[發(fā)明專利]元件基板、打印頭和打印設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410240029.7
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104210234A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛西亮;平山信之;高木誠
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社
• 主分類號: B41J2/01
• 分類號: B41J2/01;B41J2/14
• 代理公司: 北京魏啟學(xué)律師事務(wù)所 11398
• 代理人: 魏啟學(xué)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及元件基板、打印頭和打印設(shè)備，尤其涉及例如集成有元件基板并以噴墨方式打印的全幅型打印頭以及使用該全幅型打印頭進(jìn)行打印的打印設(shè)備。本發(fā)明更具體地涉及具有元件基板的打印頭和打印設(shè)備，其中，將多個打印元件和用于驅(qū)動打印元件的驅(qū)動電路設(shè)置在單個元件基板上。

背景技術(shù)

例如，用于在諸如紙張或膠片等薄片狀打印介質(zhì)上打印諸如字符和圖像等任何期望信息的打印設(shè)備通常廣泛用作諸如文字處理器、個人計算機(jī)和傳真設(shè)備等信息輸出設(shè)備。

這些打印設(shè)備中的一些打印設(shè)備使用通過熱能進(jìn)行打印的噴墨式打印頭(下文稱作打印頭)。這種打印頭包括設(shè)置于與用于排出墨滴的噴口相連通的部位的多個打印元件(加熱器)。將電流供應(yīng)至打印元件以引起加熱器發(fā)熱。通過墨的膜沸騰來排出墨滴，并進(jìn)行打印。這種打印頭可以高密度配置多個噴口和打印元件(加熱器)，從而可以打印高分辨率圖像。

圖14是示出傳統(tǒng)噴墨式打印頭上集成的元件基板的結(jié)構(gòu)的電路圖。

如圖14所示，元件基板101通過電纜140連接至打印設(shè)備的主體電路200。從而通過焊盤130將加熱器電壓VH施加到多個加熱器(打印元件)111。要注意的是，將地電壓GNDH施加到焊盤131。主體電路200的ASIC107將數(shù)據(jù)信號(DATA)、時鐘信號(CLK)、鎖存信號(LT)和熱使能信號(HE)通過信號線纜141以及焊盤135-138供應(yīng)至邏輯電路114。要注意的是，多個邏輯電路114具有包括觸發(fā)器電路118、鎖存器電路119和AND(與)電路120的相同電路結(jié)構(gòu)。

在每個邏輯電路114中，觸發(fā)器電路118接收與時鐘信號(CLK)同步輸入的數(shù)據(jù)信號(DATA)。與通過焊盤135輸入的鎖存信號(LT)同步地，鎖存器電路119接收并保持由觸發(fā)器電路118接收的數(shù)據(jù)信號(DATA)。另一方面，將定義加熱器驅(qū)動時間段的熱使能信號(HE)輸入至焊盤136。AND電路120獲得熱使能信號(HE)和鎖存器電路119的輸出的邏輯積(AND)，并將結(jié)果作為選擇信號輸出至電平變換器(LVC)122。

與一般電力器件的元件基板相比，元件基板101包括數(shù)量龐大的待驅(qū)動元件。與加熱器電源102連接的打印元件(加熱器)111的數(shù)量為每個基板數(shù)千至數(shù)萬個。由于設(shè)置的相應(yīng)驅(qū)動元件112的數(shù)量和加熱器111一樣多，因此驅(qū)動驅(qū)動元件112所需的電平變換器122的數(shù)量也是龐大的。為此，電平變換器122的功耗導(dǎo)致元件基板101發(fā)熱，這極大地影響打印特性。因此，待機(jī)時不消耗電力的差動輸入類型的2輸入電路廣泛用于電平變換器(LVC)122。

為滿足近年來噴墨打印設(shè)備高速化的需求，單位時間要驅(qū)動的加熱器的數(shù)量增長。主體電路200包括用于穩(wěn)定電源的大容量電容器103，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電源。此外，設(shè)置了用于邏輯電路電源104和用于穩(wěn)定的電壓供應(yīng)的電容器105。

然而，在設(shè)置大容量電容器的情況下，要關(guān)閉電源電壓需要花費(fèi)時間。

圖15是示出電源關(guān)斷后加熱器電壓VH和邏輯電壓VDD的壓降隨時間變化的圖。

如圖15所示，當(dāng)由于例如電源故障而關(guān)斷主體電路200時(t＝t1)，加熱器111施加有電壓的狀態(tài)持續(xù)長時間，直到排出電容器103中累積的電荷為止。為此，在加熱器電壓VH下降到“0”(t＝t3)之前，持續(xù)控制驅(qū)動元件112以盡可能不向加熱器111供應(yīng)不期望的電流是必要的。

作為用于防止供應(yīng)不期望的加熱器電流的結(jié)構(gòu)，專利號為4266460的日本專利提出一種電路結(jié)構(gòu)，其中邏輯電路具有復(fù)位功能。在施加邏輯電源的狀態(tài)(t＝t0～t1)下，這種結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行通過輸入RESET(復(fù)位)信號、可靠地禁止不期望的加熱器電流的供應(yīng)的控制。然而，如圖15所示，在電源關(guān)斷時(t＝t1)，由于電壓低于加熱器電源的電壓，并且電容器105具有相對小的電容，因此邏輯電路電源104將在短時間段內(nèi)(t＝t2)完成放電。為此，RESET信號的控制立刻失效。

另一方面，由于從加熱器電源102接收電力，因此即使在邏輯電路電源104關(guān)斷之后，2輸入電平變換器122也是可工作的。然而，當(dāng)通過焊盤134供應(yīng)的邏輯電壓VDD下降到0V，因此來自邏輯電路114的所有信號變?yōu)?V時，電平變換器(LVC)122接收同相邏輯(均為0V)，并且其輸出邏輯變得不定。

圖16A和16B是分別示出2輸入電平變換器122的電路結(jié)構(gòu)和輸入/輸出關(guān)系的圖。