JP2008162271A - 素子基板、記録ヘッド、ヘッドカートリッジ、記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の記録ヘッド用の素子基板に用いられる電圧発生回路は、ヒータを駆動するための電圧の変動に依存性があり、また、ヒータを駆動するための電圧を変更する場合には記録ヘッドの再設計を伴っていた。
【解決手段】 第１の電圧が印加される複数の記録素子と、前記複数の記録素子を駆動する複数の駆動素子と、前記複数の駆動素子を制御するための駆動信号を出力する論理回路と、前記論理回路から出力される前記駆動信号の電圧を、第１の電圧より低い第２の電圧に変換して前記複数の駆動素子に出力する電圧変換回路とを有する記録ヘッド用の素子基板であって、前記第１の電圧に基づいて、前記駆動電圧変換回路を駆動するための第２の電圧を発生させる駆動電圧発生回路を有し、前記駆動電圧発生回路は、前記第１の電圧により定電流を発生する定電流源を有し、前記定電流に基づいた前記第２の電圧を発生することを特徴とする素子基板。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動電圧変換回路を駆動するための駆動電圧発生回路を有する記録ヘッド用の素子基板、記録ヘッド、ヘッドカートリッジ、記録装置に関する。

従来のインクジェット方式の記録ヘッドの回路構成を図２に示す。この種の記録ヘッドの電気熱変換素子（ヒータ）とその駆動回路は、例えば特許文献１に示されているように、半導体プロセス技術を用いて同一基板上に形成することができる。

図２において、１０１はインクを吐出するための熱を発生する電気熱変換素子（ヒータ）、１０２はヒータ１０１に所望の電流を供給するためのｎ型パワートランジスタである。また、１０６は各ヒータ１０１に電流を供給し、記録ヘッドのノズルからインクを吐出するか否かを決定する画像データを一時的に格納するシフトレジスタである。シフトレジスタ１０６には、転送クロック信号入力端子（ＣＬＫ）と、ヒータ１０１をオン／オフさせる画像データをシリアルに入力する画像データ入力端子（ＤＡＴＡ）とが設けられている。１０５は各ヒータ１０１に対する画像データを、ヒータ毎に記憶、保持するためのラッチ回路である。ラッチ回路１０５はシフトレジスタ１０６から出力される信号を入力し、ラッチタイミングを制御するためのラッチ信号を入力するラッチ信号入力端子（ＬＴ）が設けられている。１０４はＡＮＤ回路であって、ラッチ回路１０５から出力される信号と、ヒータ１０１に電流を流すタイミングを決定するヒートイネーブル信号（ＨＥ）とを入力としている。ＡＮＤ回路１０４から出力される駆動信号は、駆動電圧変換回路１０３を介してヒータに電流を流すか否かのスイッチングを行う駆動素子としてのパワートランジスタ１０２のゲートに入力される。ここで、パワートランジスタ１０２は、電界効果型トランジスタであって、例えばｎＭＯＳトランジスタやｎ型ＤＭＯＳ（ディフュージョンＭＯＳ）トランジスタを示す。

駆動電圧変換回路１０３の回路構成を説明すると、２０８はＡＮＤ回路１０４からの駆動信号を反転させる第１のインバータ回路、２０７は第１のインバータ回路２０８から出力される信号をさらに反転させる第２のインバータ回路である。２０２、２０３はそれぞれｐＭＯＳ、ｎＭＯＳトランジスタで第１のＣＭＯＳインバータ回路を構成している。２０１は、第１のＣＭＯＳインバータ回路を、ＡＮＤ回路から出力される信号の電圧（一般的に５Ｖ以下）で駆動可能とするために、内部電源ラインに印加される電圧ＶＨＴＭを分割するための第１のバッファ用ｐＭＯＳである。この電圧ＶＨＴＭは、パワートランジスタの駆動電圧を発生する駆動電圧発生回路１０７から出力される。２０５、２０６はそれぞれｐＭＯＳ、ｎＭＯＳトランジスタで、第２のＣＭＯＳインバータ回路を構成している。また、２０４は第２のバッファ用ｐＭＯＳである。ここで、第２のバッファ用ｐＭＯＳ２０４のゲートは、第１のＣＭＯＳインバータ回路の出力部であるｐＭＯＳトランジスタ２０２、ｎＭＯＳトランジスタ２０３の接続部に接続されている。また、第１のバッファ用ｐＭＯＳ２０１のゲートも同様に第２のＣＭＯＳインバータ回路の出力部であるｐＭＯＳトランジスタ２０５、ｎＭＯＳトランジスタ２０６の接続部に接続されており、また、この接続部は、駆動電圧変換回路の出力部ともなっている。

駆動電圧発生回路１０７から出力される電圧ＶＨＴＭは、ＣＭＯＳインバータのブレイクダウン耐圧およびＭＯＳのゲート耐圧を超えることなく、可能な限り高く設定することが望ましい。ヒータを駆動するための電圧（ヒータ電源電圧）ＶＨは、通常、２０Ｖ以上の高い値に設定される場合が多く、またＣＭＯＳインバータのブレイクダウン耐圧は１５Ｖ程度以下であることが多い。また、ＭＯＳのゲート耐圧はゲート酸化膜に依存する。このため、ゲート酸化膜の絶縁耐圧より十分低い電圧とする必要がある。

このように、駆動電圧変換回路から出力される電圧とヒータの駆動電圧とを一致させることは難しい。一方、駆動電圧変換回路から出力される電圧の電源ラインをヒータ電源電圧ラインと別に設けることはシステム全体のコストアップにも繋がる。

駆動電圧発生回路１０７の回路構成を図３に開示している（特許文献２参照）。抵抗Ｒ０、Ｒ１の分圧比により、ヒータの電源電圧ＶＨから任意の電圧を作り出し、これにバッファとしてのｎＭＯＳトランジスタＴ１と抵抗Ｒ２から構成されるソースフォロワ回路を接続している。そして、ｎＭＯＳトランジスタＴ１のソースを駆動電圧発生回路１０７の出力端としている。図４は図２に示す記録ヘッドの駆動回路を駆動するための各種信号のタイミングチャートである。図４を参照して、図２に示す記録ヘッドの駆動回路を説明する。

転送クロック信号（ＣＬＫ）と画像データ（ＤＡＴＡ）は、シフトレジスタに入力される。シフトレジスタ１０６は転送クロック信号（ＣＬＫ）の立ち上がりエッジに同期して動作する。ここで、シフトレジスタ１０６に格納される画像データ（ＤＡＴＡ）のビット数とヒータ１０１およびパワートランジスタ１０２の数が同じである。このため、ヒータ数と同じパルス数の転送クロック信号（ＣＬＫ）と、画像データ（ＤＡＴＡ）とをシフトレジスタ１０６に入力した後、ラッチ信号（ＬＴ）を入力し、各ヒータ１０１に対応した画像データ（ＤＡＴＡ）をラッチ回路１０５に保持する。その後、ＡＮＤ回路１０４は、ラッチ回路から出力される信号と、ヒートイネーブル信号（ＨＥ）との論理積を演算する。そして、ＡＮＤ回路１０４から出力される駆動信号に対応した時間だけパワートランジスタ１０２及びヒータ１０１にヒータの電源ラインから電流が流れ、その電流はＧＮＤＨラインに流れ込む。このとき、ヒータ１０１はインクを吐出するために必要な熱を発生し、画像データに見合ったインクが、記録ヘッドのノズルから吐出される。
米国特許第６２９０３３４号公報 特開平１１−１２９４７９号公報

しかしながら、上記従来例における駆動電圧発生回路では、抵抗の分圧比で出力電圧ＶＨＴＭを決定しているため、次のような課題が生じている。

第１の課題は以下のとおりである。

シフトレジスタやラッチ回路などの論理回路の動作電圧より高く、ヒータ駆動電圧（ＶＨ）よりも低い駆動電圧発生回路から出力されるＶＨＴＭはヒータ駆動電圧ＶＨを基に発生するため、ＶＨの変動に大きく依存する。このため、ＶＨの変動がＶＨＴＭの変動を招き、ＶＨＴＭの変動がパワートランジスタ１０２の導通時の抵抗（ＯＮ抵抗）を変化させてしまうことにより、所望の吐出エネルギーが得られなくなる場合がある。

また、所望の吐出エネルギーを得るための調整方法として、ＶＨを変更してヒータで発生する熱エネルギーを調整する方法が一般的に行われている。しかし、上記従来例における駆動電圧発生回路を用いた記録ヘッドでは、印加するヒータ駆動電圧（ＶＨ）を変更することでＶＨＴＭも変更されることから、ＶＨを変更することによる調整方法は採用できない。

第２の課題は以下のとおりである。

駆動電圧発生回路から出力される出力電圧ＶＨＴＭはヒータ駆動電圧（ＶＨ）のみに依存し、論理回路の電源から独立している。また、記録ヘッドの着脱時または記録ヘッドの使用中等に論理回路の電源が故障した場合、論理回路が正常な動作をしないことがある。このため、ＶＨが印加されている状態で論理回路の電源が故障した場合、記録ヘッドが誤動作してしまう虞がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものである。具体的には、ヒータを駆動するための電圧の変動に依存性がなく、ヒータを駆動するための電圧を変更する場合でも記録ヘッドの再設計を伴うことがない記録ヘッド用の素子基板を提供することにある。

さらには、論理回路の電源に異常が生じた場合でも記録ヘッドが破壊されることがない記録ヘッド用の素子基板を提供することにある。

上記第１の課題を解決するための本発明は、第１の電圧が印加される複数の記録素子と、前記複数の記録素子を駆動する複数の駆動素子と、前記複数の駆動素子を制御するための駆動信号を出力する論理回路と、前記論理回路から出力される前記駆動信号の電圧を、前記第１の電圧より低い第２の電圧に変換して前記複数の駆動素子に出力する駆動電圧変換回路とを有する記録ヘッド用の素子基板であって、
前記第１の電圧に基づいて、前記駆動電圧変換回路を駆動するための第２の電圧を発生させる駆動電圧発生回路を有し、
前記駆動電圧発生回路は、前記第１の電圧により定電流を発生する定電流源を有し、前記定電流に基づいた前記第２の電圧を発生することを特徴とする素子基板である。

また、さらに上記第２の課題を解決するための本発明は、前記駆動電圧発生回路は、前記定電流源を駆動するための電圧を、前記論理回路を駆動するための電源から供給する前記素子基板である。

さらに、上記第１及び上記第２の課題を解決するための別の本発明は、上記素子基板を有する記録ヘッド、ヘッドカートリッジ、記録装置である。

本発明によれば、ヒータを駆動するための電圧の変動に依存性がなく、ヒータを駆動するための電圧を変更する場合でも記録ヘッドの再設計を伴うことがない記録ヘッド用の素子基板を提供することができるという効果がある。

また、別の本発明によれば、さらに、論理回路の電源に異常が生じた場合でも記録ヘッドが破壊されることがない記録ヘッド用の素子基板を提供することができるという効果がある。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

なお、この明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。また、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理に供され得る液体を表すものとする。インクの処理としては、例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化させることが挙げられる。

なお、説明に用いる「素子基板」とは、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものではなく、各素子や配線等が設けられた基体を示すものである。

「素子基板上」とは、単に素子基板の表面上を指し示すだけでなく、素子基板の表面上、表面近傍の素子基体内部側をも示すものである。また、本発明でいう「作り込み」とは、別体の各素子を単に基体上に配置することを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体回路の製造工程等によって素子基板上に一体的に形成、製造することを示すものである。

図５から図７は、本発明が実施または適用される好適な記録ヘッド（ヘッドカートリッジ）を説明するための説明図である。以下、これらの図面を参照して各構成要素について説明する。

本実施形態の記録ヘッドは、インクを内包するインクタンク一体型のものである。図５の（ａ）及び（ｂ）に示すような、ブラックインクが充填された第１の記録ヘッドＨ１０００と、カラーインク（シアンインク、マゼンタインク、イエローインク）が充填された第２の記録ヘッドＨ１００１とからなる。これら記録ヘッドＨ１０００、Ｈ１００１は、インクジェット記録装置本体に搭載されているキャリッジ上に、位置決め手段および電気的接点によって固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能となっている。充填されているインクが消費されてなくなった場合は、記録ヘッドを交換することができる。

以下、これら記録ヘッドＨ１０００、Ｈ１００１に関して、記録ヘッドを構成しているそれぞれの構成要素を詳細に説明する。

（記録ヘッド）
第１の記録ヘッドＨ１０００及び第２の記録ヘッドＨ１００１は、いずれも電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギを生成する電気熱変換素子を用いたバブルジェット（登録商標）方式の記録ヘッドである。また、電気熱変換素子とインク吐出口とが対向するように配置された、いわゆるサイドシュータ型の記録ヘッドである。

（１−１）第１の記録ヘッドＨ１０００
図６は、第１の記録ヘッドＨ１０００の分解斜視図である。第１の記録ヘッドＨ１０００は、第１の記録素子基板Ｈ１１００、電気配線テープＨ１３００、インク供給保持部材Ｈ１５００、フィルタＨ１７００、インク吸収体Ｈ１６００、蓋部材Ｈ１９００、およびシール部材Ｈ１８００から構成されている。

（１−１−１）第１の記録素子基板Ｈ１１００
図７は、第１の記録素子基板Ｈ１１００の構成を説明するための図で、一部破断して示す斜視図である。第１の記録素子基板Ｈ１１００は、例えば、厚さ０．５ｍｍ〜１ｍｍのＳｉ基板Ｈ１１１０に、インク流路である長溝状の貫通口のインク供給口Ｈ１１０２を、Ｓｉの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの方法で形成したものである。

Ｓｉ基板Ｈ１１１０には、インク供給口Ｈ１１０２を挟んでその両側に、複数の記録素子である電気熱変換素子Ｈ１１０３及びこれらを駆動する不図示の駆動素子が１列ずつ並べて配置されている。また、さらに電気熱変換素子Ｈ１１０３に電力を供給するＡｌなどからなる不図示の電気配線が形成されている。これら電気熱変換素子Ｈ１１０３と電気配線は、既存の成膜技術を利用して形成することができる。各列の電気熱変換素子Ｈ１１０３は、互いに千鳥状になるように配列されている。すなわち、各列の吐出口の位置が、その列方向に直交する方向に並ばないように少しずれて配置されている。

また、Ｓｉ基板Ｈ１１１０には、電気配線に電力を供給したり、電気熱変換素子Ｈ１１０３を駆動するための電気信号を供給したりするための電極部Ｈ１１０４が、電気熱変換素子Ｈ１１０３の列の両端に位置する側の辺部に沿って配列されている。それぞれの電極部Ｈ１１０４上にはＡｕなどからなるバンプＨ１１０５が形成されている。

Ｓｉ基板Ｈ１１１０上の、配線および抵抗素子などの記憶素子のパターンが形成された面上には、電気熱変換素子Ｈ１１０３ごとにインク流路を備える、樹脂材料からなる構造体がフォトリソ技術によって形成されている。この構造体は、各インク流路を区切るインク流路壁Ｈ１１０６とその上方を覆う天井部とを有し、天井部には吐出口Ｈ１１０７が開口されている。吐出口Ｈ１１０７は、電気熱変換素子Ｈ１１０３のそれぞれに対向して設けられており、これにより吐出口群Ｈ１１０８を形成している。

上記のように構成された第１の記録素子基板Ｈ１１００では、インク供給口Ｈ１１０２から供給されたインクは、各電気熱変換素子Ｈ１１０３の発熱により発生した気泡の圧力により、各電気熱変換素子Ｈ１１０３に対向する吐出口Ｈ１１０７から吐出される。

（１−１−２）電気配線テープＨ１３００
電気配線テープＨ１３００は、第１の記録素子基板Ｈ１１００に対してインクを吐出するための電気信号を印加する電気信号経路を形成するものであり、ポリイミドのベース基材上に銅箔の配線パターンを形成することで構成されている。また、第１の記録素子基板Ｈ１１００を組み込むための開口部Ｈ１３０３が形成されており、この開口部の縁付近には、第１の記録素子基板Ｈ１１００の電極部Ｈ１１０４に接続される電極端子Ｈ１３０４が形成されている。さらに、電気配線テープＨ１３００には、本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０２が形成されており、この外部信号入力端子Ｈ１３０２と電極端子Ｈ１３０４が連続した銅箔の配線パターンでつながれている。

電気配線テープＨ１３００と第１の記録素子基板Ｈ１１００の電気的接続は、第１の記録素子基板Ｈ１１００のバンプＨ１１０５と、電気配線テープＨ１３００の電極端子Ｈ１３０４とが熱超音波圧着法により電気接合されることでなされている。

（１−１−３）インク供給保持部材Ｈ１５００
図６に示すように、インク供給保持部材Ｈ１５００は、内部にインクを保持し負圧を発生するためのインク吸収体Ｈ１６００を有することでインクタンクの機能がある。また、記録素子基板Ｈ１１００にそのインクを導くためのインク流路を形成することでインク供給の機能がある。

インク流路の上流部に位置するインク吸収体Ｈ１６００からのインクが供給される部分とインク流路との境界部には、第１の記録素子基板Ｈ１１００内部へのゴミの進入を防ぐためのフィルタＨ１７００が溶着により接合されている。

インク流路の下流部には、第１の記録素子基板Ｈ１１００にブラックのインクを供給するためのインク供給口Ｈ１２００が形成されている。そして、第１の記録素子基板Ｈ１１００のインク供給口Ｈ１１０２がインク供給保持部材Ｈ１５００のインク供給口Ｈ１２００に連通するよう、第１の記録素子基板Ｈ１１００がインク供給保持部材Ｈ１５００に対しての位置が精度良く接着、固定される。

また、第１の記録素子基板Ｈ１１００の接着面周囲の平面と、電気配線テープＨ１３００の裏面の一部とが、接着剤により接着、固定される。電気配線テープＨ１３００の電極端子Ｈ１３０４と第１の記録素子基板Ｈ１１００のバンプＨ１１０５との接続部の裏側と、第１の記録素子基板Ｈ１１００の外周部分が封止されている。そして、電気配線テープＨ１３００の未接着部は折り曲げられ、インク供給保持部材Ｈ１５００の第１の記録素子基板Ｈ１１００の接着面にほぼ垂直な側面に接着等で固定される。

（１−１−４）蓋部材Ｈ１９００
蓋部材Ｈ１９００は、インク供給保持部材Ｈ１５００の上部開口部に溶着されることで、インク供給保持部材Ｈ１５００内部を密閉する。蓋部材Ｈ１９００には、インク供給保持部材Ｈ１５００内部の圧力変動を逃がすための細口Ｈ１９１０とそれに連通した微細溝Ｈ１９２０が設けられている。細口Ｈ１９１０と微細溝Ｈ１９２０のほとんどをシール部材Ｈ１８００で覆い、微細溝Ｈ１９２０の一端部を開口することで、大気連通口Ｈ１９２４を形成している。また、蓋部材Ｈ１９００は、第１の記録ヘッドをインクジェット記録装置に固定するための係合部Ｈ１９３０を有している。

（１−２）第２の記録ヘッドＨ１００１
第２の記録ヘッドＨ１００１はシアン、マゼンタ、イエローの３色のインクを吐出させるためのものである。

次に、上述した記録ヘッドのインクジェット記録装置への装着について具体的に説明する。

図５に示したように、第１の記録ヘッドＨ１０００は、インクジェット記録装置本体のキャリッジの装着位置に案内するための装着ガイドＨ１５６０を備えている。また、ヘッドセットレバーによりキャリッジに装着固定するための係合部Ｈ１９３０を備えている。さらに、キャリッジの所定の装着位置に位置決めするためのキャリッジの走査方向の突き当て部Ｈ１５７０、記録媒体の搬送方向の突き当て部Ｈ１５８０、インク吐出方向の突き当て部Ｈ１５９０を備えている。これら突き当て部により位置決めされることで、電気配線テープＨ１３００上の外部信号入力端子Ｈ１３０２とキャリッジ内に設けられた電気接続部のコンタクトピンとの正確な電気的接触が可能となっている。なお、第２の記録ヘッドＨ１００１も第１の記録ヘッドＨ１０００と同様である。

＜インクジェット記録装置＞
次に、上述したようなカートリッジタイプの記録ヘッドを搭載可能な液体吐出記録装置について説明する。図８は、本発明のインクジェット記録ヘッドを搭載可能な記録装置の一例を示す説明図である。

図８を参照すると、この記録装置は、図５に示した第１の記録ヘッドＨ１０００、および第２の記録ヘッドＨ１００１が、位置決めされて、交換可能に搭載されるキャリッジ１１２を有する。キャリッジ１１２には、記録ヘッドＨ１０００およびＨ１００１上の外部信号入力端子を介して各吐出部に信号等を伝達するための電気接続部が設けられている。

キャリッジ１１２は、走査方向に延在して装置本体に設置されたガイドシャフト１１３に沿って往復移動可能に支持されている。そして、キャリッジ１１２は、走査モータ１１４によりモータプーリ１１５、従動プーリ１１６およびタイミングベルト１１７等の駆動機構を介して駆動されるとともに、その位置および移動が制御される。また、キャリッジ１１２にはホームポジションセンサ１３０が設けられている。キャリッジ１１２上のホームポジションセンサ１３０が遮蔽板１３６の位置を通過した際に、ホームポジションとなる位置が検出される。

記録用紙やプラスチック薄板等の記録媒体１０８は、給紙モータ１３５がギアを介してピックアップローラ１３１を回転させることにより、記録媒体１０８がオートシートフィーダ（ＡＳＦ）１３２から一枚ずつ分離され、給紙される。さらに、記録媒体１０８は、搬送ローラ１０９の回転により、記録ヘッドＨ１０００及びＨ１００１の吐出口面と対向する位置（プリント部）を通って搬送される。ＬＦモータ１３４による駆動は、ギアを介して搬送ローラ１０９に伝達される。給紙されたかどうかの判定と給紙時の頭出し位置の確定は、記録媒体１０８がペーパエンドセンサ１３３を通過した時点で行われる。このペーパエンドセンサ１３３は、記録媒体１０８の後端が実際にどこに有り、実際の後端から現在の記録位置を最終的に割り出すためにも使用される。

なお、記録媒体１０８は、プリント部において平坦なプリント面を形成するように、その裏面がプラテン（不図示）により支持される。この場合、キャリッジ１１２に搭載された記録ヘッドＨ１０００及びＨ１００１は、それらの吐出口面がキャリッジ１１２から下方へ突出して２組の搬送ローラ対の間で記録媒体１０８と平行になるように保持されている。

記録ヘッドＨ１０００及びＨ１００１は、各吐出部における吐出口の並び方向がキャリッジ１１２の走査方向に対して交差する方向になるようにキャリッジ１１２に搭載され、これらの吐出口列から液体を吐出して記録を行う。

また、記録ヘッドＨ１００１と同じ構成で、内部のインクがライトマゼンタ、ライトシアン、ブラックで構成された記録ヘッドを記録ヘッドＨ１０００と交換して使うことで高画質フォトプリンタとして使用することも可能である。

＜制御構成＞
次に、上述したインクジェット記録装置の記録制御を実行するための制御構成について説明する。

図９はインクジェット記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。

図９において、１７００は記録信号を入力するインタフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭである。また、１７０３は各種データ（上記記録信号や記録ヘッドＨ１０００及びＨ１００１に供給される記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。１７０４は記録ヘッドＨ１０００及びＨ１００１に対する記録データの供給制御を行うゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）であり、インタフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も行う。１７１０は記録ヘッドＨ１０００及びＨ１００１を搬送するためのキャリアモータ、１３４は記録媒体搬送のためのＬＦモータである。１７０５は記録ヘッドＨ１０００及びＨ１００１を駆動するヘッドドライバ、１７０６は、ＬＦモータ１３４を駆動するためのモータドライバ、１７０７は、キャリアモータ１７１０を駆動するためのモータドライバである。

上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用の記録データに変換される。そして、モータドライバ１７０６、モータドライバ１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１７０５に送られた記録データに従って記録ヘッドＨ１０００及びＨ１００１が駆動され、記録が行われる。

以下、本発明の要部について図を用いて説明する。

図１は本発明の実施例を示すものであり、従来技術の図２で示した記録ヘッドを駆動する駆動回路の駆動電圧発生回路１０７の部分の構成を示す投下回路図である。駆動電圧発生回路１０７以外の構成については従来どおりなので詳細な説明は省略する。駆動電圧変換回路を駆動するための電圧を発生する駆動電圧発生回路は次のような構成を有している。

ＧＮＤ電位に一端が接続された第１の抵抗Ｒ１の他端に定電流源Ｉｏを接続し、第１の抵抗Ｒ１と定電流源の接続点に発生する電圧をｎ型電界効果型トランジスタ（例えばｎＭＯＳトランジスタ）Ｔ１のゲートに入力している。定電流源Ｉｏの他端とトランジスタＴ１のドレインは、ヒータを駆動させるための第１の電圧である電圧ＶＨの電源ラインに接続されている。トランジスタＴ１のソースは第２の抵抗Ｒ２に接続され、この接続点を駆動電圧発生回路１０７の出力端とする。第２の抵抗の他端はＧＮＤ電位に接続されている。駆動電圧発生回路１０７から出力される第２の電圧である電圧ＶＨＴＭを、従来技術と同様に記録ヘッドを構成する内部電源ラインとして駆動電圧変換回路１０３に印加している。なお第２の電圧は第１の電圧を分圧することで降圧したものである。ＡＮＤ回路１０４から出力される駆動信号は、駆動電圧変換回路１０３により第２の電圧の信号となり、駆動素子としてのパワートランジスタ１０２のゲートに入力される。

本構成においては、定電流源Ｉｏの電源として第２の電圧より低い第３の電圧である論理回路（ロジック回路）用電源電圧（ＶＤＤ）を使用している。このため、何らかの原因でＶＤＤが正常に供給されない状態になった場合、駆動電圧発生回路１０７では定電流が流れずに駆動電圧発生回路から出力される電圧ＶＨＴＭは０となり、記録素子を制御するスイッチング素子はオフ状態となる。これにより、記録素子に異常電流が流れることがなく、記録ヘッドの信頼性を高めることが可能となる。

なお論理回路用電源電圧は、前述したシフトレジスタ、ラッチ回路、ＡＮＤ回路などの論理回路を動作させるための電源電圧である。

また、ｎＭＯＳトランジスタＴ１のゲートに定電流源Ｉｏを接続していることから、駆動電圧発生回路１０７から出力される電圧ＶＨＴＭは、ヒータを駆動させるための電圧ＶＨの依存がなくなっている。さらに、ｎＭＯＳトランジスタＴ１のゲートに定電流源Ｉｏを接続していることから、ヒータを駆動させるためのヒータ駆動電圧ＶＨを変更してもＶＨＴＭは変更されないことから、ＶＨを変更する場合でも記録ヘッドの再設計を伴うことがない。

また、本発明に係る記録装置の形態として、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。

また、上記実施例はインクジェット記録ヘッド用の素子基板を例に説明したが、熱転写方式の記録ヘッド用、昇華型の記録ヘッド用等の素子基板に用いることが可能である。

本発明の実施例を示す駆動電圧発生回路の構成図である。 従来のインクジェット方式の記録装置に搭載される記録ヘッドの回路構成である。 従来の駆動電圧発生回路の構成図である。 記録ヘッドの駆動回路を駆動するための各種信号のタイミングチャートである。 本発明の一実施形態である第１の記録ヘッドを説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態である第１の記録ヘッドの分解斜視図である。 本発明の一実施形態である第１の記録ヘッドを構成する第１の素子基板の一部を破断して示す斜視図である。 本発明のインクジェット記録装置の一例を示す模式図である。 本発明のインクジェット記録装置の制御構成を示す図である。

符号の説明

１０１ 記録素子（ヒータ）
１０２ パワートランジスタ
１０３ 電圧変換回路
１０４ ＡＮＤ回路
１０５ ラッチ回路
１０６ シフトレジスタ
１０７ 電圧発生回路
ｌｏ 定電流源
Ｔ１ ｎＭＯＳトランジスタ

Claims (9)

1. 第１の電圧が印加される複数の記録素子と、前記複数の記録素子を駆動する複数の駆動素子と、前記複数の駆動素子を制御するための駆動信号を出力する論理回路と、前記論理回路から出力される前記駆動信号の電圧を、前記第１の電圧より低い第２の電圧に変換して前記複数の駆動素子に出力する駆動電圧変換回路とを有する記録ヘッド用の素子基板であって、
   前記第１の電圧に基づいて、前記駆動電圧変換回路を駆動するための第２の電圧を発生させる駆動電圧発生回路を有し、
   前記駆動電圧発生回路は、前記第１の電圧により定電流を発生する定電流源を有し、前記定電流に基づいた前記第２の電圧を発生することを特徴とする素子基板。
2. 前記駆動電圧発生回路は、ゲートに前記定電流源で発生した定電流が供給されるｎ型電界効果型トランジスタを有することを特徴とする請求項１に記載の素子基板。
3. 前記ｎ型電界効果型トランジスタは、ドレインに前記第１の電圧が印加され、ソースから前記駆動電圧変換回路に前記第２の電圧を出力することを特徴とする請求項２に記載の素子基板。
4. 前記ソースは、抵抗に接続され、
   前記ソースと前記抵抗との接続点を、前記駆動電圧変換回路に電圧を供給するための出力端とすることを特徴とする請求項３に記載の素子基板。
5. 前記駆動電圧発生回路は、前記定電流源を駆動するための電圧を、前記論理回路を駆動するための電源から供給することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の素子基板。
6. インクジェット記録ヘッド用であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の素子基板。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の素子基板を有することを特徴とする記録ヘッド。
8. 請求項７の記録ヘッドと、インクを内包したインクタンクとを有することを特徴とするヘッドカートリッジ。
9. 請求項７に記載の記録ヘッドまたは請求項８に記載のヘッドカートリッジを有することを特徴とする記録装置。

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