1290100 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於噴墨記錄頭基板，噴墨記錄頭，和使用 該記錄頭的記錄裝置，和特別的，係關於具有電熱轉換器 以產生需用於釋放墨的熱能和驅動電路以驅動形成在相同 基板上的電熱轉換器的噴墨記錄頭，和使用該記錄頭的記 錄裝置。 【先前技術】 一般而言，電熱轉換器（加熱器）和安裝在順應噴墨方 法的記錄裝置上的記錄頭的驅動電路係藉由使用例如美國 專利第62903 3 4號案的半導體處理技術而形成在相同基板 上。於此提出之架構爲記錄頭具有一數位電路以偵測半導 體基板的狀態，例如，除了驅動電路外，形成在相同基板 上的基板溫度，且亦具有墨供應埠環繞基板中央和加熱器 # 在跨過埠的相對位置上。 圖1爲此種噴墨記錄頭基板（頭基板）的墨供應埠和電 路方塊的示意圖。圖1顯示頭基板114的半導體基板’其 上形成有6個墨供應埠1 1 1。爲了便於說明起見，圖1只 顯示在左側對應於墨供應埠1 1 1的電路方塊，而省略相關 於其它5個墨供應埠1 1 1的電路方塊（1 1 5)。如圖1所示’ 加熱器1 1 〇如同陣列的設置在跨過墨供應埠1 1 1的相對位 置上。用於選擇性的驅動加熱器的電路方塊（驅動電路 1 1 3 )對應加熱器1 1 〇而設置。用以供應電源和訊號至加熱 (2) 1290100 器110和驅動電路113的墊102係設置在半導體基板114 的端部。 圖2爲圖1所示的電路方塊的供應捧之一和電巧號流 一起的更詳細說明。如圖2所示，電路方塊（圖1的驅動 電路1 1 3)相對於位在中央的墨供應瘅1 1 1而對稱的設置。 此電路方塊包括驅動電路陣列1〇9 ’驅動選擇電路陣列 108，裝置驅動訊號電路104，塊選擇電路105 ’和後述的 φ 匯流排線1 06、1 07。加熱器陣列1 1 〇跨過墨供應璋1 1 1而 提供且包含多數加熱器。驅動電路陣列109具有開關裝置 以使電流流通至加熱器陣列11 〇的各個加熱器。驅動選擇 電路陣列1 〇 8控制驅動電路。裝置驅動訊號電路（亦稱爲 分時選擇電路）1〇4和塊選擇電路105產生傳送至驅動選擇 電路陣列108的訊號。輸入電路103處理從墊1〇2輸入的 訊號。 以下說明各個電路方塊的功能和相對於設置在中央的 • 墨供應埠11 1而對稱的電路方塊群的訊號流。 頭基板101爲矽基板，其上藉由使用LSI處理而形成 有電路方塊和用以加熱墨的加熱器。從用以輸入和輸出影 像資料的墊102輸入的訊號和電源電壓經由輸入電路103 傳送至裝置驅動訊號電路104和塊選擇電路105。由裝置 驅動訊號電路104和塊選擇電路105所適當處理的訊號乃 藉由組成多重線的匯流排線106和107而被引導至加熱器 列方向。 來自匯流排線106和107的訊號連接至驅動選擇電路 -6 - (3) 1290100 ，該驅動選擇電路分別爲驅動選擇電路陣列1 08的元件。 驅動選擇電路的開和關係由來自匯流排線1 06和1 〇7的訊 號所決定。在執行墨的釋放操作例中，用以啓動所欲驅動 • 選擇電路的訊號應用至匯流排線1〇6和107，和從驅動選 擇電路輸出的訊號啓動在驅動電路陣列1 〇 9中的相關驅動 電路。此啓動的驅動電路使電流流通至在加熱器陣列1 1 0 中的相關加熱器。此加熱器由該電流加熱，而後執行墨的 φ 發泡和釋放操作。 圖3示意的顯示圖1的驅動電路（圖2的驅動電路陣 列109，驅動選擇電路陣列108，裝置驅動訊號電路104， 塊選擇電路105和匯流排線106和107)的訊號流和更詳細 的電路構造。所示的範例表示之狀態爲其中驅動電路陣列 109和驅動選擇電路陣列108以8個加熱器驅動塊2Ό6構 成。施加至墊1 02的包括影像資料和分時資料的訊號經由 輸入電路103輸入至構成內部電路的塊選擇電路（主要以 # 移位暫存器構成）1〇5和裝置驅動訊號電路（主要以解碼器 構成）1 04。在圖3所示的例中，所輸入的分時資料以裝置 驅動訊號電路104轉換爲分時選擇訊號（亦視爲裝置驅動 訊號）。此分時選擇訊號供應至各個加熱器驅動塊1至 8(206)。塊選擇電路105，根據和使用以輸入影像資料的 同步訊號（時脈）同步的影像資料訊號，產生用以選擇加熱 器驅動塊1至8的塊選擇訊號。由塊選擇訊號所選擇的加 熱器驅動塊依照分時選擇訊號而驅動加熱器。更特別而言
，欲受驅動的加熱器由塊選擇訊號和分時選擇訊號的AND (4) 1290100 所決定。 圖4顯示加熱器驅動塊206的更詳細構造。 驅動塊206包括加熱器驅動MOS電晶體209，位 路205，和加熱器選擇電路204。該加熱器選擇 對應於設置成陣列的加熱器2 1 0而設置。於此， 動MOS電晶體209執行用以啓動和關閉對加熱: 能的開關功能。圖2的驅動選擇電路陣列1 〇 8對
# 器選擇電路204和位準轉換電路205。驅動電路 對應於加熱器驅動MOS電晶體209。來自塊選擇 的塊選擇訊號202和來自裝置驅動訊號電路104 擇訊號203輸入至加熱器選擇電路204的AND ，在訊號202和203變成作動的例中，AND閘的 作動。AND閘的輸出訊號使由位準轉換電路205 源電壓（第二電源電壓）的電壓振幅位準高於從 103至加熱器選擇電路204的驅動電壓（第一電 # 此位準轉換訊號施加至加熱器驅動MOS電晶體 極。連接至具有訊號施加至其閘極的加熱器驅動 晶體209的加熱器具有一電流通過於此並受到驅 增加施加至加熱器驅動MOS電晶體209的閘極 並因此降低其啓動電阻和使電流以高效率流至加 二電源電壓以位準轉換電路2 0 5位準轉換。 圖5爲對應於在加熱器陣列1 1 〇中從上述驅 路陣列1 0 8和驅動電路陣列1 〇9中抽取的任一加 的驅動選擇電路和驅動電路的電路圖。圖5顯示 此加熱器 準轉換電 電路204 加熱器驅 器210充 應於加熱 陣列 1 0 9 丨電路105 的分時選 閘。因此 輸出變成 轉換至電 輸入電路 原電壓）。 209的閘 MOS電 動。爲了 的電壓， 熱器，第 動選擇電 丨熱器210 圖4中的 -8- (5) 1290100 加熱器選擇電路204和位準轉換電路204的詳細電路構造 〇 此訊號從引導來自圖2所示的裝置驅動訊號電路104 和塊選擇電路1 〇 5的輸出訊號的匯流排線1 0 6、1 〇 7被帶 入驅動選擇電路。參考數字208a至2081表示構成驅動選 擇電路（加熱器選擇電路204和位準轉換電路205)的電路 元件。NAND閘208a(加熱器選擇電路204)的輸入端連接 Φ 至匯流排線1 06、1 07，和對應的訊號從各個匯流排線輸入 。反相器20 8b從N AND閘20 8 a輸出具有反相輸出訊號的 .訊號，和反相器208c進一步反相該反相訊號。MOS電晶 體2 08d至208i構成位準轉換器以轉換訊號的電壓振幅。 MOS電晶體20 8j、208k構成用以緩衝位準轉換器的輸出 訊號的反相器。於此亦有一電阻208 1提供以當由MOS電 晶體208j、208k所形成的反相器的輸出從低位準（Lo)移位 至高位準（Hi)時，增加輸出阻抗。 • 以下說明圖5所示的電路的操作。來自圖2和3所示 的裝置驅動訊號電路104和塊選擇電路105的輸出訊號藉 由匯流排線106、107而輸入至NAND閘208a。於此，當 至NAND閘208a的兩輸入變成Hi時，NAND閘208a的 輸出變成Lo。以下說明從NAND閘208 a輸出Lo訊號之 例之操作。從NAND閘208a輸出的Lo訊號由反相器 20 8b反相爲Hi。再者，當成反相器208b的輸出的Hi訊 號輸入至反相器208c，並再度反相以輸出如同Lo訊號。 匯流排線1 0 6、1 0 7，N AN D閘2 0 8 a，反相器2 0 8 b和2 0 8 c (6) 1290100 的電壓振幅爲VDD(第一電源電壓），其電位和從外側輸入 的訊號具有相同的振幅。
來自反相器208b和208c的輸出訊號分別傳至包括 MOS電晶體208d至208i的位準轉換器。於此，和NAND 閘208a的輸出訊號相同的電位Lo(OV)施加至MOS電晶體 208 d和20 8e的閘極，和爲NAND閘的輸出的反相訊號的 電位Hi(VDD)施加至MOS電晶體208g和208h的閘極。 φ 具有VDD施加至其閘極的MOS電晶體208g爲NMOS 電晶體，因此其變成導通狀態。因此，NMOS電晶體208 g 的汲極端在低阻抗下連接至GND電位。NMOS電晶體 208g的汲極端連接至PMOS電晶體208f的閘極。因此， PMOS電晶體208f的閘極在低阻抗下連接至GND電位， 且PMOS電晶體208f變成導通狀態。因爲0V施加至閘極 ，因此串聯連接至PMOS電晶體208f的PMOS電晶體 20 8e爲導通狀態。因爲0V施加至閘極，因此進一步串聯 • 連接的NMOS電晶體208d爲斷開狀態。由於PMOS電晶 體20 8f、20 8e爲導通，和NMOS電晶體208d爲關斷，因 此在PMOS電晶體208e的汲極上的電位爲VDDM。因此 ，具有PMOS電晶體208e和NMOS電晶體208d的汲極和 PMOS電晶體 208i的閘極連接至此的節點的電位變成 VDDM(第二電源電壓），其爲位準轉換電路的電源電位。 因此，PMOS電晶體20 8i變成關斷狀態。更特別而言， PMOS電晶體20 8i變成關斷和NMOS電晶體208g變成導 通。因此，NMOS電晶體20 8g和PMOS電晶體208i的汲 -10- (7) 1290100 極端連接，和連接至PMOS電晶體208f的閘極的節點電 位固定在0V。此節點的電位變成位準轉換器的輸出訊號 ，且輸入至以NMOS電晶體208j和PMOS電晶體208k組 成的反相器的閘極。 因此，如果0V施加至以NMOS電晶體208j和PMOS 電晶體208k組成的反相器的電晶體的閘極時，PMOS電晶 體208k變成導通，和NMOS電晶體208j變成關斷。結果 φ ，反相器輸出 VDDM電位，因此，VDDM施加至NMOS 電晶體209的閘極，而NMOS電晶體209爲作用對加熱器 的啓動和關閉控制的驅動電路。具有VDDM施加至其閘極 的NMOS電晶體209變成導通狀態，和使加熱器電流從加 熱器電源電位VH經由加熱器2 1 0通過。具有電流通過的 加熱器產生需用於墨發泡和釋放所需的熱。 因此，當從匯流排106和107連接至NAND閘208a 的兩訊號變成Hi時，加熱器電流通過。 • 於此，電阻2081設置以抑制加熱器電流的陡峭上升 緣。更特別而言，在作用加熱器電流的啓動和斷開控制的 NMOS電晶體209的閘極電位瞬時的從0V轉變爲VDDM 電位以啓動加熱器電流的例中，加熱器電流亦瞬時的通過 。於此有可能之例爲此電流的改變變成電源雜訊並觸發錯 誤。電阻2081插入PMOS電晶體208k和NMOS電晶體 209間以防止此錯誤。由於NMOS電晶體209的閘極電位 的陡峭上升緣受到PMOS電晶體208k的啓動電阻，電阻 20 81的串聯電阻，和NMOS電晶體209的閘極電容的延遲 -11 - (8) 1290100 效應所抑制，加熱器電流的瞬時流動受到抑制’以防止錯 誤。 圖6爲從圖5所示的電路抽取的位準轉換電路205的 等效部份（省略電阻2081)。如圖6所示，位準轉換電路 205分成電路部份205 a以在第一電源電壓（VDD)上操作， 和電路部份205b以在第二電源電位（VDDM)上操作。從加 熱器選擇電路204輸出的加熱器選擇訊號221輸入至反相 φ 器208b(以PMOS電晶體23 0和NMOS電晶體23 1構成）以 在第一電源電壓上操作。反相器208b產生加熱器選擇訊 號221的反相邏輯的訊號，和將其施加至在第二電源電壓 上操作的NMOS電晶體208g和PMOS電晶體208h的閘極 。反相器20 8b的反相訊號輸入至反相器208c以再度反相 。反相器2 0 8 c的輸出訊號施加至在第二電源電壓上操作 的NMOS電晶體208d和PMOS電晶體20 8e的閘極。電路 部份20 5b依照這些訊號輸出轉換爲第二電源電壓（Vd DM) # 的振幅的訊號。 關於一般的噴墨記錄頭，噴嘴數目增加和密度亦增加 以加速記錄和/或改善記錄等級。但是，在如上所述的以 加熱器所產生的熱釋放墨的熱噴墨印表機的例中，需要使 用局電源電壓以配合加熱器所產生的能量而使具有需用於 墨發泡和釋放所需的能量。因此，關於加熱器的驅動控制 電路方面，對於例如電晶體的元件裝置而言，需要具有一 耐電壓以抵抗此高電源電壓。一般而言，可增加各個元件 裝置的尺寸以獲得該裝置的耐電壓，而如此會導致在基板 -12- (9) 1290100 上的高密度（小佈局間距）電路佈局變成相當困難。 例如，如圖5所示的習知電路對從裝置驅動訊號電路 104經由匯流排線106而傳送的訊號和從塊選擇電路105 經由匯流排線1 07而傳送的訊號進行AND。對於在進行 AND後的訊號而言，電壓振幅增加。 此種構造需要在第一電源電壓（VDD)上操作的電路方 塊，和在較高第二電源電壓（VDDM)上操作的電路方塊， φ 第一電源電壓（VDD)爲輸入訊號的電壓振幅，和第二電 源電壓（VDDM)施加至MOS電晶體的閘極以控制加熱器電 流。更特別而言，頭基板必須具有用於各個加熱器的此構 造，其中頭基板以兩種電源電壓、即、第一和第二電源電 壓、控制和驅動，和第一電源電壓的訊號振幅以位準轉換 電路轉換爲第二電源電壓的訊號振幅。因此，在圖6所示 的位準轉換電路提供至各個加熱器驅動MOS電晶體。但 是，此一位準轉換電路以多數電晶體構成，且因此，在具 • 有位準轉換電路以用於各個獨立的加熱器的構造例中，晶 片所需面積變大。 由於各個加熱器需要位準轉換電路，必須使大量裝置 具有高的耐電壓。因此，在基板上的高密度（小佈局間距) 裝置佈局變成相當困難。更特別而言，因爲存在大量高耐 電壓裝置，佈局間距無法充分降低，導致晶片尺寸的增加 〇 圖5的高耐電壓裝置爲位準轉換器和連接至爲中點電 位的VDDM的反相器（電路部份205b)和用以驅動連接至 -13- (10) 1290100 VH的加熱器的電晶體（209)。 因此，當考量上述構造的記錄頭基板的佈局構造時， 添加至各個段的位準轉換電路導致各個段的長度增加’和 晶片尺寸的增加’而變成增加成本的因素。更特別而言’ 上述佈局展開晶片在正交於加熱器陣列方向’因此’晶片 尺寸顯著的增加。在電路元件數目上的增加導致產量的下 降和進一步使電路構造更複雜，而其亦變成進一步增加成 φ 本的因素。 【發明內容】 本發明係有鑒於前述問題而製成，且其目的乃在降低 .設置在各個段的高耐電壓裝置數目，和達成較高密度的選 擇電路。 本發明的目的之一爲藉由降低位準轉換電路的尺寸以 抑制基板尺寸的增加，和藉由降低形成在基板上的裝置數 • 目以改善產量和簡化電路構造。 本發明的另一目的爲在此降低尺寸的基板中，消除錯 誤和達成一穩定操作。 依照本發明的實施例，用以達成上述目的的一種噴墨 記錄頭基板具有下述構造。更特別而言： 一種噴墨記錄頭基板，其具有用以產生熱能以使用於 釋放墨的電熱轉換器和用以驅動安裝在基板上的電熱轉換 器的驅動元件，包含： 第一電路部份，其根據第一電壓的振幅位準的輸入訊 -14- (11) 1290100 號，用以輸出選擇訊號，以選擇以高於第一電壓的第二電 壓的振幅位準驅動的電熱轉換器； 第二電路部份包括NOR電路，用以從第一電路部份 輸入選擇訊號，和根據受制於第二電壓的選擇訊號而控制 對應於受到驅動的電熱轉換器的驅動元件；和 多數訊號線，用以在第一和第二電路部份間傳送選擇 訊號。 本發明的另一實施例提供一種使用噴墨記錄頭基板的 噴墨記錄頭、噴墨記錄頭、噴墨記錄頭匣、和噴墨記錄裝 置的驅動控制方法。 本發明的其它特徵和優點可由下述之說明伴隨附圖之 解說而更加明顯，其中在圖式中，相似的參考數字表示相 同或相似的元件。 【實施方式】 # 下面參考附圖說明本發明的較佳實施例。 在本說明書中，”記錄”（亦視爲印刷）並不限於形成有 意義的資訊、如文字和圖像、之例。更特別而言，在本說 明書中，”記錄”表示廣意的形成影像、設計和圖案在記錄 媒體上或處理無論是否有意義和是否爲人們視覺可取得接 受的媒體之例。 “記錄媒體”表示不只爲使用於一般記錄裝置的紙’且 亦包括可廣泛的接收墨的物、例如布、塑膠膜、金屬板、 玻璃、陶瓷、木頭、和皮革等。 -15- (12) 1290100 再者’ ”墨”（亦視爲，，液體”）必須廣泛的解讀如對”記錄 (印刷）”的定義。更特別而言，在本說明書中，，’墨”表示可 被提供在記錄媒體少的液體，以形成影像、設計、和圖案 ’記錄媒體的處理、或墨的處理（使在墨中的有色材料提 供至例如凝結或不可溶的記錄媒體）。 再者’除非特別說明，”噴嘴，，整合的視爲釋放開口， 相通連的液體通道，和用於產生使用於墨釋放的能量的裝 • 置。 在本說明書中使用的”在一裝置基板上，，不只表示裝置 基板的表面’且亦表示接近表面的裝置基板內側。在本說 明書中使用的”內建，，不只表示設置分離裝置在基板上，且 亦表示藉由半導體電路的製造方法等整合的形成和製造裝 置在裝置基板上。 [第一實施例] # 首先說明可應用本發明的噴墨記錄裝置的範例。圖1 7 爲當成本發明代表實施例的噴墨記錄裝置1的整體外觀立 體圖。 如圖17所不’噴墨ιΐΒ錄裝置（以下簡稱記錄裝置）載送 一記錄頭3以藉由根據噴墨法釋放墨至一記錄位置以執行 記錄，其中墨從記錄頭3釋放至一記錄媒體p以執行記錄 。記錄頭3藉由其上安裝有記錄頭3的托架2在箭頭A方 向來回移動，並經由一饋入器5而供應例如記錄紙的記錄 媒體P，以被載送至記錄位置。托架2藉由來自一傳送機 -16 - (13) 1290100 構4的托架馬達Μ1所產生的驅動力傳送至托架2以使托 架2來回移動。 爲了保持記錄頭3在良好狀態，托架2移動至恢復裝 置1 〇的位置以間歇的執行記錄頭3的釋放恢復處理。 記錄裝置1不只具有記錄頭3，且亦具有墨匣6以儲 存欲被供應至安裝在托架2上的記錄頭3的墨。墨匣6可 與托架2分離。 φ 如圖17所示的記錄裝置1可進行彩色記錄，且因此 ，墨匣6具有四個墨匣以容納因此目的分別安裝於其上的 紫紅色（Μ)、藍綠色（C)、黃色（Υ)、和黑色（Β)。各個墨匣 是可獨立猜拆離的。 托架2和記錄頭3可藉由使兩構件的接合表面適當的 接觸而達成和保持所需的電連接。記錄頭3依照記錄訊號 施加能量以從多重釋放開口選擇的釋放和記錄墨。特別的 ，本實施例的記錄頭3採用使用熱能以釋放墨的噴墨法， • 且因此，其依照記錄訊號，藉由施加一脈衝電壓至對應的 電熱轉換器，以從對應的釋放開口釋放墨。 再者，在圖17中，參考數字14表示以傳送馬達M2 驅動的傳送輥，用以載送記錄媒體Ρ。 上述範例具有的構造爲其中記錄頭和用於儲存墨的墨 匣是分離的。但是，如下所述，亦可安裝具有整合的記錄 頭和墨匣的記錄頭匣在托架2上。 圖1 8爲頭托架的構造的範例外側立體圖。在圖1 7中 ，墨匣6和記錄頭3是分離的。但是，亦可應用本發明的 -17- (14) 1290100 噴墨記錄頭基板至具有整合的記錄頭和墨匣的記錄頭匣。 如圖18所示，噴墨匣IJC以用於釋放黑色墨的墨匣 IJCK和用以釋放紫紅色（M)、藍綠色（C)、和黃色（Y)的三 色墨匣I】CC所構成。此兩墨匣互相可分離且可從托架2 獨立的拆離。 墨匣IJCK以用於儲存黑色墨的墨槽ITK和用以釋放 黑色墨和執行記錄的記錄頭IJHK所組成，其中它們具有 φ 一整合構造。相似的，墨匣IJCC以用於儲存紫紅色（M)、 藍綠色（C)、和黃色（Y)的三色墨的墨槽ITC和用以釋放三 色墨和執行記錄的記錄頭IJHC所組成，其中它們具有一 整合構造。依照此實施例，墨匣使墨充塡在墨槽中。 再者，由圖1 8明顯可知，用於釋放黑色墨的噴嘴列 ，用於釋放藍綠色墨的噴嘴列，用於釋放紫紅色墨的噴嘴 列，和用於釋放黃色墨的噴嘴列沿著托架移動方向設置。 噴嘴陣列方向爲和托架移動方向交叉的方向。 # 其次說明使用於上述構造的記錄裝置的記錄頭3的頭 基板。圖19爲用於釋放三色墨的記錄頭IJHC的三維構造 的立體圖。 圖19顯示從墨槽ITC供應的墨流。記錄頭IJHC具有 墨通道2C以供應藍綠色（C)墨，墨通道2M以供應紫紅色 (M)墨，和墨通道2Y以供應黃色（Y)墨。於此亦有供應路 徑（未顯示）以從基板背側供應來自墨槽ITC的相關的墨至 相關墨通道。 藉由墨通道，綠色（C)墨、紫紅色（M)墨、和黃色（Y) -18- (15) 1290100 墨經由墨通道1301C、1301M、和1301Y而被引導至提供 在基板上的電熱轉換器（加熱器）2 1 0。如果一電流經由後述 電路通過電熱轉換器（加熱器）2 10時，在電熱轉換器（加熱 器）210上的墨受熱並沸騰。結果，墨滴1 900C、1 900M、 和1 900Y藉由產生氣泡而從釋放開口 1 3 02C、1 3 02M、和 1 3 02Y釋放。 在圖19中，參考數字301表示具有電熱轉換器和用 φ 以驅動它們的各種電路、各種墊當成和記憶體和托架HC 接觸的電接點、和形成在其上的各種訊號線的頭基板。 一電熱轉換器（加熱器）.，用於驅動電熱轉換器（加熱器 )的MOS-FET，和電熱轉換器（加熱器）整體稱爲一記錄裝 置，和多重記錄裝置一般稱爲記錄裝置部份。 圖19爲用於釋放有色墨的記錄頭IJHC的三維構造。 用於釋放黑色墨的記錄頭IJHK亦具有相同構造。但是， 其構造爲圖19所示構造的三分之一。更特別而言，其具 φ 有一墨通道，和頭基板的尺寸約爲三分之一。 其次說明噴墨記錄裝置的控制構造。圖20爲圖17所 示的記錄裝置的控制構造的方塊圖。 如圖20所示，控制器60以MPU60a，儲存相關於一 控制序列的程式、所需表、和其它固定資料的ROM6 Ob， 用於產生控制托架馬達Μ 1、控制傳送馬達M2、和控制記 錄頭3的控制訊號的應用特殊積體電路（ASIC)60c，具有 影像資料展開區和用於程式執行的工作區的RAM60d，用 於互相連 MPU60a、ASIC60C、和 RAM60d並傳送和接收 -19- (16) 1290100 資料的系統匯流排60e，和用以輸入和A/D轉換來自感應 器組的類比訊號以供應數位訊號至MPU60a的A/D轉換器 所構成。 在圖20中，參考數字61a表示一電腦（或用以讀取影 像的讀取器或數位相機）當成影像資料的供應源，其一般 稱爲主裝置。影像資料、指令、和狀態訊號藉由介面 (I/F)6 lb在主裝置61a和記錄裝置1間傳送和接收。 φ 再者，參考數字62表示一開關組，其由用以接收操 作者的命令輸入的開關、如電源開關62a，用以命令印刷 開始的印刷開關62b，和用以命令保持記錄頭3的墨釋放 效能在良好狀態的處理（恢復處理）開始的恢復開關62c所 構成。參考數字63表示一感應器組用以偵測裝置狀態， 其由位置感應器63a和溫度感應器63b所構成，位置感應 器63 a、例如光耦合器、用以偵測一原始位置h，和溫度 感應器63b提供在記錄裝置的適當位置以偵測環境溫度。 # 再者，參考數字61a表示一托架馬達驅動器，其驅動 使托架2執行在箭頭A方向來回掃描的托架馬達Ml，和 64b表示一傳送馬達驅動器，其驅動用以載送記錄媒體P 的傳送馬達Μ 2。 在以記錄頭3記錄掃描時，ASIC60C傳送記錄裝置（ 加熱器）的驅動資料（DATA)至記錄頭，並直接存取 RAM60d的儲存區。 其次詳細說明使用於上述構造的記錄裝置的記錄頭的 頭基板（裝置基板）。特別的，以下說明建立在頭基板（加熱 -20- (17) 1290100 器板）上的驅動電路構造。如上所述，頭基板具有形成墨 釋放開口 1302C、1302M、和1302Y的構件（未顯示）和對 應於構成記錄頭的記錄裝置而與提供在其上的釋放開口相 通的墨通道2C、2M、和2Y。供應至記錄裝置的墨藉由驅 動記錄裝置而受到加熱，以藉由膜沸騰而產生氣泡’以從 釋放開口釋放墨。 圖7爲依照第一實施例的頭基板3 0 1的電路構造和電 φ 訊號流的示意電路方塊圖。在圖7中，頭基板301爲具有 加熱器和以半導體處理技術整合內建的驅動電路的基板’ 且和上述頭基板1 7 〇 5等效。如圖7所示，基板3 0 1具有 電路方塊相對於位在中央的墨供應埠3 1 1而對稱設置。電 路方塊包括加熱器陣列3 1 0，驅動電路陣列3 0 9，驅動選 擇電路陣列308，裝置驅動訊號電路304，和塊選擇電路 3 0 5。加熱器陣列3 1 0跨過墨供應痺3 1 1而提供’且以多 重加熱器構成。驅動電路陣列3 09以使電流通過加熱器的 φ 驅動電路所構成。驅動選擇電路陣列3 0 8爲用以控制驅動 電路的電路。裝置驅動訊號電路304和塊選擇電路305產 生傳送至驅動選擇電路陣列3 08的訊號。輸入電路303處 理從墊3 0 2輸入的訊號。這些電路方塊相對於墨供應璋 311對稱的設置，因此對對稱設置的方塊給予共同的參考 數字。以下說明這些方塊的功能和訊號流。 頭基板301爲矽基板，其上具有使用LSI處理形成的 電路方塊和用以加熱墨的加熱器。電源電壓和從用以輸入 和輸出影像資料的墊302輸入的訊號經由輸入電路3 03傳 -21 - (18) 1290100 送至裝置驅動訊號電路3 04和塊選擇電路3 05。塊選擇電 路3 05根據所輸入的訊號產生塊選擇訊號以選擇欲受到驅 動的塊。裝置驅動訊號電路3 04根據所輸入的訊號，依照 影像資料，產生一分時選擇訊號以驅動在一選擇塊中的各 個加熱器。分時選擇訊號和塊選擇訊號分別被供應至位準 轉換電路3 1 2和3 1 3。位準轉換電路3 1 2和3 1 3將輸入訊 號位準移位至大於所輸入訊號振幅的電源電壓振幅的訊號 φ 。位準轉換電路的電路構造例如圖6所示。從位準轉換電 路3 1 2和3 1 3輸出的分時選擇訊號和塊選擇訊號以由多重 線構成的匯流排線3 06和3 07引導至加熱器對準方向。 來自匯流排線3 06和3 07的分時選擇訊號和塊選擇訊 號連接至驅動選擇電路，其分別爲驅動選擇電路陣列308 的元件。驅動電路的啓動和斷開由來自匯流排線3 0 6和 3 07的訊號所決定。當執行墨的釋放操作時，需施加用以 啓動所需驅動選擇電路的匯流排線的訊號，且此訊號從驅 # 動選擇電路輸出以啓動對應的驅動電路。已變成啓動的驅 動電路使電流通過至對應的加熱器，因此，該加熱器由所 通過的電流加熱，和執行墨的發泡和釋放操作。 圖8爲從前述驅動選擇電路陣列3 08和驅動電路陣列 3 09抽出的對應於在加熱器陣列310中的任意加熱器的驅 動選擇電路和驅動電路的電路圖。
如上所述，從裝置驅動訊號電路304和塊選擇電路 3 0 5而來的輸出訊號由位準轉換電路3 1 2和3 1 3作位準移 位，以使電壓VDDM的訊號振幅高於輸入訊號振幅VDD -22- (19) 1290100 。匯流排線3 06和3 07引導具有電壓VDDM的訊號振幅的 訊號。 電路元件408a至408d爲分別用以在VDDM電位上操 作的高耐電壓裝置，且構成對應於在驅動選擇電路陣列 3〇8中的加熱器的驅動選擇電路（NOR閘）。NOR閘的輸出 連接至NMOS電晶體409的閘極，而NMOS電晶體409用 以作用加熱器的開關控制。藉由下述流程操作，此段變成 啓動。 首先，來自裝置驅動訊號電路304和塊選擇電路305 的輸出訊號藉由位準轉換電路312和313使其輸出訊號振 幅位準轉換成VDDM。於此，在未選擇對應的裝置和塊之 例中，來自裝置驅動訊號電路304和塊選擇電路3〇5的輸 出訊號輸出爲Hi位準的VDDM電位至匯流排線，和在選 擇它們的例中，輸出爲Lo位準的0V至匯流排線。 因此，在未選擇段的例中，從匯流排線3 06和3 07輸 φ 入至NOR閘的訊號至少之一爲VDDM電位。當VDDM電 位輸入至至少一輸入至NOR閘時，其輸出電位變成〇V， 電晶體409不導通，且因此無加熱器電流通過。當從匯流 排線3 06和3 07而來的兩輸入訊號變成0V時，NOR閘的 輸出變成VDDM電位。結果，電晶體409變成導通狀態’ 和加熱器電流從加熱器電源電位VH經由加熱器4 1 0通過 。具有通過電流的加熱器產生用於墨發泡和釋放所需的熱 〇 來自NOR閘的輸出只有在所有輸入訊號變成〇V時才 -23- (20) 1290100 會變成Hi。因此，NOR閘可單獨的控制加熱器電流驅動 NMOS電晶體409。在使用NAND閘的例中，只有在所有 到NAND閘的輸入訊號變成Hi(VDDM)時，輸出變成Lo。 因此，爲了以由NAND閘的運算結果控制加熱器電流驅動 NMOS電晶體，於此需要進一步插入一反相器以執行NOT 運算，因此，每段的裝置數目增加。因此，當以高密度設 置此選擇電路時，無此會形成阻礙。 Φ 更特別而言，當2輸入NOR閘具有來自裝置驅動訊 號電路304和塊選擇電路305的兩輸出訊號在Lo位準時 ，2輸入NOR閘電路408的輸出訊號變成Hi位準，因此 ，此輸出直接施加至NMOS電晶體409的閘極以導通 NMOS電晶體409。 此例假設以2輸入NAND取代2輸入NOR閘。 當藉由2輸入NAND，以來自裝置驅動訊號電路和塊 選擇電路的訊號選擇任意裝置時，Hi訊號當成來启裝置驅 • 動訊號電路和塊選擇電路的訊號輸入至NAND電路。更特 別而言，當來自裝置驅動訊號電路和塊選擇電路的兩訊號 變成Hi時，首先輸出Lo當成NAND電路的輸出訊號。當 來自裝置驅動訊號電路和塊選擇電路的兩訊號或其一變成 Lo時，NAND電路的輸出訊號變成Hi，和相關的NAND 電路未設置在選擇狀態。 在此例中，在選擇狀態中，NAND電路的輸出訊號爲 L〇。即使輸出訊號直接施加至加熱器驅動NMOS電晶體的 閘極以在選擇狀態中輸出Lo，在選擇狀態中，亦無法導 -24 - (21) 1290100 通。爲了在選擇狀態中導通，需要在NAND電路的輸出和 加熱器驅動NMOS電晶體間插入N〇T電路（反相器）。 因此，在輸入Hi的選擇訊號至N AND電路的例中， 需要在NAND電路和加熱器驅動NMOS電晶體間插入 NOT電路。依照此實施例，用於輸入Lo的選擇訊號至 NOR電路時，可直接施加NOR電路的輸出訊號至加熱器 驅動NMOS電晶體，以控制加熱器電路。於此亦可省略在 φ NAND電路構造中有需要的NOT電路，以達成具有較少裝 置數目的構造。 當驅動加熱器驅動NMO S電晶體時’所施加當成驅動 電壓的電壓愈高，則可通過的加熱器電流變成愈大。因此 ，所需的是，以高耐電壓的MOS電晶體來構成該NOR電 路。更特別而言，關於NMOS電晶體’所需的是使用和加 熱器驅動NMO S電晶體相同構造的電晶體以使高電源電壓 可受到控制。 • NMOS電晶體409使用於加熱器電流驅動，因爲由於 NMOS電晶體一般使用比電洞高的移動率的電子當成載體 ，因此，其每單位面積的啓動電阻比PMOS電晶體低。更 特別而言，藉由使用具有載體爲電子的通道的場效電晶體 在加熱器的驅動電路上，可降低啓動電阻。 再者，加熱器驅動電晶體控制大電流，因爲其需要以 加熱器產生需用於墨釋放的熱。在許多例中，MOS電晶體 採用功率MOS電晶體構造。於此有各種功率MOS電晶體 構造。但是，一般大電流控制功率MOS電晶體使用雙擴 -25- (22) 1290100 散構造的MOS電晶體（DMOS電晶體），其基板電位爲源極 或汲極。 以下就以N型通道執行電流控制的NMO S電晶體例說 明雙擴散構造的MOS電晶體。圖21顯示側向雙擴散構造 的MOS電晶體的截面模型圖。 於此，η擴散層2101形成在p型矽基板2100上。p 型擴散層2 1 02進一步擴散和形成在η擴散層2 1 0 1中至到 φ 達ρ型矽基板2100的深度。η +層2103和2104跨過一閘 極電極2105而擴散和形成在相對於擴散和形成的ρ型擴 散層2 1 0 2的位置。 於此，參考數字2104表示汲極電極和2103表示源極 電極。 在施加電壓在源極電極和汲極電極間的狀態下，如果 一正電位施加至閘極電極2105時，則會形成通道，和電 流流通在以參考數字2106表示的區域(‘通道形成區2106) ⑩ 中。 此種構造的電晶體需要以介於源極電極和形成有通道 的Ρ型擴散層2 1 06間的約0的電位差異驅動。 此乃因爲如果η +層2103和ρ擴散層2102爲相當高雜 質濃度的雜質擴散層時，即難以充分獲得Ρ-η接面的反相 耐壓電阻。 因此，必須以介於源極和基板間具有相同電位的耐壓 電阻驅動此一 DMOS電晶體。
在使用此DMOS電晶體構成選擇電路的例中，在NOR -26· (23) 1290100 電路的例中，可設定兩DMOS電晶體的源極電位如同基板 電位如圖8所示。另一方面，爲了構成NAND電路，需要 在輸出節點和基板電位間串聯連接兩NMOS電晶體，且因 此，一 NMOS的源極電位無法固定如同基板電位。 藉由使用NOR電路當成用以驅動NMOS電晶體409 的閘極的電路，可降低裝置數目和減少佈局面積。藉由以 高耐壓電阻的DMOS構成NOR，亦可獲得可固定源極電位 φ 如同基板電位的構造。 再者，如圖8所示的電路爲以CMOS(互補MOS電晶 體）構成的NOR閘，且包括具有串聯連接的PMOS電晶體 的構造。更特別而言，如圖8所示，NOR閘以具有PMOS 電晶體408b和NMOS電晶體408a的CMOS構造和具有 PMOS電晶體408d和NMOS電晶體408c的CMOS構造形 成。和PMOS電晶體408b和PMOS電晶體408d進一步串 聯連接。因爲此構造，因此可獲得如圖5所示的電阻2081 φ 的功能，亦即，使加熱器電流的陡峭上升緣緩和的效果。 更特別而言，構成NOR閘的PMOS電晶體從電源電位串 聯連接至輸出節點。因此，在改變輸出從Lo至Hi的啓動 電阻可高於使用相同閘極寬度和閘極長度的PMOS和 NMO S電晶體所組成的反相器的例（此反相器由圖5的 PMOS電晶體208k和NMOS電晶體208j所形成）。藉由串 聯連接的PMOS電晶體408b和408d的啓動電阻和加熱器 驅動電晶體409的閘極電容的時間常數，可消除加熱器電 流的陡峭上升緣，以使免除因爲雜訊造成的錯誤。更特別 -27- (24) 1290100 而言，在圖5中，可省略設置用於消除電流的陡峭上升緣 爲目的的電阻2 801，或可以具有較小裝置面積的低電阻裝 置取代電阻2 0 81，以達成驅動控制電路的高密度設置。 如上所述，依照第一實施例，可降低設置在各個段上 的高耐壓電阻的裝置數目，以以高密度設置需用於頭基板 301的電路而不會增加晶片尺寸。藉由設置加熱益以封應 於以高密度設置的加熱器選擇電路，可達成高密度加熱器 φ 構造。更特別而言，於此可提供之電路構造爲可選擇性的 驅動以高密度設置的加熱器而不會增加晶片尺寸。 [第二實施例] f依照第一實施例，位準轉換電路3 1 2和3 1 3分別連接 至裝置驅動訊號電路304和塊選擇電路305的輸出。關於 第二實施例，以下說明用以連接位準轉換電路至裝置驅動 訊號電路和塊選擇電路的輸入側的構造。 φ 圖9爲依照第二實施例的頭基板3 0 1 ’的電訊號流和電 路構造的示意電路方塊圖。圖9所示的電路方塊相對於位 在中央的墨供應埠3 1 1而對稱的設置，如同第一實施例。 構成此電路方塊的元件爲跨過墨供應埠3 1 1而由多數加熱 器組成的加熱器陣列1 1 〇，使電流流通至加熱器的驅動電 路陣列3 0 9，用於控制驅動電路的驅動選擇電路陣列3 0 8 ，用於產生傳送至驅動選擇電路陣列的訊號的裝置驅動訊 號電路504和塊選擇電路5 05，和處理從墊302輸入的訊 號的輸入電路3 03。 -28- (25) 1290100 第二實施例和第一實施例之不同處在於用於轉換和輸 入訊號相同電壓振幅的第一電源電壓振幅爲較高的第二電 源電壓振幅的位準轉換電路的插入位置。依照第二實施例 ，位準轉換電路512和513連接至輸入電路3 03的輸出側 ，和裝置驅動訊號電路5 04和塊選擇電路5 05連接至位準 轉換電路5 1 2和5 1 3的後級。依照第一實施例，裝置驅動 訊號電路3 04和塊選擇電路3 05在第一電源電壓（VDD)上 φ 操作，和對於從這些電路而來的輸出訊號，位準轉換電路 3 12和3 13插入以轉換訊號振幅爲第二電源電壓（VDDM)。 依照第二實施例，對於從輸入電路3 03而來的輸出訊號， 位準轉換電路5 1 2和5 1 3插入以轉換訊號振幅爲第二電源 電壓（VDDM)，而裝置驅動訊號電路504和塊選擇電路505 在第二電源電壓（VDDM)上操作。 藉由採用第二實施例的構造，可抑制、例如塊選擇電 路爲用以展開輸入訊號的解碼器的例中、佈局面積變大的 φ 位準轉換電路的尺寸。例如，考量選擇電路具有之解碼器 爲可從4位元輸入訊號中選擇16訊號線之一和輸出該訊 號之例。圖1 0顯示第二實施例的位準轉換電路5 1 3和塊 選擇電路505的電路構造。圖11顯示第一實施例的位準 轉換電路3 1 3和塊選擇電路3 05的電路構造。 爲了以4位元輸入訊號從1 6條匯流排線選出任意線 ，必須連接4個輸入訊號的Hi/Lo邏輯至16個4輸入 AND閘，以使4個輸入訊號的Hi/Lo邏輯變成互相不同。 第二實施例的解碼器從輸入電路601的輸出連接4位元輸 -29- (26) 1290100 入訊號至4個位準轉換電路5 1 3 a至5 1 3 d。其邏輯已受到 反相器603 a至603d反相的訊號和輸出乃連接至16個 AND閘6 04a至6 04p，因此，它們變成互相不同。於此， 位準轉換電路513a至513d的輸出電壓爲第二電源電壓， 其高於輸入訊號的電源電壓的第一電源電壓。因此，反相 器603a至603 d和AND閘604a至604p在第二電源電壓 上操作。因爲此一構造，於此設置有4個位準轉換電路。 Φ 爲方便起見，圖10爲使用AND閘604a至604p的電 路圖。但是，如前所述，可以輸入負邏輯的NOR閘以構 成圖10的AND閘604a至604p。 另一方面，如圖 U所示的第一實施例的構造在第一 電源電壓上操作達到塊選擇電路3 0 5。因此，需要提供位 準轉換電路3 1 3 a至3 1 3 d至1 6個匯流排線的各個匯流排 線當成塊選擇電路305的輸出，亦即，至16個AND閘 7〇4a至704p的各個輸出。依照上述第二實施例，可減少 φ 位準轉換電路的數目爲圖11的第一實施例的四分之一’ 藉以降低裝置數目。 亦可以用於輸入負邏輯的NOR閘實施圖11的AND 閘，或藉由添加反相器至用以輸入正邏輯的NAND閘以實 施它們。 由於位準轉換電路512和513設置在裝置驅動訊號電 路5 04和塊選擇電路505的前級中，構成裝置驅動訊號電 路504和塊選擇電路5 05的裝置需要爲高耐電壓’因此裝 置面積變大。因此，在考量介於因爲降低需用於位準轉換 -30- (27) 1290100 電路的裝置數目而致電路面積的降低和在使電路5 04和 5 0 5的耐電壓較高的例中所致電路面積的增加間的平衡下 ，必須決定位準轉換電路5 1 2和5 1 3是否應設置在電路 5〇4和5 05的前級或後級。 例如，如果裝置驅動訊號電路5 04的輸入和輸出訊號 線數目保持不變時，較佳的是，設置位準轉換電路5 1 2在 裝置驅動訊號電路504的後級。此乃因爲裝置驅動訊號電 φ 路504可以低耐電壓裝置構成，而有鑒於較高密度的實施 ，其相當有利。因此，在此一例中，塊選擇電路505使位 準轉換電路提供在前級，和裝置驅動訊號電路5 04使位準 轉換電路提供在後級。結果，可提供位準轉換電路在一電 路（例如塊選擇電路）的前級，和提供它們在其它電路（例如 裝置驅動訊號電路）的後級。 如上所述，除了第一實施例的效果外，依照第二實施 例，可進一步降低相關於塊選擇電路和裝置驅動訊號電路 _ 的電路面積。 [第三實施例] 圖1 2爲依照第三實施例，示意的顯示電訊號流的圖 和說明噴墨記錄頭基板（以下稱爲頭基板301)的電路方塊 圖。頭基板301如第一實施例所示（圖7)。圖12顯示相對 於設置在圖7中央的墨供應埠1 1 1而對稱的電路群的電路 方塊功能和訊號流。頭基板3 0 1對應於上述圖1 9所示的 頭基板3 01。電路方塊、例如、墨供應埠、加熱器陣列、 -31 - (28) 1290100 和驅動電路的設置和第一實施例所不的構造相同（圖7)， 因此省略對其之說明。 在圖12中，包括施加至墊3 02的影像資料的訊號經 由輸入電路3 03連接至構成內部電路的塊選擇電路3 05。 塊選擇電路3 0 5的一部份輸出訊號被供應至裝置驅動訊號 電路304。裝置驅動訊號電路304的輸出訊號藉由位準轉 換電路312被供應至多重加熱器驅動塊331當成分時選擇 • 訊號。 塊選擇電路3 04具有和使用以輸入影像資料的同步訊 號（時鐘）同步的影像資料訊號。塊選擇電路304產生塊選 擇訊號以根據影像資料訊號選擇加熱器驅動塊1至8(33 1) 。由塊選擇電路3 04所產生的塊選擇訊號藉由位準轉換電 路3 1 3供應至加熱器驅動塊3 3 1。由塊選擇訊號決定各個 加熱器驅動塊331是否作用。由塊選擇訊號所選擇的加熱 器驅動塊（決定其是否有作用）依照來自裝置驅動訊號電路 Φ 402的分時選擇訊號而驅動加熱器。更特別而言，加熱器 是否受到驅動係由塊選擇訊號和分時選擇訊號的 AND邏 輯所決定。 如上所述，依照此實施例，從塊選擇電路3 05和裝置 驅動訊號電路304輸出的塊選擇訊號和分時選擇訊號受到 位準轉換電路313和3 12的位準轉換（從第一電源電壓轉 換爲第二電源電壓），而後，此訊號傳送至加熱器驅動塊 3 3 1。在和輸入訊號振幅相同電位的第一電源電壓上驅動 的電路爲以矩形3 2 1所包圍的電路方塊。在以高於位準轉 -32- (29) 1290100 換第一電源電壓的第二電源電壓驅動的電路爲 所包圍的電路方塊。位準轉換電路3 1 3和3 1 2 圖6中所示的位準轉換電路（電路部份205 a和 的電路構造。 電路部份3 0 5 a(塊選擇電路3 0 5和位準轉j 和電路部份3 04a(裝置驅動訊號電路3 04和位 3 12)兩者具有位準轉換電路提供在後級。但是 φ 施例所述，它們亦可具有提供在前級的位準轉 造。 依照此實施例的頭基板3 0 1在塊選擇電路 驅動訊號電路3 04的輸出後藉由提供位準轉換 3 1 2立即執行位準轉換。更特別而言，藉由採 的構造’變成不需要對各個加熱器設置位準轉 如圖3所示的一般電路構造需要對如圖4所示 器驅動塊206提供位準轉換電路205(圖6)。因 # 一和第二實施例，其可獲得高密度電路和減少 效果。 以下藉由使用圖1 3而互補的說明圖1 1的 來自塊選擇電路3 05和裝置驅動訊號電路304 由位準轉換電路3 1 2和3 1 3從第一電源電壓位 二電源電壓，並輸入至加熱器驅動塊331。如 例，加熱器驅動塊331具有加熱器驅動MOS 和2輸入NOR閘 408以選擇性的驅動對應於 個加熱器410的加熱器驅動MOS電晶體409。 以矩形322 具有和上述 2〇5b)相同 奥電路3 1 3 ) 準轉換電路 ，如第二實 換電路的構 3 05或裝置 電路3 1 3和 用此實施例 換電路，而 的各個加熱 此，如同第 佈局面積的 電路方塊。 的輸出訊號 準轉換至第 同第一實施 電晶體409 所設置的各 在所示的例 -33- (30) 1290100 中，當來自塊選擇電路305和裝置驅動訊號電路304至2 輸入NOR閘 408的兩輸入訊號變成邏輯低位準（Lo)時，2 輸入NOR閘 408的輸出變成邏輯高電位（Hi)。由於加熱 器驅動MOS電晶體爲NMOS，當2輸入NOR閘 408的輸 出變成Hi時，其變成導通狀態。因此，當2輸入NOR閘 408的輸出爲Hi時，藉由使第二電源電壓施加至其閘極， 加熱器驅動MOS電晶體409變成導通狀態，因此，電流 • 通過加熱器410。 關於在這些例中的電源電壓値方面，第一電源電壓爲 約3 V至5V，和第二電源電壓爲約10V至30V。依照第三 實施例，使用2輸入NOR閘 408。因此，在位準轉換電 路3 1 2和3 1 3的輸出級中，添加反相器至圖6所示的電路 ，和訊號輸出（塊選擇訊號和分時驅動選擇訊號）受到反相（ 參考圖1 3 )。 上述2輸入NOR閘 408的詳細電路構造如圖8所示 φ 。如上所述，2輸入NOR閘 408具有位準轉換後的塊選 擇訊號和分時驅動選擇訊號當成輸入。電路元件408a至 408d分別爲用以在第二電源電壓的電位（VDDM)上操作的 耐高電壓裝置，並構成對應於一加熱器的驅動選擇電路 (NOR閘）。NOR閘408的輸出連接至NMOS電晶體409的 閘極，而NMOS電晶體409爲用以作用加熱器開關控制的 驅動電路。用於啓動此段的操作可參考圖8所示在第一實 施例中的說明。 在依照第三實施例的頭基板的電路中，如同第一實施 -34- (31) 1290100 例，驅動控制藉由兩種電源電壓作用，亦即，輸入訊號的 電壓振幅的第一電源電壓和施加至MOS電晶體的閘極以 控制加熱器電流的較高第二電源電壓。第一電源電壓的驅 動電路的輸出訊號藉由位準轉換電路轉換爲第二電源電壓 的訊號振幅。在上述塊選擇電路305和裝置驅動訊號電路 3 〇4(在加熱器驅動塊的前級）後立即執行位準轉換的構造中 ’位準轉換電路必須對各個塊訊號線和資料訊號線設置。 φ 因此，無需如同習知構造對各個位元設置位準轉換電路。 因此，相較於圖3和4所示的電路構造，可獲得高密度電 路和減少佈局面積的效果。 另一方面，在位準轉換後，變成需要引導高電壓振幅 的邏輯訊號至基板的加熱器陣列對準方向，以傳送具有所 執行位準轉換的訊號至各個位元。更特別而言，用以載送 高電壓振幅的邏輯訊號的多重訊號線沿加熱器陣列路由。 關於近來的印表機方面，噴嘴數目增加和印刷寬度亦擴張 φ 以達成高速高品質記錄。於此有一趨勢爲在對準方向的加 熱器陣列長度會連同加熱器陣列的位元數目增加而延伸。 連同於此，於此之趨勢爲在構造中，延伸用以引導位轉轉 換後的高電壓振幅的邏輯訊號的線長度至基板的加熱器陣 列對準方向，以在移位暫時器或解碼器後立即執行位準轉 換。 在沿上述加熱器陣列路由約10V至3 0V的高電源電 壓振幅的訊號線的例中，可能會有接線至閘極的寄生MOS 電晶體的場MOS電晶體的通道反相，如此會導致電路錯 -35- (32) 1290100 誤。因此，所欲的是，採取一對策以克服此錯誤。 此一錯誤發生之例爲在介於η型基板（η阱）區和p型 基板（Ρ阱）區間（其爲基板的不同電位層）的邊界中，寄生 MOS電晶體變成導通狀態之例。在此例中，電分離η阱和 ρ阱設置在導通狀態而引起錯誤。在一般狀況下，用以啓 動寄生MOS電晶體的接線通常爲在多重接線層外最接近 基板的接線層。形成在更遠離基板的上層中的接線層具有 φ 由層間膜所保持的固定距離，因此，其難以啓動寄生MOS 電晶體。 因此，所需的是，在介於η阱和ρ阱間的邊界上，消 除在接線層中靠近基板的交叉，和在切換至較高接線層後 再執行交叉。但是，爲了此目的的接線切換部份需要獲得 佈局面積，如此導致晶片尺寸的增加。於此亦需要形成一 接點以切換接線層，且因此會增加一接觸電阻，如此導致 在訊號傳送上的可能延遲。 # 圖14Α和14Β爲用以執行圖8所示電路的基板的佈局 例圖。圖14Α和14Β顯示形成PMOS裝置的η阱區710形 成在ρ型基板上和由寄生MOS電晶體所引起的錯誤藉由 切換至在介於η阱710和ρ阱709間的邊界上的上層中的 接線層而防止的構造。圖14Α顯示佈局的頂視圖和圖14Β 顯示在佈局頂視圖中Α-Α’線的截面圖。 此佈局抽取和顯示在圖8和1 3中所示的加熱器驅動 塊中的任意2輸入NOR閘408和輸入至2輸入NOR閘 408的輸入訊號線。於此，在訊號線707中，訊號受到傳 -36- (33) 1290100 送，該訊號係藉由位準轉換電路313和312而將來自塊選 擇電路3 05和裝置驅動訊號電路304的輸出訊號位準轉換 爲第二電源電壓的振幅而得。 如上所述，此實施例爲具有CMO S電晶體形成在p型 基板上的範例。因此，形成η阱區710以形成PMOS電晶 體。參考數字7〇1表示NMOS電晶體（圖8的408a和 408c)的閘極，和參考數字702表示PMOS電晶體（圖8的 φ 408b和408d)的閘極，其以多晶矽層704形成。MOS電晶 體的閘極形成在多晶矽層7 0 4交叉裝置形成區7 1 1處。在 圖14A和14B中，爲了簡化圖式，並未顯示MOS電晶體 的源區和汲區。在A1(鋁）線和源極和汲極間的連接經由擴 散層接點7 1 2形成。 爲了從訊號線707施加輸入訊號至2輸入NOR閘408 的閘，必須使電源線706交叉多晶矽層。於此，在電源線 706和訊號線707間有η阱區和p阱區的阱邊界713。因 # 此，如果阱邊界703交叉在多晶矽層中時，可能會導通閘 極爲多晶矽層的寄生MOS電晶體，而使異常電流通過以 造成錯誤。因此，關於此構造，阱邊界713藉由切換而交 叉至Α1接線層705，該Α1接線層比多晶矽層更遠離基板 。在此切換部份中，需要介於多晶矽層和Α1接線層間的 接觸形成區，且因此佔據預定的佈局面積。 關於第三實施例，以下說明藉由降低所安裝切換部份 的數目以進一步降低晶片尺寸的頭基板。 圖15Α和15Β爲基板的佈局例圖’其中錯誤防止封策 -37- (34) 1290100 已依照此實施例說明。圖1 5 A顯示佈局的頂視圖 顯示在佈局頂視圖中A-A’線的截面圖。此實施 例爲其中CMOS電晶體形成在p型基板上和在糸 3 0V的高電源電壓上操作的2輸入NOR閘408 擇的驅動加熱器410。更特別而言，如圖15A和 的佈局指示用以輸入訊號至對應於加熱器而設置1 NOR閘408的部份佈局，其中該訊號爲輸出至在 φ 列的加熱器對準方向上延伸的訊號線807的訊號 8 07具有訊號施加於此，該訊號係藉由位準轉換 和3 1 2而將從塊選擇電路3 0 5和裝置驅動訊號電 出的邏輯訊號的振幅位準位準轉換爲高於輸入訊 位準的第二電源電壓而得。 圖15A和15B的2輸入NOR閘408爲在對 器的加熱器對準方向中，從設置如同陣列中所抽 參考數字801表示NMOS電晶體（圖8的408a禾| • 閘極，和參考數字802表示PMOS電晶體（圖8白 408d)的閘極，其以多晶矽層804形成。MOS電 極形成在多晶矽層804交叉裝置形成區811處。 和15B中，爲了簡化圖式，並未顯示MOS電晶 和汲區。在A1線和源極和汲極間的連接經由擴 8 1 2形成。 施加至NMOS電晶體和PMOS電晶體的閘極 從訊號線807施加。訊號線807爲沿加熱器對準 的多重線。在加熱器對準方向設置如同陣列的2
和圖1 5 B 例顯示之 弓10V至 使用以選 15B所示 的2輸入 加熱器陣 。訊號線 電路3 1 3 路3 04輸 號的振幅 應於加熱 取之一。 a 408c)的 勺408b和 晶體的閘 在圖1 5 A 體的源區 散層接點 的訊號係 方向路由 輸入NOR -38- (35) 1290100 閘408連接至多重訊號線外的任意兩訊號線，且當從兩訊 號線施加而來的兩訊號變成Lo時，使其輸出Hi。再者， 2輸入NOR閘408的輸出連接至NMOS型的加熱器驅動 MOS電晶體409。關於用以驅動2輸入NOR閘408的電 源方面，GND線803設置在NMOS電晶體側和電源線806 設置在PMOS電晶體側。 爲了從訊號線807施加訊號至2輸入NOR閘605的 φ PMOS和NMOS電晶體，需要和其它訊號線和電源線交叉 。依照此實施例，訊號線和電源線以A1配線層8 05形成 。一般，在交叉處，它們經由配線層間接點808連接至另 一配線層的多晶矽配線層804，以連接至MOS電晶體的閘 極。 在構成用以選擇性的驅動加熱器的CMOS電晶體電路 (此實施例中的2輸入NOR閘408)的MOS電晶體中，和 加熱器驅動MOS電晶體409形成相同型式的通道的電晶 • 體（在此實施例中爲NMOS電晶體408a和408〇乃藉由夾 在它們間的GND線8 0 3和在驅動電晶體側上的驅動電晶 體間而設置。另一方面，用以輸入至2輸入NOR閘的訊 號線807和形成與驅動器MOS電晶體不同型式的通道的 電晶體（PMOS電晶體408b和408d)乃藉由夾住電源線806 而設置。 電位如同GND電位（基板電位）的p阱區809形成在剛 好在加熱器驅動MOS電晶體409(圖15A和圖15B未顯示） 、GND線803、和NMOS電晶體801下方的基板層中。電 -39- (36) 1290100 位如同電源電位（第二電源電壓）的η阱區8 1 0形成在剛好 在PMOS電晶體802、電源線805、和訊號線807下方的 基板層中。更特別而言，相較於圖1 4Α和1 4Β的佈局而言 ，η阱區形成以延伸至訊號線807下方。 此η阱區形成包括訊號線的下層807，且延伸至轉換 電路3 1 3的輸出部份。關於轉換電路3 1 3，所欲的是，如 圖15所示，設置PMOS電晶體在接近訊號線807的位置 φ 上並延伸η阱區至在轉換電路313中的PMOS電晶體。 如果使用在圖1 5 Α和1 5Β中所示的佈局時，剛好在訊 號從訊號線807傳送至2輸入NOR閘408的PMOS電晶 體408 b和4 08d處的訊號應用路由下方的所有矽基板電位 變成電源電位的η阱層810。因此，介於η阱層810和p 阱層8 09間的邊界不再交叉。因此，不再需要切換至鋁配 線層805，且因此可降低佈局面積。在2輸入NOR閘408 的輸出部份中，訊號線切換至在NMOS電晶體408a和 φ 408c側上的多晶矽層，並將訊號直接施加至NMOS驅動 閘。藉由上述，訊號可由在P阱層809上的多晶矽配線完 全的路由，且不再需要對鋁配線的切換。 因此，如圖1 5 A和1 5B所示的佈局具有剛好設置在未 設置任何η阱層的訊號線8 0 7下方的電源電位的η阱層。 構成如同選擇電路的CMOS電晶體的PMOS和訊號線807 藉由夾住電源線806而設置，因此，被路由在多晶矽層中 的訊號線不同的阱邊界不再交叉。更特別而言，在此區域 中，當成克服寄生MOS電晶體的對策的至鋁配線的切換 -40- (37) 1290100 部份不再需要，和因此可實現佈局面積減少且無錯誤的噴 墨記錄頭基板。 [第四實施例] 圖16A和16B爲說明第二實施例的佈局的頂視圖和相 對應在佈局圖中的A - A ’線的截面圖。 依照第三實施例，如習知例般，執行至鋁配線的切換 φ 如同克服用於存在於PMOS和NMOS間的阱邊界的寄生 MOS電晶體的對策。相較下，依照第四實施例，克服寄生 MOS電晶體的對策乃藉由插入阱接點而實現。關於阱接點 方面，裝置形成區811’新形成在PMOS和NMOS間，和雜 質濃度高於阱區的n +擴散區913形成在裝置形成區811’ 中。n +擴散區913接觸由連接至電源線806的PMOS電晶 體8 02的源極延伸的鋁配線層，並連接至電源線電位（ιον 至 30V)。 # 在此實施例中，由於形成n +擴散區913，於此並無任 何問題，特別是對於介於PMOS和NMOS間的場MOS對 策。此乃因爲當形成反相層環繞低雜質濃度的阱層表面且 在反相層當成通道的場MOS的例中發生錯誤時，藉由設 置高雜質濃度區當成阱接點時，在此區中變成難以形成反 相層。因此，如果使用第四實施例的型式，使多晶矽層設 置跨騎阱邊界不再成爲問題。再者，藉由設置阱接點在 NMOS電晶體和PMOS電晶體間，亦可同時獲得耐電壓以 抵抗由電源雜訊等所引起的閂鎖。 -41 - (38) 1290100 於此，藉由在η阱區中設置電源電位的擴散層可防止 寄生MOS電晶體的影像。關於此雜質區，藉由設置基板 電位的擴散層在Ρ阱區或設置兩擴散層，亦可獲得相同的 效果。 在此實施例中所示的邏輯構造只是範例而已。例如， 亦可以具有NAND閘、反相器、複合閘或這些閘的組合的 邏輯構造以取代2輸入NOR閘408。第三和第四實施例的 φ 電路構造的重點之一爲使剛好在多數訊號線（807)下方的基 板層的阱區（ρ型或η型）匹配用以構成接近多數訊號線的 裝置群的阱區型式。藉此可消除圖14Α和14Β的阱邊界 7 1 3和排除在此部份的配線切換部份。 如上所述，依照此實施例，可減少在各個段中的高耐 電壓裝置的數目和達成選擇電路的較高密度。 依照此實施例，可降低位準轉換電路的尺寸，抑制在 基板尺寸上的增加，和簡化電路構造。藉由降低形成在基 # 板上的裝置數目，亦可改善生產率。再者，在降低基板尺 寸下’亦可消除錯誤和達成穩定的操作。 本發明並不限於上述之實施例，且於此仍可達成各種 改變和修飾，但其仍屬本發明之精神和範疇。因此，本發 明之精神和範疇應由下述申請專利範圍界定之。 【圖式簡單說明】 以下的圖式、其提供於此並構成本說明書的一部份、 用以說明本發明的實施例，且和上述說明一起用以說明本 -42- (39) 1290100 發明的原理。 圖1爲噴墨記錄頭基板的電路方塊和墨供應埠的示意 圖； 圖2爲圖1所示的噴墨記錄頭基板的墨供應埠之一的 電訊號流和電路方塊的示意圖； 圖3爲圖1所示的驅動電路1 1 3的訊號流和更詳細的 電路構造圖； Φ 圖4爲在一般加熱器驅動塊中的電路構造範例圖； 圖5爲一般噴墨記錄頭半導體基板的每段的驅動電路 圖； 圖6爲一般位準轉換電路的電路構造範例圖； 圖7爲第一實施例的噴墨記錄頭半導體基板的電路方 塊圖和電訊號流的示意圖； 圖8爲第一實施例的噴墨記錄頭半導體基板的每段的 驅動電路圖； φ 圖9爲第二實施例的噴墨記錄頭半導體基板的電路方 塊圖和電訊號流的示意圖； 圖1 0爲第二實施例的噴墨記錄頭半導體基板的塊選 擇電路圖； 圖11爲第一實施例的噴墨記錄頭半導體基板的塊選 擇電路圖； 圖12爲第三實施例的噴墨記錄頭基板的整體電路構 造範例的說明圖； 圖1 3爲依照第三實施例的加熱器驅動塊的構造的說 -43- (40) 1290100 明圖， 圖14A和14B爲圖8和13所示的基板的佈局構造範 例圖； 圖1 5 A和1 5 B爲依照第一實施例的基板的佈局構造範 例圖； 圖1 6 A和1 6 B爲依照第二實施例的基板的佈局構造範 例圖； 肇 圖1 7爲應用本發明的噴墨記錄裝置的示意圖； 圖1 8爲噴墨匣IJC的詳細構造的外觀視圖； 圖1 9爲用於以三色釋放墨的記錄頭IJHC的三維構造 的立體圖； 圖20爲用以執行圖17所示的噴墨記錄裝置的記錄控 制的控制構造圖；和 圖21爲側向雙擴散構造的MOS電晶體的截面模型圖 【主要元件符號說明】 1 :記錄裝置 1 0 :恢復裝置 111 :墨供應埠 1301C :墨通道 1 302C :釋放開口 1 705 :頭基板 1 900C :墨滴 -44- (41) 1290100 2 :托架 Μ 2 :傳送馬達 205 :位準轉換電路 205a :電路部份 206 :加熱器驅動塊 2 0 8 < :電阻 208j : NMOS電晶體 φ 208k : PMOS 電晶體 210 :電熱轉換器（加熱器） 2100 : p型矽基板 2 1 0 1 : η擴散層 2 1 0 2 : ρ擴散層 2103 : η+ 層 2 1 0 5 :閘極電極 2106 : ρ型擴散層 • 2C :墨通道 2M :墨通道 2Y :墨通道 3 :記錄頭 3 0 1 :頭基板 302 :墊 1 1 4 :頭基板 I 1 5 :電路方塊 II 0 :加熱器 -45 - (42) 1290100 1 1 3 :驅動電路 102 :墊 109 :驅動電路陣列 108 :驅動選擇電路陣列 104 :裝置驅動訊號電路 105 :塊選擇電路 106 :匯流排線 φ 107 :匯流排線 103 :輸入電路 208a ： NAND 閘 208b :反相器 208c :反相器 208d〜208j : MOS電晶體 Μ 1 :托架馬達 IJC :噴墨匣 _ IJCK :墨匣 IJCC :墨匣 ΙΤΚ :墨槽 IJHK :記錄頭 ITC :墨槽 IJHC :記錄頭 303 :輸入電路 304 :裝置驅動訊號電路 304a :電路部份 -46 - (43) 1290100 3 0 5 :塊選擇電路 305a :電路部份 3 0 6 :匯流排線 308 :驅動選擇電路陣列 309 :驅動電路陣列 3 1 0 :加熱器陣列 3 1 1 :墨供應埠 φ 3 1 2 :位準轉換電路 3 1 3 :位準轉換電路 313a :位準轉換電路 321 :方塊 322 :方塊 3 3 1 :加熱器驅動塊 4 :傳送機構 402 :裝置驅動訊號電路 修 408 : 2輸入NOR電路 408a : NM0S電晶體 408b : PMOS電晶體 408c : NM〇S電晶體 408d ： PMOS電晶體 4 09 :加熱器驅動M〇S電晶體 4 1 0 :加熱器 5 :饋入器 504 :裝置驅動訊號電路 -47- (44) 1290100 505 :塊選擇電路 5 1 2 :位準轉換電路 5 1 3 :位準轉換電路 513a :位準轉換電路 6 ·墨厘
60 :控制器 6 0 1 :輸入電路 φ 603a :反相器 604a : AND 閘 605 : 2 輸入 NOR 60a : MPU 60b ： ROM 60c:特殊應用積體電路 （ASIC) 60d ： RAM 60e :系統匯流排 Φ 60f : A/D轉換器 61a :主裝置 61b :介面（I/F) 62a :電源開關 62b :印刷開關 6 2c :恢復開關 63a :位置感應器 63b :溫度感應器 7 04 :多晶矽層 -48- 1290100 (45) 704a ： AND 閘 705 :鋁配線層 7 0 6 :電源線 707 :訊號線 709 : p 阱 7 1 0 : η讲區 7 1 1 :裝置形成區 φ 7 1 2 :擴散層接點 7 1 3 :阱邊界 801 : NMOS電晶體 802 : PMOS電晶體 8 0 3 :地線 8 04 :多晶ΐ夕層 8 05 :銘配線層 8 0 6 :電源線 φ 807 :訊號線 808 :配線層間接點 809 : ρ阱層 8 1 0 : η阴1層 8 1 1 :裝置形成區 8 1 2 :擴散層接點 9 1 3 : η+擴散區 -49-