專利名稱：噴墨頭及驅動噴墨頭的選擇電路的制作方法
技術領域：
本實用新型關于一種噴墨頭及驅動噴墨頭的選擇電路，尤指一種可使印列速度較高的噴墨頭，及具有芯片面積小且容易設計等優點的驅動噴墨頭的選擇電路。
背景技術：
傳統熱式打印機的噴墨頭皆具有多個電流輸出級，需要高電壓及高電流，且全部輸出級面積與提供地址數目成正比，因此，作成的芯片面積較大且成本較高。此外，打印機主體與噴墨頭間的連接線路繁復，不僅設計上有其困難度，同時降低打印的速度，種種缺失皆有待改進。
有鑒于此，本實用新型人根據多年從事相關工作的經驗，思索如何在不需變更制程條件的情況下改善上述缺失，幾經研究實驗，終于完成本實用新型，提供產業界及使用者更好的選擇。
實用新型內容本實用新型的目的為提供一種噴墨頭及驅動噴墨頭的選擇電路，可使芯片面積較小，打印機主體與噴墨頭間的連接線路簡單且打印的速度較快。
為達成上述目的，本實用新型的噴墨頭主要包括復數個可個別控制的墨水噴嘴、復數個墨水加熱電路及一個致動電路。其中，每一個墨水加熱電路對應于一墨水噴嘴而設置。
致動電路系與復數個墨水加熱電路連結，以選擇性導通復數個墨水加熱電路。致動電路包括復數個開關單元，每一個開關單元具有一電流輸入端、一指令輸入端及一電流輸出端。各開關單元的電流輸入端共同連接至一選擇器輸入端口，作為每一個指令輸入端的外部連結源，指令輸入端連接至對應的指令控制元件，以控制開關單元內部的電流流向，而電流輸出端則連接至一對應的墨水加熱電路。
上述的每一個開關單元包括一地址控制元件，該地址控制元件通過該指令輸入端的地址信號切換其內部電流流向，以選擇性導通該墨水加熱電路。本實用新型的地址控制元件通常包括一反相器，該反相器可接收指令輸入端的地址信號以切換其內部電流流向。本實用新型使用的反相器更可由開關單元內部抽取電流作為電源。
上述的指令控制元件可為一地址信號線，以傳送一地址信號至該開關單元的指令輸入端。亦可為一邏輯柵，且每一個邏輯柵具有至少一個信號輸入端用以接收至少一個地址信號，并輸出一信號至該開關單元的指令輸入端。
本實用新型的驅動噴墨頭的選擇電路主要由上述的復數個墨水加熱電路及一個致動電路所組成。
圖1為本實用新型的一實施例中，致動電路控制墨水噴嘴的概略示意圖。
圖2為本實用新型的開關單元的典型電路圖。
圖3為本實用新型的另一實施例中，當致動電路包含邏輯柵時，可控制更多墨水噴嘴的方塊示意圖。
圖4為圖2的實施例中，于四條地址信號線中任取三條時，可控制4個墨水噴嘴的示意圖。
具體實施方式
本實用新型較佳的實施方式以n-MOS晶體管連結反相器達到電流流向切換的主要功能，并經過選擇器提供電流源，而由地址信號線提供觸發信號予反相器。本實用新型以二較佳實施例配合下列圖式做進一步的說明。
請參見圖1，本實用新型以致動電路控制墨水噴嘴的概略示意圖。本實施例以常見的黑色及彩色二個噴墨頭為例，其上分別形成二致動電路C1，C2。二致動電路C1，C2分別包括結構相同的開關單元C11～C14，C21～C24，并設有二選擇器S1，S2，用以決定黑色或彩色噴墨頭動作。開關單元C11～C14的電流輸入端共同連接至選擇器S1，開關單元C21～C24的電流輸入端則共同連接至選擇器S2。來自打印機主體10的四條地址信號線Ai1～Ai4分別連接開關單元C11及C21～C14及C24的指令輸入端。通過來自選擇器S1，S2的電流線與地址信號線Ai1～Ai4交錯形成矩陣，可進一步決定開關單元C11～C14及C21～C24的動作。被選定的開關單元將激活電流切換功能，將電流輸出端與墨水加熱電路811～814，821～824中對應者之間的電路導通。最后墨水加熱電路811～814，821～824中的對應者上方的墨水被加熱形成氣泡，由墨水噴嘴911～914，921～924中的對應者噴出。
圖2為本實用新型的開關單元的典型電路圖。以致動電路C1中任一個開關單元C1n為例，其包括一第一n-MOS晶體管T1n，一第二n-MOS晶體管T1n’及一反相器IV1n。其中第一n-MOS晶體管T1n的源極形成開關單元C1n的電流輸入端，柵極連接至反相器IV1n的電流輸入端，并形成開關單元C1n的指令輸入端，漏極則連接至第二n-MOS晶體管T1n’的源極，并形成開關單元C1n的電流輸出端；第二n-MOS晶體管T1n’的柵極連接至反相器IV1n電流輸出端，漏極則接地。
圖3為本實用新型另一實施例的概略示意圖，其于前一實施例的架構下，更進一步揭示其優點。本實施例通過致動電路包含邏輯柵，可控制更多墨水噴嘴。圖中僅顯示噴墨頭之一，另一噴墨頭則結構相同不再贅示。邏輯柵組AG111～AG114表示可由地址信號線Ai1～Ai4之一取得一個信號，則可產生四種輸出信號。邏輯柵組AG121～AG126表示可由地址信號線Ai1～Ai4之二取得二個信號，其可能的狀況如圖4所示，共有六種，則可產生六種輸出信號。依此類推，則邏輯柵組AG13可產生四種輸出信號，邏輯柵組AG14僅能產生一種輸出信號。上述的邏輯柵組AG11～AG14的輸出信號經由對應的開關單元組C11～C14，將可分別驅動墨水加熱電路8111～8114、8121～8126、8131～8134及8141，使墨水由噴嘴9121～9126、9131～9134及9141噴出。
圖4為圖3的實施例中，邏輯柵組AG13及開關單元組C13的詳細連接圖。由地址信號線Ai1～Ai4中任取三條時，共可形成四種組合，分別由邏輯柵AG131～AG134輸出信號至開關單元C131～C134，最后可選擇性地導通四個墨水加熱電路8131～8134的對應者，使墨水由對應之噴嘴9131～9134之一噴出。
由上述實施例可推算出，當打印機主體具有m條地址信號線時，一具有k個信號輸入端的邏輯柵可接收m條地址信號線中任意k個地址信號線的地址信號，其中k小于或等于m，則可控制的墨水加熱電路或噴嘴數為Cmk；可控制的墨水加熱電路或噴嘴數總和為(2m-1)。若噴墨頭數為j，則可控制的墨水加熱電路或噴嘴數總和為(2m-1)×j。
與公知的選擇電路比較后，可明顯看出以本實用新型的架構為基礎，通過簡單地加入邏輯柵便可輕易地驅動更多的加熱電路；更重要的是，打印機主體與噴墨頭之間的聯機數并未增加。由于印表頭的MOS結構愈來愈小為未來趨勢，因此，目前印表頭技術的關鍵在于如何通過提高柵級電壓以降低元件內阻，進而提供更高驅動電流及提升輸出速率。本實用新型的打印機設計僅需一個高電流及高電壓輸出級即可達成，與地址數目無關。然而，傳統打印機的多個電流輸出級需要高電壓及高電流，且全部輸出級面積與提供地址數目成正比。較之先前技藝，本實用新型可使印表頭驅動電流芯片所需面積更小，而效率更高。
綜上所述，本實用新型通過實際驗證的結果，與公知技術作一比較發現，本實用新型具有下列優點(1)傳送地址信號可設計高電壓低電流輸出級。
(2)打印機單一電流輸出級，可為高壓且大電流輸出緩沖器的設計，較先前技術的多電流輸入級容易設計。
(3)打印機僅有一個大電流輸出級，所以芯片輸出端口所需面積較小。
(4)就控制相同數量的墨水加熱電路或噴嘴而言，打印機主體與噴墨頭間的連接線路大幅減少。
(5)打印機僅有一個大電流輸出級，可將內阻降至最低，得到較高印列速度。
(6)因內阻較低，消耗功率亦較低。
應注意的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用以限定本實用新型的申請專利范圍；凡其它不脫離本實用新型所公開的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述的申請專利范圍內。
權利要求1.一種噴墨頭，其特征在于包括復數個可個別控制的墨水噴嘴；復數個墨水加熱電路，其中每一個墨水加熱電路對應于一墨水噴嘴而設置；及一致動電路，與復數個墨水加熱電路連結，以選擇性導通至少一個墨水加熱電路，致動電路包括一選擇器及復數個開關單元，每一個開關單元具有一電流輸入端、一指令輸入端及一電流輸出端，其中各開關單元之電流輸入端共同連接至該選擇器的輸出端口，以提供該開關元件所需電流；指令輸入端連接至對應的指令控制元件，以控制開關單元內部的電流流向；而電流輸出端則連接至一對應的墨水加熱電路。
2.如權利要求1所述的噴墨頭，其特征在于每一個開關單元包括一地址控制元件，該地址控制元件通過該指令輸入端的地址信號切換其內部電流流向，以選擇性導通該墨水加熱電路。
3.如權利要求2項的噴墨頭，其特征在于該地址控制元件包括一反相器，該反相器接收該指令輸入端的地址信號以切換其內部電流流向。
4.如權利要求3項的噴墨頭，其特征在于該反相器由該開關單元內部抽取電流作為電源。
5.如權利要求2項的噴墨頭，其特征在于該地址控制元件包括一第一n-MOS晶體管，一第二n-MOS晶體管及一反相器；其中第一n-MOS晶體管的源極形成開關單元的電流輸入端，柵極連接至反相器的指令輸入端，并形成開關單元的電流輸入端，漏極則連接至第二n-MOS晶體管的源極，并形成開關單元的電流輸出端；第二n-MOS晶體管的柵極連接至反相器的電流輸出端，漏極則接地。
6.如權利要求1項的噴墨頭，其特征在于該指令控制元件為一地址信號線，以傳送一地址信號至該開關單元的指令輸入端。
7.如權利要求1項的噴墨頭，其特征在于該指令控制元件為一邏輯柵，且每一個邏輯柵具有至少一個信號輸入端用以接收至少一個地址信號，并輸出一信號至該開關單元的指令輸入端。
8.一種噴墨頭，其特征在于包括復數個可個別控制的墨水噴嘴；復數個墨水加熱電路，其中每一個墨水加熱電路對應于一墨水噴嘴而設置；及一致動電路，與復數個墨水加熱電路連結，以選擇性導通至少一個墨水加熱電路，致動電路包括一選擇器及復數個開關單元，每一個開關單元具有一電流輸入端、一指令輸入端、一電流輸出端、一第一n-MOS晶體管及一第二n-MOS晶體管及一反相器；其中各開關單元之電流輸入端共同連接至該選擇器的輸出端口，以提供該開關元件所需電流；指令輸入端連接至對應的指令控制元件，以控制開關單元內部的電流流向；電流輸出端則連接至一對應的墨水加熱電路；第一n-MOS晶體管的源極形成開關單元的電流輸入端，柵極連接至反相器的指令輸入端，并形成開關單元的電流輸入端，漏極則連接至第二n-MOS晶體管的源極，并形成開關單元的電流輸出端；第二n-MOS晶體管的柵極連接至反相器的電流輸出端，漏極則接地。
9.一種驅動噴墨頭的選擇電路，用以驅動該噴墨頭的復數個可個別控制的墨水噴嘴；其特征在于該選擇電路包括復數個墨水加熱電路，其中每一個墨水加熱電路對應于一墨水噴嘴而設置；及一致動電路，與復數個墨水加熱電路連結，以選擇性導通至少一個墨水加熱電路，致動電路包括一選擇器及復數個開關單元，每一個開關單元具有一電流輸入端、一指令輸入端及一電流輸出端，其中；各開關單元的電流輸入端共同連接至該選擇器的輸出端口，以提供該開關元件所需電流；指令輸入端連接至對應的指令控制元件，以控制開關單元內部的電流流向；電流輸出端則連接至一對應的墨水加熱電路。
10.如權利要求9項的選擇電路，其特征在于每一個開關單元包括一地址控制元件，該地址控制元件通過該指令輸入端的地址信號切換其內部電流流向，以選擇性導通該墨水加熱電路。
11.如權利要求10項的選擇電路，其特征在于該地址控制元件包括一反相器，該反相器接收該指令輸入端的地址信號以切換其內部電流流向。
12.如權利要求11項的選擇電路，其特征在于該反相器由該開關單元內部抽取電流作為電源。
13.如權利要求10項的選擇電路，其特征在于該地址控制元件包括一第一n-MOS晶體管，一第二n-MOS晶體管及一反相器；其中第一n-MOS晶體管的源極形成開關單元的電流輸入端，柵極連接至反相器的電流輸入端，并形成開關單元的指令輸入端，漏極則連接至第二n-MOS晶體管的源極，并形成開關單元的電流輸出端；第二n-MOS晶體管的柵極連接至反相器的電流輸出端，漏極則接地。
14.如權利要求9項的選擇電路，其特征在于該指令控制元件為一地址信號線，以傳送一地址信號至該開關單元的指令輸入端。
15.如權利要求9項之選擇電路，其特征在于該指令控制元件為一邏輯柵，且每一個邏輯柵具有至少一個信號輸入端用以接收至少一個地址信號，并輸出一信號至該開關單元的指令輸入端。
專利摘要本實用新型關于一種噴墨頭及驅動噴墨頭的選擇電路，其主要包括一致動電路。致動電路更可通過一包含反相器的開關單元切換其內部電流流向，以選擇性導通墨水加熱電路。本實用新型的開關單元經過選擇器提供電流，而由地址信號線傳送指令。在此架構下，本實用新型可通過加入邏輯柵而輕易地驅動更多墨水加熱電路，甚至無需增加打印機主體與噴墨頭之間的聯機數。
文檔編號B41J2/05GK2621921SQ0320016
公開日2004年6月30日 申請日期2003年1月2日 優先權日2003年1月2日
發明者吳仲佑, 王弘宗 申請人:聚積科技股份有限公司