 접속된다.
온도 검지 소자(901)의 공통 접속된 단자는 정전류(IS)의 배선 및 Seg3의 온도 검지 소자(910)를 거쳐서 제1 판독 스위치(908)에 접속된다. 제1 판독 스위치(908)의 다른 단자는 제1 공통 배선(913)에 접속된다.
공통 배선(913, 914)은 차동 증폭기(915)에 접속된다. 온도 검지 소자 선택 회로(도시되지 않음)로부터 출력되는 선택 신호(S1)는 선택 스위치(902), 제2 판독 스위치(903) 및 제1 판독 스위치(908에 공급된다.
Seg1과 마찬가지로, Seg2의 온도 검지 소자(905)도 Seg4의 제2의 인접한 온도 검지 소자(911)를 거쳐서 제1 판독 스위치(909)에 접속된다. Seg3의 온도 검지 소자(910)에서, 정전류(IS)의 배선은 제1 판독 스위치(912)에 직접 접속된다. Seg3의 온도 검지 소자(910)의 한 단자는 제1 공통 배선(913)에 접속된다. Seg4의 온도 검지 소자(911)는 Seg2의 온도 검지 소자(905)를 거쳐서 제1 판독 스위치(904)에 접속된다. Seg4의 온도 검지 소자(911)의 한 단자는 제1 공통 배선(913)에 접속된다.
전술한 프린팅 소자 기판에서의 동작을 설명할 것이다. 여기에서는 Seg1이 예시될 것이다.
먼저, 온도 검지 소자 선택 회로(도시되지 않음)는 선택 신호(S1)를 인에이블시켜 선택 스위치(902) 및 판독 스위치(903, 908)를 턴온시킴으로써, Seg1의 온도 검지 소자(901)를 선택한다.
선택 스위치(902)가 턴온되면, 온도 검지 소자(901)에 정전류(IS)가 공급되고, 온도 검지 소자(901)는 온도에 대응하는 단자 전압을 출력한다. 선택 스위치(902) 측에서의 온도 검지 소자(901)의 단자 전압(V2) 신호는 제2 판독 스위치(903)를 거쳐서 차동 증폭기(915)에 입력된다. 정전류(IS)의 배선 측에서의 온도 검지 소자(901)의 단자 전압(V1) 신호는 Seg3의 온도 검지 소자(910) 및 제1 판독 스위치(908)를 거쳐서 차동 증폭기(915)에 입력된다.
V1 및 V2 신호가 수신되면, 차동 증폭기(915)는 온도 검지 소자(901)를 통한 전압으로서 작용하는 차동 신호(VS)를 출력한다. 동일한 방식으로, Seg2 내지 Seg4도 순차적으로 선택되고, 각 세그먼트의 검지 정보(온도 데이터)를 판독한다.
전술했듯이, 제4 실시예에 따르면, 판독 스위치에 대한 선택 신호(S1 내지 S4)의 접속을 변경함으로써, 이격된 온도 검지 소자를 거쳐서 선택된 온도 검지 소자의 온도 데이터가 판독할 수 있다. 두 세그먼트 이상 이격된 온도 검지 소자를 거쳐서 온도 검지 소자가 제1 공통 배선에 접속되더라도 제1 내지 제3 실시예와 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
(제5 실시예)
제5 실시예를 설명할 것이다. 제1 내지 제4 실시예에서는, 온도 검지 소자가 하나의 온도 검지 소자를 거쳐서 접속된다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 13에 도시된 구성을 설명할 것이다. 프린팅 장치(10)의 제어 시스템의 구성은 제2 실시예에 기재된 도 4의 구성과 동일하며 그 설명이 반복되지 않을 것임에 유의해야 한다.
도 13은 제5 실시예에 따른 프린팅 소자 기판의 결선도를 예시한다. 회로와 독립 공급 포트 사이의 배치 관계를 명시하기 위해 독립 공급 포트(1013, 1014)도 도시되어 있다.
Seg1의 온도 검지 소자(1001)의 한 단자(제1 단자)는, 온도 검지 소자(1001)에 전류를 공급하기 위한 정전류(IS)의 배선에 공통 접속된다. Seg1의 온도 검지 소자(1001)의 다른 단자(제2 단자)는 선택 스위치(1002) 및 단자 전압을 판독하기 위한 판독 스위치(1003)에 접속된다. 판독 스위치(1003)의 다른 단자는 제2 공통 배선(1009)에 접속된다. 선택 스위치(1002)의 다른 단자는 정전류(IS)의 복귀 목적지로서 작용하는 VSS 배선에 접속된다.
정전류(IS)의 배선에 공통 접속되는 온도 검지 소자(1001)의 단자는 정전류(IS)의 배선 및 배선(1007)(즉, 다른 모든 온도 검지 소자)을 거쳐서 제1 공통 배선(1008)에 접속된다. 공통 배선(1008, 1009)은 차동 증폭기(1010)에 접속된다.
온도 검지 소자 선택 회로(도시되지 않음)는 선택 신호(S1)를 출력하여 선택 스위치(1002) 및 판독 스위치(1003)를 턴온시킨다. Seg2 내지 Seg4의 온도 검지 소자도 Seg1과 마찬가지로 접속된다.
전술한 프린팅 소자 기판에서의 동작을 설명할 것이다. 여기에서는 Seg1이 예시될 것이다.
먼저, 온도 검지 소자 선택 회로(도시되지 않음)는 선택 신호(S1)를 인에이블시켜 선택 스위치(1002) 및 판독 스위치(1003)를 턴온시킴으로써, Seg1의 온도 검지 소자(1001)를 선택한다.
선택 스위치(1002)가 턴온되면, 온도 검지 소자(1001)에 정전류(IS)가 공급되며, 온도 검지 소자(1001)는 온도에 대응하는 단자 전압을 출력한다. 선택 스위치(1002) 측에서의 온도 검지 소자(1001)의 단자 전압(V2) 신호는 판독 스위치(1003)를 거쳐서 차동 증폭기(1010)에 입력된다. 정전류(IS)의 배선 측에서의 온도 검지 소자(1001)의 단자 전압(V1) 신호는 Seg2 내지 Seg4의 온도 검지 소자를 거쳐서 차동 증폭기(1010)에 입력된다. V1 및 V2 신호가 수신되면, 차동 증폭기(1010)는 온도 검지 소자(1001)를 통한 전압으로서 작용하는 차동 신호(VS)를 출력한다. Seg2 내지 Seg4도 순차적으로 선택되고, 각 세그먼트의 검지 정보(온도 데이터)를 판독한다.
전술했듯이, 제5 실시예에 따르면, 각 온도 검지 소자의 한 단자는 제1 공통 배선(1008)에 직접 접속된다. 이는 온도 검지 소자의 두 개의 단자에 대한 판독 배선 중 하나의 개별 배선을 생략시킨다.
(제6 실시예)
제6 실시예를 설명할 것이다. 제6 실시예는 복수의 온도 검지 소자가 직렬 접속되는 결선 구성을 설명할 것이다. 프린팅 장치(10)의 제어 시스템의 구성은 제2 실시예에 기재된 도 4에서의 구성과 동일하며, 그 설명이 반복되지 않을 것임에 유의해야 한다.
도 14는 2열의 독립 공급 포트 사이에 끼워진 빔 상에 프린팅 소자 및 온도 검지 소자가 배치되는 프린팅 소자 기판의 결선도를 예시한다. 회로와 독립 공급 포트 사이의 배치 관계를 명시하기 위해 독립 공급 포트(1114, 1115)도 도시되어 있다.
Seg1의 프린팅 소자(1112)는 독립 공급 포트(1114, 1115) 사이의 빔 상에 배치된다. Seg1의 프린팅 소자(1112)의 한 단자는 프린팅 소자(1112)에 전압을 공급하기 위한 VH 배선에 접속된다. Seg1의 프린팅 소자(1112)의 다른 단자는 구동 스위치(1113)에 접속된다. 구동 스위치(1113)의 다른 단자는 VH의 복귀 목적지로서 작용하는 GND 배선에 접속된다. 구동 스위치(1113)는 프린팅 소자 선택 회로(도시되지 않음)로부터의 선택 신호(H1)에 따라 ON/OFF 제어된다. Seg2 내지 Seg4도 Seg1과 동일한 접속을 갖는다.
Seg1의 온도 검지 소자(1101)의 한 단자(제1 단자)는, 온도 검지 소자(1101)에 공급될 정전류(IS)의 (상류) 배선, 및 판독 스위치(1105)에 접속된다. Seg1의 온도 검지 소자(1101)의 다른 단자(제2 단자)는, 정전류(IS)의 (하류) 배선에 접속되며, Seg1의 선택 스위치(1103), Seg2의 온도 검지 소자(1106), 및 Seg2의 판독 스위치(1104)에 접속된다. 선택 스위치(1103)의 다른 단자는 정전류(IS)의 복귀 목적지로서 작용하는 VSS 배선에 접속된다. 판독 스위치(1105, 1104) 각각의 다른 단자는 제1 공통 배선(1109)에 접속된다.
Seg1 내지 Seg4의 온도 검지 소자는 직렬 접속된다. 종단으로서 작용하는 Seg4의 온도 검지 소자의 한 단자 및 제1 공통 배선(1109)은 차동 증폭기(1111)에 접속된다. Seg1과 Seg2 사이에는 분기점(1102)이 설정된다. 마찬가지로, Seg2와 Seg3 사이 및 Seg3과 Seg4 사이에도 분기점이 설정된다. 판독 스위치(1104)는 각 분기점으로부터 VSS 배선까지 연장되는 경로 상에 배치된다.
전술한 프린팅 소자 기판에서의 동작을 설명할 것이다. 여기에서는 Seg1이 예시될 것이다.
먼저, 온도 검지 소자 선택 회로(도시되지 않음)는 선택 신호(S1)를 인에이블시켜 선택 스위치(1103) 및 판독 스위치(1105)를 턴온시킴으로써, Seg1의 온도 검지 소자(1101)를 선택한다.
선택 스위치(1103)가 턴온되면, 온도 검지 소자(1101)에 정전류(IS)가 공급되며, 온도 검지 소자(1101)는 온도에 대응하는 단자 전압을 출력한다. 판독 스위치(1105) 측에서의 온도 검지 소자(1101)의 단자 전압(V1) 신호는 판독 스위치(1105)를 거쳐서 차동 증폭기(1111)에 입력된다. 분기점(1102) 측에서의 온도 검지 소자(1101)의 단자 전압(V2) 신호는 Seg2 내지 Seg4의 직렬 접속된 온도 검지 소자 및 배선(1110)을 거쳐서 차동 증폭기(1111)에 입력된다.
V1 및 V2 신호가 수신되면, 차동 증폭기(1111)는 온도 검지 소자(1101)를 통한 전압으로서 작용하는 차동 신호(VS)를 출력한다. Seg2 내지 Seg4도 순차적으로 선택되고, 각 세그먼트의 검지 정보(온도 데이터)를 판독한다.
전술했듯이, 제6 실시예에 따르면, 온도 검지 소자 어레이의 직렬 접속의 각 분기점에서의 단자 전압, 및 온도 검지 소자 어레이의 종단(최하류측)에서의 단자 전압이 판독된다. 선택된 온도 검지 소자의 온도 데이터는 다른 온도 검지 소자를 거쳐서 판독될 수 있다.
(제7 실시예)
제7 실시예를 설명할 것이다. 제3 내지 제6 실시예는, 독립 공급 포트 배열 방향과 평행한 열방향으로 프린팅 소자가 빔 상에 배열되며 회로는 프린팅 소자에 평행하게 배치되는 경우를 설명하였다.
대조적으로, 제7 실시예는, 독립 공급 포트 배열 방향과 직교하는 행방향으로 프린팅 소자가 빔 상에 배열되며 회로도 직교 위치 관계를 갖도록 배치되는 경우를 설명할 것이다. 프린팅 장치(10)의 제어 시스템의 구성은 제2 실시예에 기재된 도 4에서의 구성과 동일하며, 그 설명은 반복되지 않을 것임에 유의해야 한다.
제7 실시예에 따른 프린트헤드의 구성의 일 예를 도 15a 내지 도 15c를 참조하여 설명할 것이다. 도 15a는 제7 실시예에 따른 프린트헤드를 도시하는 사시도이다. 도 15b는 도 15a에 도시된 A-A'선을 따라 취한 단면 구성을 예시하는 단면도이다. 도 15c는 도 15a에 도시된 B-B'선을 따라 취한 단면 구성을 예시하는 단면도이다.
프린트헤드(1201)에는 공통 공급 포트(1203)가 형성된다. 프린팅 소자 기판(1202)에는 복수의 독립 공급 포트(1204)가 공통 공급 포트(1203)와 연통되도록 형성된다.
프린팅 소자 기판(1202)에는 프린팅 소자(1206)와 온도 검지 소자(1205)가 쌍으로 형성된다. 한 쌍의 프린팅 소자(1206) 및 온도 검지 소자(1205)는 독립 공급 포트 사이의 빔 상에 배치된다. 오리피스 판(1208)에는 독립 공급 포트(1204)와 연통하는 압력 챔버(1211)와, 노즐(1209)이 프린팅 소자에 대응하여 형성된다. 오리피스 판(1208)에는, 2×4개의 노즐(N1 내지 N4 및 N5 내지 N8)이 배열된다. 전극 단자(1207)는 외부 배선에 접속된다.
도 15b에 도시하듯이, 프린팅 소자 기판(1202)에는 공통 공급 포트(1203), 독립 공급 포트(1204), 및 오리피스 판(1208)의 액체 챔버(1210)가 상호 연통하는 잉크 공급 경로가 형성된다.
도 15a 내지 도 15c에 도시된 프린팅 소자 기판(1202)의 결선도의 일 예를 도 16을 참조하여 설명할 것이다. 여덟 개의 세그먼트에 대한 프린팅 소자와 온도 검지 소자가 배치되는 구성이 예시될 것이다. 회로와 독립 공급 포트 사이의 배치 관계를 명시하기 위해 독립 공급 포트(1314, 1315)도 도시되어 있음에 유의해야 한다.
Seg1의 프린팅 소자(1312)는 독립 공급 포트(1314, 1315) 사이의 빔 상에 배치된다. Seg1의 프린팅 소자(1312)의 한 단자는 프린팅 소자(1312)에 구동 전압을 공급하기 위한 VH 배선에 접속된다. Seg1의 프린팅 소자(1312)의 다른 단자는 구동 스위치(1313)에 접속된다. 구동 스위치(1313)의 다른 단자는 VH의 복귀 목적지로서 작용하는 GND1 배선에 접속된다.
구동 스위치(1313)는 프린팅 소자 선택 회로(도시되지 않음)로부터 출력되는 선택 신호(H1)에 따라 ON/OFF 제어된다. Seg2, Seg5 및 Seg6도 Seg1과 동일한 접속을 갖는다. Seg3, Seg4, Seg7 및 Seg8은 중앙의 독립 공급 포트를 거쳐서 Seg1, Seg2, Seg5 및 Seg6과 대향하도록 배치된다. 이들 세그먼트도, Seg1, Seg2, Seg5 및 Seg6과 동일한 접속을 갖는다. 프린팅 소자 선택 회로(도시되지 않음)는, 제1 실시예에 기재된 구동 소자 선택 회로(117)와 동일한 기능을 가지며, Seg1, Seg2, Seg5, Seg6측과 Seg3, Seg4, Seg7, Seg8측의 각각에 개별적으로 배치되는 것에 유의해야 한다.
Seg2의 온도 검지 소자(1305)의 한 단자는 온도 검지 소자(1305)에 공급될 정전류(IS)의 배선에 공통 접속된다. Seg2의 온도 검지 소자(1305)의 다른 단자는 선택 스위치(1306) 및 제2 판독 스위치(1307)에 접속된다. 판독 스위치(1307)의 다른 단자는 제2 공통 배선(1310)에 접속된다.
제1 판독 스위치(1308)의 한 단자는 Seg1의 온도 검지 소자(1301)를 거쳐서 정전류(IS)의 배선에 접속된다. 제1 판독 스위치(1308)의 다른 단자는 제1 공통 배선(1309)에 접속된다.
Seg1의 온도 검지 소자(1301)의 한 단자는 온도 검지 소자에 전류를 공급하기 위한 정전류(IS)의 배선에 접속되며, 판독 스위치(1304)에 접속된다. 따라서, Seg1의 온도 검지 소자(1301)의 한 단자는 판독 스위치(1304)를 거쳐서 제1 공통 배선(1309)에 접속된다. Seg1의 온도 검지 소자(1301)의 다른 단자는 선택 스위치(1302) 및 판독 스위치(1303)에 접속된다. 선택 스위치(1303)의 다른 단자는 제2 공통 배선(1310)에 접속된다. 공통 배선(1309, 1310)은 차동 증폭기(1311)에 접속된다.
온도 검지 소자 선택 회로(도시되지 않음)로부터 출력되는 선택 신호(S2)는 선택 스위치(1306) 및 판독 스위치(1307, 1308)에 공급된다. 제2행의 Seg5 및 Seg6도 동일한 접속을 갖는다. 대향 위치에 배치된 Seg3, Seg4, Seg7 및 Seg8도 Seg1, Seg2, Seg5 및 Seg6과 동일한 접속을 갖는다.
온도 검지 소자 선택 회로(도시되지 않음)는, 제1 실시예에 기재된 검지 소자 선택 회로(114)와 동일한 기능을 가지며, Seg1, Seg2, Seg5, Seg6측과 Seg3, Seg4, Seg7, Seg8측의 각각에 개별적으로 배치되는 것에 유의해야 한다.
전술한 프린팅 소자 기판에서의 동작을 설명할 것이다. 여기에서는 Seg2가 예시될 것이다.
먼저, 온도 검지 소자 선택 회로(도시되지 않음)는 선택 신호(S2)를 인에이블시켜 선택 스위치(1306) 및 판독 스위치(1307, 1308)를 턴온시킴으로써, Seg2의 온도 검지 소자(1305)를 선택한다.
선택 스위치(1306)가 턴온되면, 온도 검지 소자(1305)에 정전류(IS)가 공급되며, 온도 검지 소자(1305)는 온도에 대응하는 단자 전압을 출력한다. 선택 스위치(1306) 측에서의 온도 검지 소자(1305)의 단자 전압(V2) 신호는 판독 스위치(1307)를 거쳐서 차동 증폭기(1311)에 입력된다. 정전류(IS)의 배선 측에서의 온도 검지 소자(1305)의 단자 전압(V1) 신호는 Seg1의 온도 검지 소자(1301) 및 판독 스위치(1308)를 거쳐서 차동 증폭기(1311)에 입력된다.
V1 및 V2 신호가 수신되면, 차동 증폭기(1311)는 온도 검지 소자(1305)를 통한 전압으로서 작용하는 차동 신호(VS)를 출력한다. 동일한 방식으로, 나머지 세그먼트도 순차적으로 선택되고, 각 세그먼트의 검지 정보(온도 데이터)를 판독한다.
전술했듯이, 제7 실시예에 따르면, 독립 공급 포트 배열 방향과 직교하는 행방향으로 프린팅 소자들이 빔 상에 배열되고 회로들은 직교 위치 관계를 갖도록 배열된다. 이 경우에도, 선택된 온도 검지 소자의 온도 데이터는 다른 온도 검지 소자를 거쳐서 판독될 수 있다.
본 발명의 대표적인 실시예를 예시하였다. 그러나, 본 발명은 상기 예시된 실시예에 한정되지 않으며, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 적절히 수정될 수 있다.
본 발명을 예시적 실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명은 개시된 예시적 실시예에 한정되지 않는 것을 알아야 한다. 하기 청구범위의 범위는 이러한 모든 수정예 및 등가의 구조 및 기능을 망라하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 소자 기판으로서,
    제1 저항 소자와 제2 저항 소자 - 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 각각은 제1 단자와 제2 단자를 구비하고, 미리 정해진 방향으로 배치되고, 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 제1 단자들은 전류를 공급하기 위한 제1 라인에 선택적으로 접속되고, 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자의 제2 단자들은 전류를 공급하기 위한 제2 라인에 공통 접속됨 - , 및
    상기 제1 저항 소자에 전력이 공급되고 상기 제2 저항 소자에 전력이 공급되지 않는 동안 상기 제1 저항 소자의 제1 단자의 전압과 상기 제2 저항 소자의 제1 단자의 전압을 검지하기 위한 검지 수단을 포함하는, 소자 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 저항 소자에 전류를 공급하기 위한 전류 경로 길이는 상기 제1 저항 소자에 전류를 공급하기 위한 전류 경로 길이보다 긴, 소자 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 저항 소자에 전류를 공급하기 위한 제1 라인의 길이와 제2 라인의 길이의 합은 상기 제1 저항 소자에 전류를 공급하기 위한 상기 제1 라인의 길이와 상기 제2 라인의 길이의 합보다 긴, 소자 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 저항 소자에 대응하는 제1 구동 소자 및 상기 제2 저항 소자에 대응하는 제2 구동 소자가 배치되는, 소자 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 저항 소자 및 상기 제2 저항 소자에 전력을 공급할 때, 상기 제1 저항 소자 및 상기 제2 저항 소자에는 정전류가 공급되는, 소자 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    정전류를 공급하는 저항 소자로서, 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자 중 하나를 선택하는 선택 유닛을 더 포함하는, 소자 기판.
  7. 제1항에 있어서,
    전력이 공급되는 상태와 전력이 공급되지 않는 상태 사이의 전환을 위해 상기 제1 저항 소자 및 상기 제2 저항 소자에 대응하여 배치되는 스위치들을 더 포함하는, 소자 기판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 검지 수단은 전압을 입력하는 입력 유닛을 구비하며, 상기 입력 유닛은 상기 입력 유닛에 전류가 유입되는 것을 방지하도록 높은 입력 저항을 갖는, 소자 기판.
  9. 프린트헤드로서,
    잉크를 토출하는 노즐, 및
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 소자 기판을 포함하는, 프린트헤드.
  10. 프린팅 장치로서,
    전류를 발생시키기 위한 전류 발생 수단, 및
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 소자 기판의 동작을 제어하기 위한 프린트헤드 제어 수단을 포함하는, 프린팅 장치.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6296720B2 (ja) 2013-07-29 2018-03-20 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッド用基板及び記録装置
WO2015152926A1 (en) * 2014-04-03 2015-10-08 Hewlett-Packard Development Company, Lp Fluid ejection apparatus including a parasitic resistor
JP6324230B2 (ja) * 2014-06-18 2018-05-16 キヤノン株式会社 インクジェット記録装置、インクジェット記録方法およびプログラム
JP6452498B2 (ja) 2015-03-03 2019-01-16 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドの検査装置、及び液体吐出ヘッド
JP6708412B2 (ja) * 2016-01-06 2020-06-10 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドおよびその製造方法
US10076902B2 (en) * 2016-05-27 2018-09-18 Canon Kabushiki Kaisha Print element substrate, liquid ejection head, and printing device
JP6878122B2 (ja) * 2016-05-27 2021-05-26 キヤノン株式会社 記録素子基板、液体吐出ヘッドおよび記録装置
JP2018065377A (ja) * 2016-10-18 2018-04-26 キヤノン株式会社 記録素子基板、記録ヘッド、および記録装置
US10406808B2 (en) 2017-06-28 2019-09-10 Canon Kabushiki Kaisha Printing apparatus and printhead substrate
EP3470228B1 (en) * 2017-10-11 2021-06-30 Canon Kabushiki Kaisha Element substrate, manufacturing method thereof, printhead, and printing apparatus
JP7506533B2 (ja) * 2020-06-08 2024-06-26 キヤノン株式会社 記録素子基板、記録ヘッドおよび記録装置
JP7077461B1 (ja) 2021-06-03 2022-05-30 キヤノン株式会社 記録素子基板および温度検知装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11227209A (ja) * 1997-12-05 1999-08-24 Canon Inc 液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジおよび液体吐出装置
US7101099B1 (en) * 1998-08-19 2006-09-05 Canon Kabushiki Kaisha Printing head, head cartridge having printing head, printing apparatus using printing head, and printing head substrate
TW479022B (en) * 2000-08-29 2002-03-11 Acer Peripherals Inc Drive circuit of ink-jet head with temperature detection function
US7344218B2 (en) 2003-11-06 2008-03-18 Canon Kabushiki Kaisha Printhead driving method, printhead substrate, printhead, head cartridge and printing apparatus
TWI244982B (en) 2003-11-11 2005-12-11 Canon Kk Printhead, printhead substrate, ink cartridge, and printing apparatus having printhead
JP2007290361A (ja) 2006-03-31 2007-11-08 Canon Inc 液体吐出ヘッド及びそれを用いた液体吐出装置
JP4890960B2 (ja) 2006-06-19 2012-03-07 キヤノン株式会社 記録装置
JP5046752B2 (ja) 2006-06-19 2012-10-10 キヤノン株式会社 記録装置
US7802866B2 (en) 2006-06-19 2010-09-28 Canon Kabushiki Kaisha Recording head that detects temperature information corresponding to a plurality of electro-thermal transducers on the recording head and recording apparatus using the recording head
JP5078529B2 (ja) 2007-09-28 2012-11-21 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッドおよびそれを備えるインクジェット記録装置
JP2009101576A (ja) * 2007-10-23 2009-05-14 Canon Inc インクジェット記録ヘッド
EP2116379B1 (en) 2008-05-08 2012-02-29 Canon Kabushiki Kaisha Print element substrate, printhead, and printing apparatus
JP5679665B2 (ja) 2009-02-06 2015-03-04 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド
JP5265007B2 (ja) * 2009-06-16 2013-08-14 キヤノン株式会社 記録ヘッド及び記録ヘッドの検査装置
JP2011189707A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Canon Inc 記録装置及び吐出条件の決定方法
US8864276B2 (en) 2010-05-10 2014-10-21 Canon Kabushiki Kaisha Printhead and printing apparatus utilizing data signal transfer error detection

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CN103042828B (zh) 2015-12-02

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