專利名稱：元件基板、打印頭、頭盒、打印設(shè)備及連接狀態(tài)確認(rèn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于可拆卸的打印頭的元件基板，所述打印頭具有響應(yīng)打印頭和打 印設(shè)備的電連接狀態(tài)而輸出信號的連接狀態(tài)輸出電路。而且，它涉及打印頭、頭盒(head cartridge)、打印設(shè)備以及用于確認(rèn)打印頭和打印設(shè)備的電連接狀態(tài)的方法。
背景技術(shù)：
使用例如壓電元件的機電變換器(transducer)的技術(shù)和使用電 熱變換器(加熱 器)加熱墨以利用膜沸騰效應(yīng)排出墨滴的技術(shù)被已知是安裝在噴墨打印設(shè)備中的打印頭 的典型的排墨技術(shù)。提供有上述噴墨打印頭的打印設(shè)備能夠以低成本輸出高質(zhì)量的文本和圖像。特別 地，利用膜沸騰效應(yīng)排出墨滴的打印機具有能夠以低成本執(zhí)行彩色打印的優(yōu)點，因此占有 主要的市場份額。由于改善圖像質(zhì)量的趨勢，打印頭的排出口的數(shù)目一般已經(jīng)從64個出口增加到 了 128個出口，或者甚至256個出口等，所述出口以高密度方式配置，具有例如300dpi或 600dpi的每英寸的排出口(discharge orifices per inch, dpi)的數(shù)目。為各自的排出 口作為電熱變換器而配置的加熱器由于幾微秒級到10微秒級的熱脈沖的膜沸騰而形成各 自的氣泡。通過以這種方式高頻驅(qū)動，能夠高速獲得高圖像質(zhì)量的打印物。在其中打印頭被安裝和被往復(fù)輸送的托架中，提供用于電連接噴墨打印設(shè)備中的 打印頭的裝置。具體而言，多個接觸點被提供在托架中，所述多個接觸點被制造為當(dāng)打印頭 被安裝在托架中時分別接觸被提供在打印頭上的多個接觸點。以這種方式，電連接在打印 頭和噴墨打印設(shè)備之間被實現(xiàn)。可替換的打印頭一般被設(shè)計成由用戶更換，且在使用與墨罐(inktank)成一體的 打印頭的噴墨打印設(shè)備中，每次墨被耗盡時安裝新的打印頭。每次打印頭被用戶用新的打 印頭更換時，打印頭和噴墨打印設(shè)備之間的電連接被建立，因此優(yōu)選監(jiān)控打印設(shè)備和打印 頭之間的電連接狀態(tài)。美國專利No. 5828386公開了提供有用于監(jiān)控電連接狀態(tài)的裝置的 打印頭和噴墨打印設(shè)備。這涉及從打印設(shè)備供給到打印頭的輸入端的打印信號、傳送打 印信號的時鐘信號、以及響應(yīng)打印信號啟用(enabling)打印操作的控制信號。美國專利 No. 5828386包括提供有AND電路和輸出端的配置，所述AND電路對這三個信號的邏輯積執(zhí) 行計算，所述輸出端用于輸出計算的結(jié)果。圖3是傳統(tǒng)的連接狀態(tài)輸出電路的一個例子。這里，有打印信號(DATA)、時鐘信號 (CLK)、驅(qū)動加熱器的驅(qū)動信號(HE)、和用于在鎖存電路(未示出)中鎖存打印信號的鎖存 信號(LT)。這些信號的邏輯積在AND電路中經(jīng)歷計算，且計算結(jié)果被連接狀態(tài)輸出端(CNO) 輸出。CNO信號只有當(dāng)鎖存信號、驅(qū)動信號、打印信號和時鐘信號都是高的時才是高的。因此，當(dāng)所有的輸入信號在某一任意定時從打印設(shè)備以高電位被輸入且CNO信號在高電位被 輸出時，打印頭和打印設(shè)備之間的電連接被確認(rèn)。以這種方式，確認(rèn)打印頭是否被適當(dāng)?shù)剡B 接到打印設(shè)備是可能的，因此防止打印問題例如丟失打印點、和源于接觸點問題的對打印 頭的損壞是可能的。而且，美國公開No. 2007/0002087公開了一種輸出CLK信號、DATA信號、LT信號和 HE信號的連接狀態(tài)的電路和端子。在這點上，被設(shè)計成能夠被用戶更換的打印頭在例如更換期間的時候?qū)⒈挥脩糁?接接觸。由于這個原因，例如當(dāng)打印頭被用戶直接接觸產(chǎn)生靜電時，所述靜電的電流將通過 打印頭的端子和配線(Wiring)被供給到元件基板，且元件基板易受靜電影響的部分會被 損壞。因而，必須采取技術(shù)，使得不對元件基板造成損壞。一種配置被普遍作為解決手段而實施，在所述配置中，由二極管構(gòu)成的靜電 保護元件被分別插入打印信號的輸入部分和電源線與地線之間。通過這種方式，作為 靜電流入的電流被散布并流出到電源線和地線，從而改善元件基板抵抗靜電的魯棒性 (robustness)0然而，使得能夠確認(rèn)其電連接狀態(tài)且其中提供有靜電保護元件的打印頭具有例如 如下的問題。當(dāng)高電位的信號在確認(rèn)電連接期間從信號端被輸入時，電流會不期望地通過 靜電保護元件流到電源線。當(dāng)電流不期望地流到作為電源線的邏輯電源(VDD)時，單獨的 VDD端的連接也許不能夠被確認(rèn)。圖2顯示靜電保護電路的配置例子，其中二極管被用作靜 電保護元件?？拷蛴⌒盘栞斎牒副P(pad)分別在VDD線側(cè)和地側(cè)提供作為靜電保護元件 的二極管。采用這種配置，作為靜電流入的電流被向外散布并流出。這里，當(dāng)確認(rèn)電連接狀 態(tài)時，例如3. 3V的電壓被施加到每個打印信號端。然而，即使VDD端具有連接問題，約2. 6V 的電壓也通過二極管被供給到VDD線，因此當(dāng)確認(rèn)電連接狀態(tài)時這個電壓被確認(rèn)為VDD電 壓。如果到VDD端的連接被建立且電流動，則沒有問題。然而，如果當(dāng)VDD端有連接問題時 施加加熱器驅(qū)動電壓VH(例如24V)，則存在打印頭由于加熱器的誤動作(malfunction)而 將被損壞的風(fēng)險，所述加熱器的誤動作由不確定的邏輯電路的操作導(dǎo)致。因此，在既具有電 連接輸出電路也具有靜電保護電路的打印頭中，優(yōu)選這被配置成使邏輯電源的電連接狀態(tài) 能夠被獨立地確認(rèn)，以便提供更大的可靠性。盡管美國公開No. 2007/0002087公開了一種 輸出CLK信號、DATA信號、LT信號和HE信號的連接狀態(tài)的電路和端子，但它不是使邏輯電 源的電連接狀態(tài)能夠被獨立地確認(rèn)的配置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對元件基板、打印頭、頭盒、打印設(shè)備、以及確認(rèn)打印頭和打印設(shè)備的電 連接狀態(tài)的方法。元件基板能夠獨立地確認(rèn)打印頭和使用該打印頭的打印設(shè)備之間的電連接狀態(tài)， 特別地，能夠確認(rèn)與邏輯電源的電連接狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種元件基板，所述元件基板包括多個打印元件；打印信號輸入端，輸入打印信號；時鐘信號輸入端，輸入用于傳送打印信號的時鐘信號；
驅(qū)動信號輸入端，輸入用于控制打印元件的驅(qū)動的驅(qū)動信號；鎖存信號輸入端，輸入用于在鎖存電路中鎖存打印信號的鎖存信號；邏輯電路，根據(jù)驅(qū)動信號控制打印元件的驅(qū)動；邏輯電源輸入端，允許輸入要被施加到邏輯電路的電壓；NMOS晶體管，所述晶體管具有通過電阻器連接到邏輯電源輸入端的漏極；連接到地的源極；和接收基于從打印信號輸入端、時鐘信號輸入端、鎖存信號輸入端和驅(qū)動信號 輸入端供給的電壓的信號的柵極；連接狀態(tài)輸出電路，所述連接狀態(tài)輸出電路被配置成根據(jù)邏輯電源輸入端的連 接狀態(tài)或打印信號輸入端、時鐘信號輸入端、鎖存信號輸入端和驅(qū)動信號輸入端中的每一 個的連接狀態(tài)，基于NMOS晶體管的輸出而輸出信號；和連接狀態(tài)輸出端，所述連接狀態(tài)輸出端被配置成將由連接狀態(tài)輸出電路輸出的 信號供給到基板的外部，其中，經(jīng)由連接狀態(tài)輸出端而輸出的信號通過經(jīng)歷在邏輯電源輸入端和漏極之間 以及在漏極和源極之間的分壓而被輸出，以及其中，根據(jù)被供給到柵極的信號的電平而輸出所述信號，且所述信號或者是具有 基于被施加到邏輯電源輸入端的電壓的第一電平的信號，或者是具有基于被輸入到信號輸 入端的電壓的第二電平的信號。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種提供有元件基板的打印頭、頭盒和打印設(shè)備，以 及用于確認(rèn)打印頭和打印設(shè)備的電連接狀態(tài)的方法。根據(jù)本發(fā)明的再另一方面，提供一種打印頭，所述打印頭包括多個打印元件；打印信號輸入端，輸入打印信號；時鐘信號輸入端，輸入用于傳送打印信號的時鐘信號；驅(qū)動信號輸入端，輸入用于控制打印元件的驅(qū)動的驅(qū)動信號；鎖存信號輸入端，輸入用于在鎖存電路中鎖存打印信號的鎖存信號；邏輯電路，根據(jù)驅(qū)動信號控制打印元件的驅(qū)動；元件基板，所述元件基板具有邏輯電源輸入端，允許輸入要被施加到邏輯電路的 電壓；其中，元件基板包括NMOS晶體管，所述晶體管具有通過電阻器連接到邏輯電源輸入端的漏極；連接 到地的源極；和接收基于從打印信號輸入端、時鐘信號輸入端、鎖存信號輸入端和驅(qū)動信號 輸入端供給的電壓的信號的柵極；連接狀態(tài)輸出電路，所述連接狀態(tài)輸出電路被配置成根據(jù)邏輯電源輸入端的連 接狀態(tài)或打印信號輸入端、時鐘信號輸入端、鎖存信號輸入端和驅(qū)動信號輸入端中的每一 個的連接狀態(tài)，基于NMOS晶體管的輸出而輸出信號；和連接狀態(tài)輸出端，所述連接狀態(tài)輸出端被配置成將由連接狀態(tài)輸出電路輸出的 信號供給到基板的外部，其中，經(jīng)由連接狀態(tài)輸出端輸出的信號通過經(jīng)歷在邏輯電源輸入端和漏極之間以 及在漏極和源極之間的分壓而被輸出，以及
其中，根據(jù)被供給到柵極的信號的電平而輸出所述信號，且所述信號或者是具有 基于被施加到邏輯電源輸入端的電壓的第一電平的信號，或者是具有基于被輸入到信號輸 入端的電壓的第二電平的信號。根據(jù)本發(fā)明的再另一方面，提供一種頭盒，所述頭盒包括包含上述元件基板的打 印頭；和含有墨的墨罐。根據(jù)本發(fā)明的再另一方面，提供一種打印設(shè)備，所述打印設(shè)備包括上述元件基板；邏輯電源輸出端，被配置成供給電壓到邏輯電路；連接狀態(tài)輸入端，被配置成接收經(jīng)由連接狀態(tài)輸出電路而輸出的信號；和確定單元，被配置成基于經(jīng)由連接狀態(tài)輸出端而輸出的信號來確定邏輯電源輸 入端的電連接狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的再另一方面，提供一種方法，所述方法用于確認(rèn)上述打印設(shè)備和打 印頭的電連接狀態(tài)，包括步驟從打印設(shè)備輸出要被施加到邏輯電路的電壓；輸入從連接狀態(tài)輸出端輸出的信號到打印設(shè)備；以及根據(jù)在輸入步驟中輸入的信號的電平，確定邏輯電源輸入端的電連接狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的再另一方面，提供一種元件基板，所述元件基板包括多個打印元件；打印信號輸入端，輸入打印信號；時鐘信號輸入端，輸入用于傳送打印信號的時鐘信號；驅(qū)動信號輸入端，輸入用于控制打印元件的驅(qū)動的驅(qū)動信號；鎖存信號輸入端，輸入用于在鎖存電路中鎖存打印信號的鎖存信號；邏輯電路，根據(jù)驅(qū)動信號控制打印元件的驅(qū)動；邏輯電源輸入端，允許輸入要被施加到邏輯電路的電壓；以及連接狀態(tài)輸出電路，所述連接狀態(tài)輸出電路被配置成根據(jù)輸入端的連接狀態(tài)、基 于經(jīng)由每個輸入端輸入的信號而輸出信號，且用經(jīng)由另一個輸入端輸入的信號來切換從邏 輯電源輸入端輸入的信號。本發(fā)明是特別有利的，因為它能夠提供能夠獨立地確認(rèn)與邏輯電源的電連接狀態(tài) 的元件基板，而不會由于增加端子等的數(shù)目而增加成本。而且，能夠提供被提供有元件基板 的打印頭、頭盒和打印設(shè)備。從下面參考附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得明顯。


被并入說明書中且構(gòu)成說明書的一部分的

本發(fā)明的實施例，且與說明一 起用于解釋本發(fā)明的原理。圖IA是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的連接狀態(tài)輸出電路的配置的示圖；圖IB是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的連接狀態(tài)輸出電路的信號的時序的示 圖；圖2是顯示常規(guī)的靜電保護電路的配置例子的示圖3是顯示常規(guī)的連接狀態(tài)輸出電路的例子的示圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的連接狀態(tài)輸出電路的例子的示圖；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的噴墨打印頭的電路配置例子的示圖；圖6A描述從頭的側(cè)面看到的根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一打印頭的 透視圖；圖6B描述從上側(cè)看到的根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一打印頭的透視圖；圖7描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一打印頭的分解透視圖；圖8描述構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一打印頭的第一元件基板的一部分 的破裂透視圖；圖9描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的打印頭的一部分的剖視圖；圖10是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的噴墨打印設(shè)備的一個例子的示意圖；圖11是顯示用于根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的噴墨打印設(shè)備的控制的配置的示 圖；和圖12是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的確認(rèn)噴墨打印設(shè)備中打印頭的電連接狀態(tài)的 過程的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將在此參考附圖在下面詳細(xì)描述本發(fā)明的許多實施例。下面的實施例并不意 在限制本發(fā)明的權(quán)利要求。在本說明書中，術(shù)語“打印”(print)和“打印”(printing)不僅包括例如字符和 圖形的有意義信息的形成，而且也廣泛地包括打印介質(zhì)上的圖像、圖形和圖案等的形成，或 介質(zhì)的處理，不管它們是有意義的還是無意義的，也不管它們是否被如此顯現(xiàn)以使得人們 在視覺上可察覺。并且，術(shù)語“打印介質(zhì)”不僅包括用于普通打印設(shè)備中的紙張，也廣泛地包括能夠 接受墨的例如布、塑料膜、金屬板、玻璃、陶瓷、木材和皮革的材料。而且，術(shù)語“墨”(此后也稱作“液體”)應(yīng)當(dāng)類似于上述“打印”的定義被廣泛地解 釋。即，“墨”包括液體，當(dāng)所述液體被施加到打印介質(zhì)上時，所述液體能夠形成圖像、圖形和 圖案等，能夠處理打印介質(zhì)，且能夠處理墨(例如，能夠使被施加到打印介質(zhì)的墨中包含的 著色劑凝固或不溶解)。應(yīng)注意，在本說明中使用的“元件基板”不是指由硅半導(dǎo)體構(gòu)成的簡單的基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)，而是指在其上設(shè)置各種元件和電路等的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。“在元件基板上”不僅僅指在元件基板的表面上，而是指在元件基板的表面和靠近 所述表面的元件基板的內(nèi)側(cè)上。本發(fā)明中所指的“內(nèi)置”不是表示分離結(jié)構(gòu)的元件被簡單 地設(shè)置在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上的術(shù)語，而是指元件通過半導(dǎo)體電路的制造工藝等被整體形成和制造 在元件基板上。圖6-10是解釋性的示圖，用于描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的打印頭(頭盒)。 參考這些圖，下面給出關(guān)于各種結(jié)構(gòu)元件的描述。根據(jù)示例性實施例的打印頭與包含墨的墨罐成一體。如圖6A和圖6B所示，這例 如由包含黑色墨的第一打印頭H1000構(gòu)成。打印頭H1000被穩(wěn)固地支撐在托架上，所述托 架通過定位單元和電接觸點被安裝在噴墨打印設(shè)備上，且所述打印頭H1000相對于托架是可拆卸的。當(dāng)用來填充其的墨被消耗和耗盡時，打印頭可以被更換。下面，關(guān)于打印頭H1000，詳細(xì)描述了分別構(gòu)成打印頭的配置元件。打印頭第一打印頭H1000是bubble jet (注冊商標(biāo))打印頭，所述打印頭使用電熱變換 器來產(chǎn)生熱能，以便響應(yīng)電信號而在墨中產(chǎn)生膜沸騰。而且，它是所謂的側(cè)射類型(side shooter type)的打印頭，在所述打印頭中電熱變換器和墨排出口彼此相對地設(shè)置。(1)第一打印頭 H1000圖7描述第一打印頭H1000的分解透視圖。打印頭H1000被提供有第一打印元件基板H1100、電配線帶H1300、以及墨供給保持部件H1500。而且，它還被提供有過濾器 H1700、墨吸收器H1600、蓋部件H1900和密封部件H1800。(1-1)第一打印元件基板HllOO圖8是用于描述第一打印元件基板HllOO的配置的示圖，并描述了顯示其破裂部 分的透視圖。第一打印元件基板HllOO是這樣的組件其中，作為墨流動通道的具有長通道 形狀的通過孔的墨供給端口 H1102被形成在具有例如0. 5到Imm厚度的硅基板HlllO上。 墨供給端口通過例如利用硅晶體取向的各向異性蝕刻或噴沙的技術(shù)而形成。作為打印元件的電熱變換器H1103和未示出的用于驅(qū)動變換器的驅(qū)動元件被設(shè) 置成以單個的排列(array)排起來(line up)，各在硅基板HlllO上的墨供給端口 H1102的 兩側(cè)并夾著硅基板HlllO上的墨供給端口 H1102。而且，未示出的由Al等制成的將電力供 給到電熱變換器H1103的電線被進(jìn)一步形成。這些電熱變換器和電線可以使用已知的膜形 成技術(shù)被形成。每個電熱變換器的排列被設(shè)置成互相地形成鋸齒形圖案。即，所述排列的 排出口的位置被設(shè)置成輕微地移位，使得正交于排列方向的方向不排起來。電極部分H1104被提供在Si基板上，用于將電力供給到電配線并用于供給電信號 以驅(qū)動電熱變換器。電極部分沿位于電熱變換器排列兩端的側(cè)區(qū)域以排列而被設(shè)置。由Au 等構(gòu)成的凸起(bumps)H1105被分別形成在電極部分H1104上。在例如配線和電阻器元件的打印元件的圖案已經(jīng)被形成在Si基板HlllO上的表 面上，使用光刻技術(shù)形成為每個電熱變換器提供墨流動通道并由樹脂材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。這 個結(jié)構(gòu)具有隔開各墨流動通道的墨流動通道壁H1106、覆蓋在那上面的頂部分，且排出口 Hl 107在頂部分中是開口的。排出口 Hl 107被分別對著電熱變換器Hl 103而設(shè)置，從而形成 排出口組H1108。由于通過電熱變換器的熱而產(chǎn)生的氣泡的壓力，已經(jīng)從第一打印元件基板的墨供 給端口供給的墨從與電熱變換器相對的排出口 H1107被排出。(1-2)電配線帶 H1300電配線帶H1300是其中電信號路徑被形成的組件，所述電信號路徑將電信號施加 到第一打印元件基板HllOO以排出墨。而且，開口 H1303被形成以用于要被安裝的第一打印 元件基板Hl 100，且連接到第一打印元件基板Hl 100的電極部分Hl 104的電極端H1304靠近 開口 H1303的邊緣而形成。再進(jìn)一步，用于從打印設(shè)備接收電信號的外部信號輸入端H1302 形成在電配線帶H1300上，且外部信號輸入端H1302和電極端H1304通過鄰近的銅箔的配 線圖案而鏈接。電配線帶H1300和第一打印元件基板HllOO之間的電連接通過使用熱超聲波壓力鍵合技術(shù)來電接合第一打印元件基板HllOO的凸起H1105和電配線帶H1300的電極端 H1304而實現(xiàn)。(1-3)墨供給保持部件H1500如圖7所示，墨供給保持部件H1500通過被提供有用于在內(nèi)部保持墨并產(chǎn)生負(fù)壓 的墨吸收器H1600而作為墨罐起作用。而且，它通過在其中形成有用于引導(dǎo)墨到打印元件 基板HllOO的墨流動通道而提供供墨的功能。用于將黑色墨供給到第一打印元件基板HllOO的墨供給端口 H1200被形成在墨流 動通道的下流動部分處。另外，第一打印元件基板HllOO以非常準(zhǔn)確的定位被附著和固定 到墨供給保持部件H1500，使得第一打印元件基板HllOO的墨供給端口 H1102和墨供給保持 部件H1500的墨供給端口 H1200連通。而且，位于第一打印元件基板HllOO的被附著表面的外圍的平坦表面和電配線帶 H1300的背表面的一部分被進(jìn)一步附著和固定。第一打印元件基板HllOO和電配線帶H1300 的電連接部分被使用第一密封劑H1307和第二密 封劑H1308而密封(參見圖6A、6B和圖 9)。由于這些密封，電連接部分被保護以防止墨腐蝕和外部沖擊。圖9描述打印頭HllOO的一部分的剖視圖。在圖9中，與其他圖相同的部分以與 其他圖中相同的數(shù)字而示出，且所述部分的描述被省略。接著，關(guān)于將上述打印頭安裝到噴墨打印設(shè)備給出具體描述。如圖6A和6B中所示，第一打印頭H1000被提供有安裝引導(dǎo)H1560，用于引導(dǎo)所述 頭到噴墨打印設(shè)備中的托架中的安裝位置。而且，第一打印頭被提供有嚙合部分H1930，用 于使用頭設(shè)置桿(headsetting lever)而安裝和固定到托架。再進(jìn)一步，對接(abutment) 部分H1580在打印介質(zhì)的傳送方向，且對接部分H1590在墨排出方向，用于將頭定位到托架 中的預(yù)定安裝位置中。通過被這些對接部分定位，在電配線帶H1300上的外部信號輸入端 H1302和被提供在托架中的電連接部分的接觸針(pin)之間的正確電接觸變?yōu)榭赡?。噴墨打印設(shè)備接著，給出關(guān)于其中可安裝上述盒類型的打印頭的液體排出打印設(shè)備的描述。圖 10是解釋性的示圖，示出其中可安裝根據(jù)本實施例的噴墨打印頭的打印設(shè)備的一個例子。參考圖10，打印設(shè)備具有托架102，圖6A和6B所示的打印頭H1000被定位并被可 更換地安裝入所述托架102中。電連接部分設(shè)置在托架102中，用于經(jīng)由打印頭H1000的 外部信號輸入端傳遞驅(qū)動信號等到每個排出部分。例如邏輯電源輸出端和連接狀態(tài)輸入端 的各種端子作為電連接部分被提供，其連接到后面將要描述的各種端子，例如用于邏輯電 路的電力輸入端和元件基板的連接狀態(tài)輸出端。托架102被支撐以便能夠沿引導(dǎo)軸103往復(fù)運動，所述引導(dǎo)軸103被安裝在打印 設(shè)備中沿掃描方向延伸。托架102被驅(qū)動，且其定位和運動被例如電動機皮帶輪(motor pulley) 105、空皮帶輪(idling pulley) 106、以及由運載電動機(carrier motor) 104 驅(qū) 動的同步帶(timingbelt)107等的驅(qū)動機構(gòu)所控制。而且，給托架102提供原始位置 (homeposition)傳感器130。當(dāng)托架102上的原始位置傳感器130經(jīng)過封板(closure plate) 136的位置時，作為原始位置的位置被檢測到。關(guān)于例如打印紙或塑料薄板的打印介質(zhì)108，進(jìn)給電動機135使用齒輪使拾取 輥131旋轉(zhuǎn)，然后打印介質(zhì)108被一張一張地從自動片材進(jìn)給器(auto sheet feeder,ASF) 132分開并被進(jìn)給。再進(jìn)一步，通過輸送輥109的旋轉(zhuǎn)，打印介質(zhì)108被輸送通過與打 印頭的排出口表面相對的位置(打印區(qū)域)。來自LF電動機134的驅(qū)動通過齒輪被傳遞到 輸送輥109。在打印介質(zhì)已經(jīng)經(jīng)過紙末端傳感器133的時間點處，執(zhí)行紙是否已經(jīng)被進(jìn)給的 確定和進(jìn)給期間的片材頂部檢測位置的判定。紙末端傳感器133被用于確定打印介質(zhì)的后 緣實際在哪里以及最終計算離實際后緣的當(dāng)前打印位置?？刂婆渲孟旅?，給出關(guān)于用于執(zhí)行上述噴墨打印設(shè)備的打印控制的控制配置的描述。圖11是方塊圖，示出噴墨打印設(shè)備的控制電路的配置。在圖11中，數(shù)字1700代表輸入打印信號的接口，數(shù)字1701代表MPU，且數(shù)字1702 代表用于存儲由MPU 1701執(zhí)行的控制程序的ROM。此外，數(shù)字1703代表在其中保存各種 類型的數(shù)據(jù)(要被供給到打印頭H1000的打印信號等)的DRAM。數(shù)字1704代表門陣列 (gatearray, GA)，所述門陣列執(zhí)行打印信號到打印頭H1000的供給控制，并且還執(zhí)行在接 口 1700、MPU 1701和RA M 1703之間的數(shù)據(jù)傳送。運載電動機104被旋轉(zhuǎn)以輸送打印頭 H1000和H1001，且LF電動機134被旋轉(zhuǎn)以輸送打印介質(zhì)。數(shù)字1705代表驅(qū)動打印頭H1000 的頭驅(qū)動器，數(shù)字1706代表用于驅(qū)動LF電動機134的電動機驅(qū)動器，且數(shù)字1707代表用 于驅(qū)動運載電動機104的電動機驅(qū)動器。為了描述上述控制配置的操作，當(dāng)打印信號進(jìn)入接口 1700時，打印信號在門陣列 1704和MPU 1701之間被轉(zhuǎn)換成用于打印的打印信號。然后，電動機驅(qū)動器1706和電動機 驅(qū)動器1707被驅(qū)動，且打印頭H1000根據(jù)被發(fā)送到頭驅(qū)動器1705的打印信號而被驅(qū)動，從 而執(zhí)行打印。實施例圖5是示出根據(jù)實施例的打印頭H1000的打印元件基板HllOO的電路配置的示 圖。應(yīng)注意，關(guān)于第一打印元件基板H1100，半導(dǎo)體元件和配線在半導(dǎo)體工藝中被形成在Si 基板HlllO上。在根據(jù)本實施例的打印頭中，η個噴嘴被提供在用于墨供給端口 Η1102的 每個排列中。這些噴嘴中的每一個被提供有能夠加熱噴嘴中的墨的電熱變換器Hl 103和驅(qū) 動電熱變換器Hl 103的驅(qū)動元件Hl 116。電熱變換器Hl 103、驅(qū)動元件Hl 116和墨排出噴嘴 被一起稱作打印組件。打印信號輸入端Η1121被提供在打印頭上作為與打印設(shè)備的電接觸點，并輸入打 印信號(DATA)。而且，時鐘信號輸入端H1120被提供用于輸入時鐘信號(CLK)，所述時鐘信 號被同步到打印信號并用于輸入打印信號。而且，鎖存信號輸入端H1123被提供，用于輸入 鎖存信號(LT)到鎖存電路H1117。而且，驅(qū)動信號輸入端H1122被提供，用于輸入加熱信號 (HE)以使驅(qū)動電熱變換器H1103的驅(qū)動元件H1116進(jìn)入啟用狀態(tài)。而且，用于邏輯電路的電 力輸入端H1128被提供，用于供給邏輯電源(VDD)，其是被施加到邏輯電路的電壓。進(jìn)一步 被提供的是電熱變換器Hl 103的電源配線端Hl 124，以及在地側(cè)的電熱變換器Hl 103的電源 配線端Hl 125。應(yīng)注意，符號Hl 113代表電熱變換器Hl 103的電源配線，符號Hl 114代表地 側(cè)的電源配線。而且，如圖2中所示，二極管作為保護元件被設(shè)置在打印信號輸入端H1121、 時鐘信號輸入端H1120、鎖存信號輸入端H1123和驅(qū)動信號輸入端H1122的附近。而且，通 過將η個打印組件分成多個塊來執(zhí)行驅(qū)動，在圖5所示的打印頭中采用分割驅(qū)動(divided driving)。
打印頭的驅(qū)動采用下面的過程來實施。打印信號被與從時鐘信號輸入端H1120輸入的時鐘信號同步地供給，并被打印信 號輸入端H1121輸入，然后打印信號被順次地保持在移位寄存器H1118中。在預(yù)定位的打 印信號被保持在移位寄存器H1118中后，鎖存信號經(jīng)由鎖存信號輸入端H1123被輸入，然后 被設(shè)置于移位寄存器H1118的下一級(stage)的鎖存電路H1117根據(jù)鎖存信號而鎖存打印 信號。而且，打印信號的一部分被供給到解碼器(未示出)，作為用于分割和驅(qū)動η個電熱 變換器Η1103的塊選擇信號(BLE)。在通過塊選擇信號選擇的打印組件中，根據(jù)來自AND電 路H1119的輸出而被選擇的打印組件被驅(qū)動，所述AND電路H1119計算輸入到驅(qū)動信號輸 入端H1122的加熱信號和鎖存電路H1117所輸出的打印信號的邏輯積。通過從相應(yīng)于這些 打印組件的噴嘴排出墨，打印被執(zhí)行。這里，當(dāng)打印組件正被驅(qū)動時，用于執(zhí)行下一打印的 打印信號、時鐘信號、鎖存信號和驅(qū)動信號被輸入到打印頭。接著，給出關(guān)于確認(rèn)打印頭H1000和噴墨打印設(shè)備之間的電連接狀態(tài)的過程的描述。打印頭H1000被安裝在圖10所示的打印設(shè)備的托架102上。接 觸部分(未示出) 被設(shè)置在托架102和打印頭H1000之間，用于互相連接電接觸點。因此，當(dāng)打印頭H1000安 裝到托架102上時，形成與外部信號輸入端H1302的接觸，所述外部信號輸入端H1302被設(shè) 置在打印頭H1000上并發(fā)送和接收各種類型的電信號，且電連接被實現(xiàn)。打印頭H1000被 提供有作為用于確認(rèn)與打印設(shè)備的電連接狀態(tài)的裝置的連接狀態(tài)輸出電路H1127(圖5)， 和輸出這個電路的計算結(jié)果到打印設(shè)備的連接狀態(tài)輸出端H1126 (CNO)。根據(jù)本工作例子的連接狀態(tài)輸出電路H1127被示出在圖IA中。連接狀態(tài)輸出電 路H1127被提供有第一 AND電路，其計算打印信號(DATA)和時鐘信號(CLK)的邏輯積；第 二 AND電路，其計算鎖存信號(LT)和加熱信號(HE)的邏輯積。再進(jìn)一步，連接狀態(tài)輸出電 路Hl 127被提供有第三AND電路，其計算第一和第二 AND電路的計算結(jié)果的邏輯積。第三 AND電路的計算結(jié)果被供給到NMOS晶體管的柵極。應(yīng)注意，NMOS晶體管的漏極經(jīng)由電阻器 被連接到邏輯電源輸入端H1128 (VDD)，且其源極被連接到地。以這種方式，從連接狀態(tài)輸出 端H1126輸出的信號通過經(jīng)歷在邏輯電源輸入端和漏極之間以及在漏極和源極之間的分 壓而被輸出。利用這種配置，具有第一電平的信號或者具有第二電平的信號能夠根據(jù)輸入 到NMOS晶體管柵極的信號的電平而從連接狀態(tài)輸出端Hl 126被輸出，所述第一電平基于為 邏輯電路而施加到電源輸入端的電壓(VDD)，所述第二電平基于輸入到輸入端的打印信號 等的電壓。以這種方式，邏輯電路的電源(VDD)的連接狀態(tài)能夠被獨立地確認(rèn)。圖IB是當(dāng)確認(rèn)打印頭和打印設(shè)備的連接狀態(tài)時，從打印設(shè)備輸入到打印頭的信 號和被連接狀態(tài)輸出端H1126輸出的輸出信號(CN0信號)的時序圖。這里，作為控制信 號的鎖存信號(LT)和驅(qū)動信號(HE)是負(fù)邏輯(低有效)，其當(dāng)信號為低時是開(ON)。 負(fù)邏輯是指當(dāng)沒有信號即當(dāng)邏輯是“假(0)”時由于提升電阻器(pull-upresistor)而 導(dǎo)致的高狀態(tài)，且當(dāng)邏輯是“真(1)”時低狀態(tài)。應(yīng)注意，打印信號(DATA)和時鐘信號 (CLK)是正邏輯(高有效)，當(dāng)它們的信號是高時它們是開(ON)，且被連接到下拉電阻器 (pull-downresistors)，使得當(dāng)沒有信號時為GND電平。這是由于在所有信號都為正邏輯 的情況下，當(dāng)所有信號由于某一原因都為高時，打印組件的驅(qū)動控制變成不可能。具有不 同邏輯的信號被使用，以便防止這樣的情形，且由于普通的噪聲容限是有效的，因此作為控 制信號的鎖存信號(LT)和驅(qū)動信號(HE)被設(shè)成負(fù)邏輯，而時鐘信號(CLK)和打印信號(DATA)被設(shè)成正邏輯。首先，給出關(guān)于獨立地確認(rèn)VDD連接狀態(tài)的方法的描述。在初始狀態(tài)，即時間段 Tl，來自每個信號端的輸入信號處于低狀態(tài)，且VDD也處于低狀態(tài)。在獨立地確認(rèn)VDD連接 中，來自信號端的輸入信號都被維持在低狀態(tài)中，然后在時間段T2，來自VDD端的信號被輸 入，且VDD被置入高狀態(tài)。結(jié)果，CNO輸出以高狀態(tài)被輸出，且確認(rèn)打印頭的VDD端和打印 設(shè)備之間的電連接是可能的。在CNO輸出已經(jīng)能夠在打印設(shè)備上在Tl到T4的時間段中被 正確地確認(rèn)后，每個信號端的連接狀態(tài)的確認(rèn)被執(zhí)行。用于確認(rèn)信號端的連接狀態(tài)的方法首先包括在時間段T5中將打印信號(DATA)、 時鐘信號(CLK)、鎖存信號(LT)、驅(qū)動信號(HE)和邏輯電源VDD全部都臨時設(shè)置到高狀態(tài)， 從而導(dǎo)致CNO輸出以低狀態(tài)被輸出。這里，在時間段T6，只有LT信號被以低狀態(tài)從打印設(shè) 備輸入到打印頭。如果當(dāng)被同步到LT信號時CNO輸出變成高狀態(tài)，那么連接已經(jīng)被正確地 實現(xiàn)，且打印設(shè)備通過確認(rèn)這個邏輯來確定連接狀態(tài)。類似地，在時間段T8到T13中，關(guān)于 邏輯輸入端是否被連接的確認(rèn)被分別執(zhí)行。
圖12示出根據(jù)實施例的確認(rèn)噴墨打印設(shè)備中打印頭的電連接狀態(tài)的上述過程的 流程圖。首先，在步驟Sl 10中，VDD、DATA、CLK、HE和LT信號被輸出到元件基板。接著，在 步驟S120中，根據(jù)元件基板的連接狀態(tài)輸出電路H1127的確認(rèn)結(jié)果被輸入。然后，在步驟 S130中，由MPU 1701等分別獨立地執(zhí)行對VDD端的電連接狀態(tài)和信號輸入端的電連接狀態(tài) 的確定。應(yīng)注意，在本實施例中，在確認(rèn)信號輸入端的電連接狀態(tài)前執(zhí)行對VDD端的電連接 狀態(tài)的確認(rèn)，但是這也可以用相反的次序來執(zhí)行。通過在打開電源到打印設(shè)備時或在打印操作前執(zhí)行上述處理，防止例如丟失打印 點、以及源于接觸點問題的對打印頭的損壞的打印問題是可能的。一種方法作為用于獨立地執(zhí)行對邏輯電源(VDD)連接狀態(tài)的確認(rèn)的不同方法被 示出在圖4中。具體而言，這是使用這樣的配置的方法，在所述配置中，執(zhí)行從作為打印元 件基板中VDD信號的輸入端的邏輯電源輸入端H1128到用于確認(rèn)連接的端子H1129的直接 連接。該配置是這樣的配置，其中，VDD信號的輸入端H1128和用于確認(rèn)連接的端子H1129 被直接連接，因而，第一噴墨打印元件基板中的電路配置變成最簡單的配置。然而，由于用 于確認(rèn)連接的端子H1129是被新提供的，所以一個端子是被新提供的且存在元件基板的尺 寸也許會受影響的可能。與此相比，對于本實施例存在一種配置，在所述配置中，現(xiàn)有的連 接狀態(tài)輸出電路如圖IA所示被改進(jìn)，因而不必提供新的端子，這使得實現(xiàn)改進(jìn)的可靠性而 不增加元件基板的尺寸是可能的。而且，除了例如作為根據(jù)本實施例的打印設(shè)備的實施例而一體地或單獨地提供的 計算機的信息處理裝置的圖像輸出端之外，其他實施例包括結(jié)合有閱讀器等的復(fù)印設(shè)備， 且進(jìn)一步包括具有發(fā)送和接收功能的傳真機。而且，前述實施例是使用用于噴墨打印頭的元件基板的例子來描述的，但這也能 夠被用在用于熱傳遞方法打印頭或升華類型打印頭等的元件基板中。盡管已經(jīng)參考示例性的實施例描述了本發(fā)明，但要理解的是，本發(fā)明不限于所公 開的示例性實施例。所附的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋，以包含所有這樣的修改 以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
一種元件基板，包括多個打印元件；打印信號輸入端，輸入打印信號；時鐘信號輸入端，輸入用于傳送打印信號的時鐘信號；驅(qū)動信號輸入端，輸入用于控制打印元件的驅(qū)動的驅(qū)動信號；鎖存信號輸入端，輸入用于在鎖存電路中鎖存打印信號的鎖存信號；邏輯電路，根據(jù)驅(qū)動信號控制打印元件的驅(qū)動；邏輯電源輸入端，允許輸入要被施加到邏輯電路的電壓；NMOS晶體管，具有通過電阻器被連接到邏輯電源輸入端的漏極；連接到地的源極；和接收基于從打印信號輸入端、時鐘信號輸入端、鎖存信號輸入端和驅(qū)動信號輸入端供給的電壓的信號的柵極；連接狀態(tài)輸出電路，被配置成根據(jù)邏輯電源輸入端的連接狀態(tài)或打印信號輸入端、時鐘信號輸入端、鎖存信號輸入端和驅(qū)動信號輸入端中的每一個的連接狀態(tài)，基于NMOS晶體管的輸出而輸出信號；和連接狀態(tài)輸出端，被配置成將由連接狀態(tài)輸出電路輸出的信號供給到基板的外部，其中，經(jīng)由連接狀態(tài)輸出端而輸出的信號通過經(jīng)歷在邏輯電源輸入端和所述漏極之間以及在所述漏極和源極之間的分壓而被輸出，以及其中，所述信號根據(jù)被供給到柵極的信號的電平而被輸出，且所述信號或者是具有基于被施加到邏輯電源輸入端的電壓的第一電平的信號，或者是具有基于被輸入到信號輸入端的電壓的第二電平的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的元件基板，其中所述連接狀態(tài)輸出電路包括 第一 AND電路，被配置成計算打印信號和時鐘信號的邏輯積； 第二 AND電路，被配置成計算驅(qū)動信號和鎖存信號的邏輯積；以及第三AND電路，被配置成計算所述第一 AND電路的計算結(jié)果和所述第二 AND電路的計 算結(jié)果的邏輯積，其中，所述第三AND電路的計算結(jié)果被供給到所述NM0S晶體管的柵極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的元件基板，進(jìn)一步包括設(shè)置在打印信號輸入端和邏輯電源輸入端 之間的第1二極管以及設(shè)置在打印信號輸入端和地之間的第2 二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的元件基板，其中，所述連接狀態(tài)輸出端當(dāng)供給到柵極的信號的電 平為低時輸出具有所述第一電平的信號，且當(dāng)供給到柵極的信號的電平為高時輸出具有所 述第二電平的信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的元件基板，其中，當(dāng)所述邏輯電源輸入端沒有被電連接時，所述連 接狀態(tài)輸出端輸出具有所述第二電平的信號，而不管被供給到所述柵極的信號的電平。
6.一種打印頭，包括 多個打印元件；打印信號輸入端，輸入打印信號； 時鐘信號輸入端，輸入用于傳送打印信號的時鐘信號； 驅(qū)動信號輸入端，輸入用于控制打印元件的驅(qū)動的驅(qū)動信號； 鎖存信號輸入端，輸入用于在鎖存電路中鎖存打印信號的鎖存信號；邏輯電路，根據(jù)驅(qū)動信號控制打印元件的驅(qū)動；元件基板，具有允許輸入要被施加到邏輯電路的電壓的邏輯電源輸入端，其中，所述元件基板包括NM0S晶體管，具有通過電阻器被連接到邏輯電源輸入端的漏極；連接到地的源極；和 接收基于從打印信號輸入端、時鐘信號輸入端、鎖存信號輸入端和驅(qū)動信號輸入端供給的 電壓的信號的柵極；連接狀態(tài)輸出電路，被配置成根據(jù)邏輯電源輸入端的連接狀態(tài)或打印信號輸入端、時 鐘信號輸入端、鎖存信號輸入端和驅(qū)動信號輸入端中的每一個的連接狀態(tài)，基于NM0S晶體 管的輸出而輸出信號；和連接狀態(tài)輸出端，被配置成將由連接狀態(tài)輸出電路輸出的信號供給到基板的外部， 其中，經(jīng)由連接狀態(tài)輸出端輸出的信號通過經(jīng)歷在邏輯電源輸入端和所述漏極之間以 及在所述漏極和源極之間的分壓而被輸出；以及其中，所述信號根據(jù)被供給到所述柵極的信號的電平而被輸出，且所述信號或者是具 有基于被施加到邏輯電源輸入端的電壓的第一電平的信號，或者是具有基于被輸入到信號 輸入端的電壓的第二電平的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的打印頭，其中所述打印頭是噴墨打印頭。
8.一種頭盒，包括打印頭，所述打印頭包括根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一個所述的元件基板；和 包含墨的墨罐。
9.一種打印設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一個所述的元件基板； 邏輯電源輸出端，被配置成將電壓供給到邏輯電路； 連接狀態(tài)輸入端，被配置成接收經(jīng)由連接狀態(tài)輸出電路而輸出的信號；以及 確定單元，被配置成基于經(jīng)由連接狀態(tài)輸出端而輸出的信號，確定邏輯電源輸入端的 電連接狀態(tài)。
10.一種用于確認(rèn)根據(jù)權(quán)利要求9的打印設(shè)備和打印頭的電連接狀態(tài)的方法，包括以 下步驟從所述打印設(shè)備輸出要被施加到所述邏輯電路的電壓；將從所述連接狀態(tài)輸出端輸出的信號輸入到所述打印設(shè)備；以及根據(jù)在所述輸入步驟中輸入的信號的電平，確定所述邏輯電源輸入端的電連接狀態(tài)。
11.一種元件基板，包括 多個打印元件；打印信號輸入端，輸入打印信號；時鐘信號輸入端，輸入用于傳送打印信號的時鐘信號；驅(qū)動信號輸入端，輸入用于控制打印元件的驅(qū)動的驅(qū)動信號；鎖存信號輸入端，輸入用于在鎖存電路中鎖存打印信號的鎖存信號；邏輯電路，根據(jù)驅(qū)動信號控制打印元件的驅(qū)動；邏輯電源輸入端，允許輸入要被施加到邏輯電路的電壓；以及連接狀態(tài)輸出電路，被配置成根據(jù)輸入端的連接狀態(tài)、基于經(jīng)由每個輸入端輸入的信號來輸出信號，且用經(jīng)由另一個輸入端輸入的信號來切換從所述邏輯電源輸入端輸入的信號。
全文摘要
本發(fā)明公開一種元件基板、打印頭、頭盒、打印設(shè)備以及用于確認(rèn)打印頭和打印設(shè)備的電連接狀態(tài)的方法。所述元件基板能夠獨立地確認(rèn)與邏輯電源的電連接狀態(tài)，而不會由于增加端子的數(shù)目等而增加成本。所述元件基板包括連接狀態(tài)輸出電路，所述連接狀態(tài)輸出電路響應(yīng)邏輯電源輸入端的連接狀態(tài)，或打印信號、時鐘信號、驅(qū)動信號和鎖存信號中的每一個的輸入端的連接狀態(tài)，而輸出信號；以及連接狀態(tài)輸出端，所述連接狀態(tài)輸出端輸出來自連接狀態(tài)輸出電路的輸出信號。
文檔編號B41J25/34GK101830108SQ20101017820
公開日2010年9月15日 申請日期2008年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月4日
發(fā)明者久?？档v, 今仲良行, 小俁好一, 山口孝明, 竹內(nèi)創(chuàng)太 申請人:佳能株式會社