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CN100436137C - 打印头、打印头基板、墨盒以及具有打印头的打印设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种打印头，包括对应于相应的打印元件(101)而布置的多个开关元件(102)，其控制对相应的打印元件的通电；参考电压电路(105)，其产生参考电压；电流产生电路(104)，其基于所述参考电压电路产生的参考电压(Vref)来产生参考电流(Iref)；以及多个恒流源(103)，其根据所述电流产生电路产生的参考电流(Iref)，通过对应于相应的打印元件而布置的所述开关元件来提供恒定电流。

Description

打印头、打印头基板、墨盒以及具有打印头的打印设备
技术领域
本发明涉及具有多个打印元件的打印头、打印头基板、墨盒，以及具有该打印头的打印设备。
背景技术
已知这样一种喷墨打印头，其通过布置在其喷嘴内的加热器产生热能，通过利用该热能在加热器附近形成墨泡，并且通过发泡从喷嘴排出墨，从而进行打印。图6示出了喷墨打印头中的加热器驱动电路的一个例子。
为了用这种打印头进行高速打印，希望同时驱动尽可能多的加热器，并且希望同时从尽可能多的喷嘴排墨。然而，打印机的电力供应(电源)能力是有限的，并且由于从电源到加热器延伸的布线线路的电阻引起的电压降，一次能够提供的电流值是有限的。由此，打印头通常采用时分驱动，即通过分时方式来驱动多个加热器并且排墨。在时分驱动中，打印头包括多个加热器，这些加热器(喷嘴)被划分为多个组，每个组由布置为彼此相邻的多个加热器形成。这些加热器组通过分时方式来驱动，使得每组中不超过两个加热器同时被驱动。流经加热器的电流之和被抑制，并且不需要一次提供大的电功率。将参考图6说明以这种方式驱动加热器的驱动电路的操作。
如图6所示，加热器1101a1到1101mx和对应于相应的加热器的MOS晶体管1102a1到1102mx被分为组a到m，这些组容纳相同数目(x)的加热器和MOS晶体管。在组a中，从正电源焊盘1104延伸的电源线公共地连接到加热器1101a1到1101ax，相应的MOS晶体管1102a1到1102ax与对应的加热器1101a1到1101ax串联在电源线和地之间。当控制电路1105向对应的MOS晶体管1102a1到1102ax的栅极提供控制信号以使其导通，并且电流从电源线流经与晶体管串连的加热器时，加热器1101a1到1101ax被加热。
图7A和7B是定时图，其示出了图6所示的每一组加热器驱动电路的加热器被通电并驱动的定时。图7A示出了提供到每个晶体管的基极的电压，图7B示出了与施加的基极电压相应的、流经每个加热器的电流。
将以图6中的组a作为例子。控制信号VG1到VGx是用于驱动属于组a的第一个到第x个加热器1101a1到1101ax的定时信号。即，VG1到VGx表示输入到组a的MOS晶体管1102a1到1102ax的控制端子(基极)的信号的波形。当控制信号VG1到VGx为高电平时，它们导通对应的MOS晶体管1102，并且当信号VG1到VGx为低电平时，则关断对应的MOS晶体管1102。这也应用于剩余的组b到m。在图7B中，Ih1到Ihx表示流经相应的加热器1101a1到1101ax的电流值。
以这种方式，分时地对每个组中的加热器顺序地通电和驱动。该组中被通电和驱动的加热器的数量总是被控制为一个或更少，并且不需要一次向加热器提供大的电流。
图8描绘了示出其上形成图6中的加热器驱动电路的加热器基板(形成打印头的基板)的布局的一个例子的视图。图8图示了从图6所示的电源焊盘1104连接到组a到m的电源线的布局。
电源线1301a到1301m和1302a到1302m单独地从电源焊盘1104连接到组a到m。由于每组中同时被驱动的加热器的数量被控制为一个或更少，如上所述，流经为每个组划分的布线线路的电流值可总是保持在等于或者小于流经一个加热器的电流。即使当多个加热器同时被驱动时，加热器基板上线路电压降的量也可以保持为恒定。同时，即使当多个加热器同时被驱动时，施加到每个加热器的能量的量可被保持为几乎恒定。
近年来，要求打印机具有更快的速度和更高的精确度，并且打印机的打印头以高密度配备有很多喷嘴(加热器)。在驱动打印头中的加热器时，在打印速度方面，必须以高速同时驱动更多数量的加热器。
通过在单个半导体基板上形成多个加热器及其驱动电路来准备加热器基板。因而，使用低成本MOS半导体工艺形成加热器驱动电路，与常规双极半导体工艺相比，该低成本MOS半导体工艺可以通过更简单的制造工艺以更高密度装配更小尺寸的器件。此外，因为必须通过提高由一片晶片形成的加热器基板的数量而降低成本，因此加热器基板的尺寸必须降低。
如上所述，如果被同时驱动的加热器的数量增加，则必须在加热器基板上布局与同时被驱动的加热器的数量相应数量的布线线路。布线线路的数量随之增加，并且当每个加热器基板的面积有限时，由于每一布线线路的布线区域(宽度)降低，所以布线电阻增加。此外，每一布线宽度降低，并且在加热器基板上的布线线路之间的电阻差异更大。在降低加热器基板的尺寸方面也发生此问题，增大了布线电阻以及布线电阻的差异。由于加热器和电源线路串联到加热器基板上的电源，如上所述，因为布线电阻的增大和布线电阻差异的增大，施加到每个加热器的电压以更高的比率波动。
向加热器施加过小的能量使排墨不稳定，而过大的能量则降低加热器的耐用性。对于高质量打印，希望施加到加热器的能量是恒定的。然而，如果施加到加热器的电压波动很大，则加热器的耐用性降低或者排墨变得不稳定。
在打印头具有多个加热器基板的情况下，由于布线线路公共地连接到横跨加热器基板的多个加热器，公共布线线路上的电压降在每个头基板处改变，这取决于每个头基板的被同时驱动的加热器的数量。为了在电压降变化时，对于多个加热器基板使施加到每个加热器的能量保持为恒定，通过电压施加时间来调节施加到每个加热器基板的加热器的能量。然而，公共布线线路上的电压降随着同时被驱动的加热器的数量增加而变得更大。驱动加热器时，电压施加时间根据加热器基板的数量延长，因此很难以高速驱动加热器。
日本专利公开No.2001-191531提出了一种方法，该方法解决由施加到加热器的能量差异而引起的问题。图9是示出了日本专利公开No.2001-191531中公开的加热器驱动电路的电路图。在此参考文献中，通过为对应于打印元件的加热器(R1到Rn)而布置的恒流源(Tr14到Tr(n+13))和开关元件(Q1到Qn)，由恒定电流来驱动加热器(R1到Rn)。此配置能够始终通过恒定电流驱动加热器，而不论加热器基板外部的电压降随着被驱动加热器数量的增加如何变化。
在此情况下，需要数量上等于打印元件数量的恒流源，加热器基板上的面积大大增加，因而加热器基板的成本增加。为了使施加到加热器的能量稳定，在多个恒流源之间的输出电流必须相等。然而，随着恒流源的数量增加，各恒流源之间的输出电流差异更大。特别是当为了实现更高速和更高精确度的打印机而增加加热器数量时，恒流源电路的数量增加，因而很难降低输出电流的差异。
发明内容
考虑到上述情况而做出本发明，本发明的特征是提供一种打印头，该打印头能够使流经每个打印元件的电流几乎为恒定，并且高速稳定地进行打印，本发明还提供一种打印头基板，墨盒，以及具有该打印头的一种打印设备。
根据本发明的一个方面，提供一种具有多个打印元件的打印头，该打印头包括：对应于相应的打印元件而布置的多个开关元件，其被配置为控制相应的打印元件的通电；参考电压电路，其被配置为产生参考电压；电流产生电路，其被配置为基于所述参考电压电路产生的参考电压来产生参考电流；以及多个恒流源，其被配置为根据所述电流产生电路产生的参考电流，通过对应于相应的打印元件而布置的开关元件来提供恒定电流。
根据本发明的其他方面，提供一种打印头，其包括：多个元件驱动块，每个元件驱动块都具有多个打印元件、多个开关元件以及多个恒流源，其中该多个开关元件被配置为对应于相应的打印元件而布置，并且控制对相应的打印元件的通电，该多个恒流源被配置为通过对应于相应的打印元件而布置的开关元件来提供恒定电流；参考电压电路，其被配置为产生参考电压；以及电流产生电路，其被配置为基于由所述参考电压电路产生的参考电压来产生多个参考电流，其中布置在所述多个元件驱动块的每一个中的每一个恒流源通过对应于元件驱动块的每一个打印元件而布置的开关元件来提供相应于该多个参考电流中的任意一个的恒定电流。
从结合附图的以下描述中，本发明的其他特征、目的和益处将变得明显，在所有附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部分。
附图说明
引入并构成说明书一部分的附图图示了本发明的各实施例，并和说明书一起用于说明本发明的原理。
图1是示出了布置在根据本发明第一实施例的打印头上的加热器驱动电路的示意性构造的框图；
图2是用于说明根据本发明第一实施例的加热器驱动电路的一个例子的电路图；
图3A和3B是用于说明图2中的电路的操作定时的定时图；
图4是示出了布置在根据本发明第二实施例的打印头上的加热器驱动电路的示意性构造的框图；
图5是用于说明根据本发明第二实施例的加热器驱动电路的一个例子的电路图；
图6是示出了常规加热器驱动电路的电路图；
图7A和7B是示出了操作该常规驱动电路的信号的定时图；
图8描绘了示出常规加热器基板的布线布局的视图；
图9是示出了常规加热器驱动电路的配置的电路图；
图10描绘了示出根据一个实施例的喷墨打印设备的示意性配置的外部透视图；
图11是示出了根据该实施例的喷墨打印设备的功能性配置的框图；以及
图12是描绘了示出根据该实施例的打印头的结构的示意性透视图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例。下面将描述的“加热器基板”不仅指由硅半导体形成的衬底基板，而且还指具有元件、布线线路等的衬底基板。“在加热器基板上”不仅指“在加热器基板的表面上”，还指“表面附近的元件衬底内部”。根据各实施例的“内置”不是指在衬底基板上简单地布置分离的元件，而是指通过半导体电路制造工艺等在加热器基板上整体地形成和制造元件。
[第一实施例]
图1是示出了在根据本发明第一实施例的喷墨打印头的加热器基板上布置的加热器驱动电路的配置的框图。该加热器驱动电路大致包括参考电压电路105，电压-电流转换电路104，以及电流源块106。
图2是示出了图1所示的驱动电路的一个例子的电路图。
第一实施例将说明由m个加热器组形成的打印头，其中每个加热器组容纳x个加热器101，并且总共具有(x×m)个加热器101。
在图1中，参考电压电路105产生参考电压Vref，作为电压-电流转换电路104的参考。希望参考电压电路105在电源电压和温度改变时输出稳定电压。例如，如图2所示，可通过使用带隙电压在电源电压和温度改变时获得稳定电压。图2的例子描绘了使用在CMOS半导体工艺中独特地寄生的PNP晶体管的参考电压电路。两个以二极管方式连接的PNP晶体管之间的电压差具有正的温度系数，以二极管方式连接的PNP晶体管的端子之间的电压具有负的温度系数。这两个电压相加以便消除温度系数，产生与温度无关的不变的电压。此电压对半导体是唯一的，具有几乎不受生产差异影响的优点，因而是最优参考电压。
电压-电流转换电路104基于来自参考电压电路105的参考电压Vref将电压转换为电流，并且从参考电压Vref产生参考电流Iref。在图2的例子中，作为电压-电流转换的例子，参考电压Vref通过运算放大器施加到电阻器R4，并且产生流经电阻器R4的电流作为参考电流Iref。令电阻器R4的电阻值为Rref，参考电流Iref由下式给出
Iref＝Vref/Rref
参考电流Iref和恒流源1031到103m形成电流反射镜电路。电流源1031到103m基于参考电流Iref分别输出与参考电流Iref成比例的恒定电流Ih1到Ihm。在图2的例子中，MOS晶体管Mref和MOS晶体管M1到Mm形成具有公共栅极的电流反射镜电路。在这种情况下，在预定定时，仅MOS晶体管M1到Mm中之一接通，并且对应于参考电流Iref的恒定电流(Ih1到Ihm)从导通的晶体管的漏极端子输出。
电流源块106包括由(x×m)个电阻器等组成的(x×m)个加热器101(10111到101mx)(加热元件)，数量上与加热器101的数量相等的开关元件102(10211到102mx)，以及用于组1到m的恒流源1031到103m。根据要打印的图像信号，通过来自打印机主体的控制电路的控制信号控制每个开关元件102提供或停止端子之间的电流(将在后面描述)。对应于相应的加热器布置的该(x×m)个加热器101和开关元件102被划分为组1到m，每一组存放x个加热器101和x个开关元件102。每一个加热器电阻器10111到101mx和对应于相应的加热器电阻10111到101mx的每一个驱动控制开关元件10211到102mx相互串联。在相应的组内，恒流源1031到103m的接地端子公共地连接，而它们在电源线(高电压侧的布线)110侧的端子也公共地连接。为组1到m布置的恒流源1031到103m的输出端子分别连接到其中串联了加热器101和开关元件102的各组的公共连接的端子。恒流源103连接到接地线路(低电压侧的布线)111。借助于在相应的组内通过控制信号VGn(n＝1到x)切换各开关元件102，以及将为相应组布置的恒流源1031到103m的输出电流Ih1到Ihm提供给所需的加热器，从而控制对加热器的通电。在图2中，开关元件102是MOS晶体管，其栅极端子连接到上述的控制电路，并且MOS晶体管的漏极和源极之间的切换由控制信号VG控制。
在该实施例中，加热器101和开关元件102串连到电源线路(高电压)110，恒流源103连接到接地线路(低电压侧)111，使得带来下面的优点。当开关元件102关断(断开)时，电源电压不施加到恒流源103的MOS晶体管的漏极，并且即使当开关元件102接通(闭合)时，由于流经加热器101的电流引起的电压降，高电压不施加到MOS晶体管的漏极。结果，恒流源103中的MOS晶体管的电压耐受性可以低于开关元件102中的MOS晶体管的电压耐受性。由于具有改善的电压耐受性的晶体管的特殊制造工艺不是必要的，所以可使用电压耐受性低的MOS晶体管来构建恒流源103，其中每一个MOS晶体管都具有简单的结构，使得恒流源之间的MOS晶体管的特性差异以及恒流源的输出电流的差异可以降低。
此外，恒流源和开关元件分别由彼此不同的晶体管构造，因此抑制了开关元件引起的对恒定电流的影响。而且，恒流源和开关元件分离地构造而不集成，使得恒流源中的晶体管的电压耐受性如上所述可以更低，并且可以抑制恒流源之间的差异所引起的影响。
[加热器驱动电路的操作]
将参考图3A和3B的定时图，通过关注图1所示的加热器驱动电路中的组1中存放的x个加热器10111到1011x来说明加热器驱动电路的操作。
图3A是示出了提供到每个开关元件102的栅极的栅极控制信号VGn的波形的一个例子的定时图。图3B是用于说明流经每个加热器101的电流量的定时图。
图3A中的控制信号VG1到VGx的波形表示栅极控制信号，该控制信号控制图1中的开关元件10211到1021x的接通(使能)或关断(失效)。当信号VGn的信号电平是“高电平”时，对应的开关元件102接通(使能)，当其是“低电平”时，元件102关断(失效)。
在图3A的例子中，顺序地驱动组1中的所有加热器10111到1011x。注意，图1和图2并未图示用于开关元件10211到1021x的控制信号VG1到VGx。
在图3A中，在直到时间t1的期间，所有控制信号VG1到VGx处于“低电平”，恒流源1031的输出端和加热器10111到1011x之间断开连接，因而没有电流流经加热器10111到1011x。在时间t1和时间t2之间的期间，仅栅极控制信号VG1变为“高电平”。仅开关元件10211被短路，并且恒流源1031的输出电流Ih1流经加热器10111。这由图3B中的Ih1表示。从时间t2开始，控制信号VG1变为“低电平”以停止对加热器10111的通电。
以此方式，在时间t1和时间t2之间的期间，电流仅被提供给加热器10111以由加热器10111执行加热。加热器10111附近的墨被加热并发泡。墨从具有加热器10111的喷嘴排出，并且打印预定的像素(点)。
顺序地，当栅极控制信号VG2变为“高电平”时，开关元件10212被短路，以将恒流源1031的输出电流Ih2提供给加热器10112。这由图3B中的Ih2图示。
类似地，栅极控制信号VGn顺序变为“高电平”，以顺序接通开关元件10211到1021x。恒流源1031的输出电流Ih1被顺序地提供给加热器10111到1011x以驱动包含在组1中的所有加热器10111到1011x。已经描述了组1中的所有加热器10111到1011x被顺序驱动的情况。实际上，仅驱动用于形成所需点的加热器，且仅当要由控制信号VGn打印所需点时，对应于开关元件的信号VGn才变为“高电平”。
对包括在组2到m中的加热器类似地执行上述操作，以控制对加热器的通电。结果，可以驱动该(x×m)个加热器中的任意加热器。
[第二实施例]
图4是示出了布置在根据本发明第二实施例的喷墨打印头的加热器基板上的加热器驱动电路的配置的框图。该加热器驱动电路大致包括参考电压电路105、电压-电流转换电路104和电流源块106。
图5是示出了图4中的电路的一个例子的电路图。
图4中的配置与第一实施例中的配置的不同在于：在电压-电流转换电路104和电流源块106之间插入参考电流电路107，并且布置了多个电流源块106。
参考电压电路105和电压-电流转换电路104的操作与上述第一实施例中的相同。参考电流电路107基于电压-电流转换电路104产生的参考电流Iref产生多个参考电流IR1到IRn。实际上，如图5所示，电流反射镜电路产生与参考电流Iref成比例的电流IR1到IRn，并且电流IR1到IRn被分别提供给n个电流源块1061到106n。
在电流源块1061到106n中，与参考电流IR1到IRn成比例的恒定电流Ih1到Ihm基于参考电流IR1到IRn从n个电流源块1061到106n的每一个电流源块中的恒流源1031到103m输出。
恒流源块106的每一个都具有与根据第一实施例的电流源块106相同的配置。恒流源块106包括(x×m)个加热器101、数量上与加热器101数量相等的开关元件102，以及用于m个组的恒流源1031到103m。通过来自打印机主体的控制电路的控制信号控制每个开关元件102提供或停止端子之间的电流。该(x×m)个加热器101和开关元件102被划分为m个组，每个组包括x个加热器101和x个开关元件102。每个加热器电阻器101和用于控制每个加热器电阻器的驱动的每个开关元件102彼此串联。在每个组内，电源端子和接地端子被公共地连接。
布置在每个恒流源块106的组1到m中的恒流源(1031到103m)的输出端子分别连接到其中加热器101和开关元件102串联的组1到m的公共连接端子。借助于通过控制信号来接通/关断每个组中的开关元件102，布置在相应的组中的恒流源1031到103m的输出电流Ih1到Ihm被提供给所需的加热器。
布置具有相同配置的多个(n个)电流源块106(1061到106n)，并且每个电流源块106中的加热器驱动操作与第一实施例中的相同。对该n个电流源块1061到106n执行相同操作，并且可以驱动该(x×m×n)个加热器中的任意加热器来产生热。
为了获得高质量打印图像并且改进加热器耐用性，在多个加热器之间，施加到各加热器的电功率必须相等，即，如果加热器的电阻值彼此相等，则在多个电流源块之间输出电流必须相等。
在第二实施例中，在电流源块1061到106n的每一个中，电流源块106中的电流源1031到103m的输出电流必须相等。
基于参考电流IRn确定每一个电流源块106中的恒定电流输出Ih1到Ihm。为此，通过将参考电流IRn和电流源1031到103m布置为彼此相邻而提高电流源块106内的输出电流Ih1到Ihm的相对精确度。
为了使电流源块106之间的恒定电流输出相等，在各电流源块106之间，电流源块106中的参考电流IR1到IRn必须相等。因此，可以通过将用于产生参考电流IR1到IRn的参考电流源107布置为与电流源块106相邻而提高参考电流IR1到IRn的相对精确度。
可以通过将每个电流源块106中的恒流源1031到103m布置为彼此相邻，并且将参考电流电路107中的参考电流源108(1081到108n)布置为彼此相邻，从而提高各电流源块106之间恒流源的输出电流的相对精确度。参考电流电路107和各电流源块106之间的相对位置关系不严重影响恒流源之间的输出电流的相对精确度。各电流源块106的布局自由度增加，并且能够在面积方面有效地布置各电流源块106。
在上述实施例中，恒流源可以是工作在饱和区的MOS晶体管，在该饱和区，漏极电流相对于漏极电压几乎不变化。
上述实施例中的电路配置可以集成地内置于上述的加热器基板中。可以在具有用于排墨的加热元件的加热器基板中通过恒定电流来控制和驱动加热元件。
另外，在上述实施例中，说明了在每个组中设置恒流源的例子，但是也可以为每个加热器设置恒流源。根据上述实施例，恒流源的数量可以降低，以使得加热驱动电路的尺寸减小，并且可以抑制恒流源的特性差异所引起的影响。
此外，在该实施例中，每一组具有恒流源，以使得恒流源的数量可以降低，并且加热器板上的电路的尺寸可以降低。可抑制恒流源的差异所引起的影响。
将举例说明具有带有上述配置的加热器基板的喷墨头，和安装了该喷墨头的喷墨打印设备。
图10描绘了示出作为本发明的一个典型实施例的喷墨打印设备201的示意性配置的外部透视图。
如图10所示，在喷墨打印设备(此后将称作“打印设备”)中，传送机构204将由滑架电机M1产生的驱动力传送给滑架202，该滑架202支持用于通过喷墨方法排墨以进行打印的打印头203。滑架202在箭头A指示的方向上往复运动。诸如打印片材的打印介质P通过片材馈送机构205被馈送，并被传递到打印位置。在打印位置，打印头203向打印介质P排墨以进行打印。为了保持打印头203的良好状态，滑架202被移动到复原器件210的位置，并间歇地执行用于打印头203的排出复原处理。
打印设备201的滑架202不仅支持打印头203，还支持用于存储要提供给打印头203的墨的墨盒206。墨盒206可拆卸地安装在滑架202上。
图10所示的打印设备201可以进行彩色打印。为此，滑架202支持分别存储品红色(M)、青色(C)、黄色(Y)以及黑色(K)墨的四个墨盒。该四个墨盒可独立地拆卸。
通过适当地使滑架202和打印头203的接触表面彼此接触，可使滑架202和打印头203实现并保持预定电连接。打印头203从多个孔选择性地排墨，并且通过根据打印信号施加能量而进行打印。特别地，根据该实施例的打印头203采用通过使用热能排墨的喷墨方法，并且该打印头203包括电热转换器以产生热能。施加到电热转换器的电能被转换为热能。借助于利用通过向墨施加热能而产生的薄膜沸腾所产生的气泡的增长和压缩引起的压力变化，从孔排墨。电热转换器对应于每个孔布置，并且通过根据打印信号将脉冲电压施加到相应的电热转换器来从相应孔排墨。
如图10所示，滑架202耦合到传送滑架电机M1的驱动力的传送机构204的驱动带207的一部分。滑架202沿导向轴213在箭头A指示的方向上可滑动地被引导和支持。滑架202通过滑架电机M1的正向旋转和反向旋转沿导向轴213往复运动。表示滑架202的绝对位置的标尺208沿滑架202的运动方向(由箭头A指示的方向)布置。在该实施例中，通过在透明PET膜上以必要的间距打印黑色条而准备标尺208。标尺208的一端固定在底盘209上，其另一端由板簧(未示出)支持。
打印设备201具有与打印头203的具有孔(未示出)的孔表面相对的压板(未示出)。在支持打印头203的滑架202借助于滑架电机M1的驱动力而往复运动的同时，打印信号被提供给打印头203，以便排墨并在传递到压板上的打印介质P的整个宽度上进行打印。
附图标记220表示排出辊，它将承载有通过打印头203形成的图像的打印介质P排出到打印设备外部。排出辊220通过输送电机M2的旋转而被驱动。排出辊220紧靠齿轮辊(未示出)，该齿轮辊通过弹簧(未示出)按压打印介质P。附图标记222表示旋转地支持齿轮辊的齿轮支架。
如图10所示，在打印设备201中，将打印头203从排出故障复原的复原器件210布置在支持打印头203的滑架202的用于打印操作的往复运动范围(打印区域)之外的所需位置(例如，对应于原始位置的位置)。
复原器件210包括封盖机构211，它为打印头203的孔表面封盖，以及擦拭机构212，它清洁打印头203的孔表面。复原器件210执行排出复原处理，其中复原器件内的抽吸装置(抽吸泵等)在封盖机构211对孔表面执行封盖的同时强行地从孔排墨，从而除去打印头203的墨通道中的高粘性的墨或者气泡。
在非打印操作等中，打印头203的孔表面通过封盖机构211封盖，以便保护打印头203并防止墨的蒸发和干燥。擦拭机构212布置成靠近封盖机构211，并且擦去附着到打印头203的孔表面的墨滴。
封盖机构211和擦拭机构212可维持打印头203的正常排墨状态。
<喷墨打印设备的控制配置(图11)>
图11是示出了图10所示的打印设备的控制配置的框图。
如图11所示，控制器600包括MPU 601，存储对应于控制序列(将在后面描述)的程序、预定表格以及其他固定数据的ROM 602，产生用于控制滑架电机M1、输送电机M2以及打印头203的控制信号的ASIC(专用IC)603，具有图像数据光栅化区域、用于执行程序的工作区域等的RAM 604，将MPU 601、ASIC 603以及RAM 604彼此连接并且交换数据的系统总线605，以及用于A/D转换来自传感器组(将在后面描述)的模拟信号，并且将数字信号提供给MPU 601的A/D转换器606。
在图11中，附图标记610表示诸如作为图像数据提供源的计算机(或图像读取器、数字照相机等)的主机设备。主机设备610和打印设备201通过接口(I/F)611发送/接收图像数据、命令、状态信号等。
附图标记620表示由用于接收操作者指令输入的开关形成的开关组，诸如电源开关621、用于指定打印开始的打印开关622、以及用于指定保持打印头203的良好排墨性能的处理(复原处理)的激活的复原开关623。附图标记630表示传感器组，该传感器组检测设备的状态，并且包括诸如用于检测原始位置的光电耦合器的位置传感器631以及布置在打印设备的适当部分以便检测环境温度的温度传感器632。
附图标记640表示驱动用于使滑架202在箭头A(图10)指示的方向上往复运动的滑架电机M1的滑架电机驱动器；附图标记642表示驱动用于传递打印介质P的输送电机M2的输送电机驱动器。
在通过打印头203进行的打印和扫描中，ASIC 603将用于打印元件(排出加热器)的驱动数据(DATA)传递到打印头，同时直接访问RAM 604的存储区域。
该打印设备还包括用于向上述的头提供功率的电源电路。
图12描绘了示出包括根据本实施例的打印头203的打印头盒的结构的示意性透视图。
如图12所示，该实施例中的打印头盒1200包括容纳墨的墨罐1300，以及根据打印数据从喷嘴排出从墨罐1300提供的墨的打印头203。打印头203是所谓的“盒式打印头”，其可拆卸地安装在滑架202上。在打印中，打印头盒1200沿滑架轴往复扫描，并且随着该扫描，彩色图像被打印在打印片材P上。为了实现高质量照片彩色打印，打印头盒1200配备有用于例如黑色、浅青色(LC)、浅品红色(LM)、青色、品红色以及黄色的独立墨罐，并且每个墨罐可从打印头203自由拆卸。
在图12中，使用该六种彩色墨。作为可替换方案，可以用黑色、青色、品红色以及黄色这四种颜色的墨进行打印。在这种情况下，可以从打印头203拆卸用于这四种颜色的独立墨罐。
[其他实施例]
如上所述，当存储用于实现上述实施例的功能的软件程序代码的存储介质被提供给系统或设备，并且该系统或设备的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在该存储介质中的程序代码时，也能实现本发明的目的。在这种情况下，从存储介质读出的程序代码实现上述实施例的功能，并且存储该程序代码的存储介质构成本发明。用于提供该程序代码的存储介质包括软盘(
Figure C20048003318300191
disk)、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡以及ROM。
当计算机执行所读出的程序代码时，实现上述实施例的功能。并且，当计算机上运行的OS(操作系统)等基于程序代码的指令执行实际处理的一些或全部时，实现上述实施例的功能。
此外，本发明包括一种情况，其中在从存储介质读出的程序代码被写入插入到计算机中的功能扩展板的存储器中或写入到连接于计算机的功能扩展单元的存储器中之后，该功能扩展板或功能扩展单元的CPU基于该程序代码的指令执行实际处理的一些或全部，从而实现上述实施例的功能。
如上所述，根据该实施例，所有部件可以形成在半导体基板上。可以使有关加热器的恒定电流驱动的驱动和控制功能十分紧凑，并且恒流驱动类型的加热器基板可以低成本实现。
通过将功能集成在一个基板中，至基板外部的元件的布线线路的数量减少。基板几乎不受外部噪声影响，并且很少发生故障。
由于与控制相关联的布线长度缩短，所以可降低布线延迟，以增加加热器驱动速度。
本发明不局限于上述实施例，可以在本发明的精神和范围内对其进行各种改变和改型。因此，为了公开本发明的范围，提供了下面的权利要求书。

Claims (23)

1.一种具有多个打印元件的打印头，包括：
对应于相应的打印元件布置的多个开关元件，其被配置为控制对相应的打印元件的通电；
参考电压电路，其被配置为产生参考电压；
电流产生电路，其被配置为基于所述参考电压电路产生的参考电压来产生参考电流；以及
多个恒流源，其被配置为根据所述电流产生电路产生的参考电流，通过对应于相应的打印元件而布置的所述开关元件来提供恒定电流。
2.如权利要求1所述的打印头，其中相应的恒流源与所述电流产生电路的电流输出电路部分一起形成电流反射镜电路。
3.如权利要求1所述的打印头，其中该多个打印元件和所述多个开关元件被划分为多个组，并且相应的恒流源连接到相应的组。
4.如权利要求1所述的打印头，其中该打印元件、所述开关元件以及所述恒流源是串联的。
5.如权利要求1所述的打印头，其中所述参考电压电路产生带隙参考电压作为参考电压。
6.如权利要求1所述的打印头，其中打印元件、开关元件以及恒流源按照打印元件、开关元件以及恒流源的次序串联在高电压布线和低电压布线之间。
7.一种打印头，包括：
多个元件驱动块，每个元件驱动块都具有多个打印元件、多个开关元件以及多个恒流源，其中该多个开关元件被配置为对应于相应的打印元件布置，并控制对相应的打印元件的通电，该多个恒流源被配置为通过对应于相应的打印元件布置的所述开关元件来提供恒定电流；
参考电压电路，其被配置为产生参考电压；以及
电流产生电路，其被配置为基于所述参考电压电路产生的参考电压来产生多个参考电流，
其中布置在所述多个元件驱动块的每一个中的每一个恒流源通过对应于所述元件驱动块的每一个打印元件而布置的所述开关元件来提供相应于该多个参考电流中的任意一个的恒定电流。
8.如权利要求7所述的打印头，其中相应的恒流源与所述电流产生电路的电流输出电路部分一起形成电流反射镜电路。
9.如权利要求7所述的打印头，其中所述多个打印元件和所述多个开关元件被划分为多个组，并且相应的恒流源连接到相应的组。
10.如权利要求7所述的打印头，其中所述打印元件、所述开关元件以及所述恒流源是串联的。
11.如权利要求7所述的打印头，其中打印元件、开关元件以及恒流源按照打印元件、开关元件以及恒流源的次序串联在高电压布线和低电压布线之间。
12.一种具有多个打印元件的打印头基板，包括：
多个开关元件，其被配置为对应于相应的打印元件而布置，并且控制对相应的打印元件的通电；
参考电压电路，其被配置为产生参考电压；
电流产生电路，其被配置为基于所述参考电压电路产生的参考电压来产生参考电流；以及
多个恒流源，其被配置为根据所述电流产生电路产生的参考电流，通过对应于相应的打印元件而布置的所述开关元件来提供恒定电流。
13.如权利要求12所述的基板，其中相应的恒流源与所述电流产生电路的电流输出电路部分一起形成电流反射镜电路。
14.如权利要求12所述的基板，其中该多个打印元件和所述多个开关元件被划分为多个组，并且相应的恒流源连接到相应的组。
15.如权利要求12所述的基板，其中所述参考电压电路产生带隙参考电压作为参考电压。
16.如权利要求12所述的基板，其中所述恒流源使用MOS晶体管形成，每个所述MOS晶体管都工作在饱和区，在该饱和区中，漏极电流相对于漏极电压几乎不变化。
17.如权利要求12所述的基板，其中打印元件、开关元件以及恒流源按照打印元件、开关元件以及恒流源的次序串联在高电压布线和低电压布线之间。
18.一种打印头基板，包括：
多个元件驱动块，每个元件驱动块都具有多个打印元件、多个开关元件以及多个恒流源，其中该多个开关元件对应于相应的打印元件布置，并被配置为控制对相应的打印元件的通电，该多个恒流源被配置为通过对应于相应打印元件布置的所述开关元件来提供恒定电流；
参考电压电路，其被配置为产生参考电压；以及
电流产生电路，其被配置为基于所述参考电压电路产生的参考电压来产生多个参考电流，
其中布置在所述多个元件驱动块的每一个中的每一个恒流源通过对应于所述元件驱动块的每一个打印元件而布置的所述开关元件来提供相应于该多个参考电流中的任意一个的恒定电流。
19.如权利要求18所述的基板，其中相应的恒流源与所述电流产生电路的电流输出电路部分一起形成电流反射镜电路。
20.如权利要求18所述的基板，其中所述多个打印元件和所述多个开关元件被划分为多个组，并且相应的恒流源连接到相应的组。
21.如权利要求18所述的基板，其中打印元件、开关元件以及恒流源按照打印元件、开关元件以及恒流源的次序串联在高电压布线和低电压布线之间。
22.一种头盒，包括：
如权利要求1中限定的打印头；以及
墨罐，其被配置为容纳要提供给所述打印头的墨。
23.一种打印设备，包括：
如权利要求1中限定的打印头；以及
驱动装置，用于根据打印信号驱动所述打印头。
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