EP1529640B1

Printhead substrate, printhead using the substrate, head cartridge including the printhead, method of driving the printhead, and printing apparatus using the printhead

Abstract

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EP1529640B1, drawing sheet 1
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Expired 4 November 2024, 1.9 years ago.

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20 claims: 20 independent, 0 dependent

  1. 1
    A printhead substrate (1100) having a plurality of electrothermal transducers (RH, 1103; 2101), and driving elements (1107; 2102) which are arranged in correspondence with the plurality of electrothermal transducers, and which switch and control driving of corresponding electrothermal transducers, and are formed from MOS transistors, comprising:a common wiring line which commonly supplies power, and to which a plurality of simultaneously drivable electrothermal transducers in a block for time-divisional drive out of the plurality of electrothermal transducers are connected, anda first pad (1104a) which supplies power to said common wiring line,wherein each of the driving elements is arranged to supply a constant current (IDS) to the corresponding electrothermal transducer. Druckkopfsubstrat (1100), das eine Vielzahl von elektrothermischen Wandlern (RH, 1103;2101) und Ansteuerelementen (1107;2102) aufweist, die entsprechend der Vielzahl von elektrothermischen Wandlern angeordnet sind, die ein Ansteuern von entsprechenden elektrothermischen Wandlern schalten und steuern, und die aus MOS- Transistoren gebildet sind, mit: einer gemeinsamen Verdrahtungsleitung, die gemeinschaftlich Energie zuführt, und mit der eine Vielzahl von gleichzeitig ansteuerbaren elektrothermischen Wandlern in einem Block für eine zeitgeteilte Ansteuerung aus der Vielzahl von elektrothermischen Wandlern verbunden ist, undeinem ersten Feld (1104a), das der gemeinsamen Verdrahtungsleitung Energie zuführt,wobei jedes der Ansteuerelemente eingerichtet ist, dem entsprechenden elektrothermischen Wandler einen konstanten Strom (IDS) zuzuführen. Substrat (1100) de tête d'impression ayant de multiples transducteurs électrothermiques (RH, 1103 ;2101) et des éléments d'attaque (1107 ;2102) qui sont agencés en correspondance avec les multiples transducteurs électrothermiques, et qui commutent et commandent l'attaque de transducteurs électrothermiques correspondants, et qui sont formés à partir de transistors MOS, comportant : une ligne commune de câblage qui fournit de l'énergie de façon commune, et à laquelle de multiples transducteurs électrothermiques pouvant être attaqués simultanément, situés dans un bloc pour une attaque par répartition dans le temps parmi les multiples transducteurs électrothermiques, sont connectés, etun premier plot (1104a) qui fournit de l'énergie à ladite ligne commune de câblage,dans lequel chacun des éléments d'attaque est agencé de façon à fournir un courant constant (IDS) pour le transducteur électrothermique correspondant.
  2. 2
    Druckkopfsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei ein Anschluss von jedem der elektrothermischen Wandler mit der gemeinsamen Verdrahtungsleitung verbunden ist, und der andere Anschluss mit einem Drain (D) des MOS- Transistors verbunden ist. Substrat de tête d'impression selon la revendication 1, dans lequel une borne de chacun des transducteurs électrothermiques est connectée à ladite ligne commune de câblage, et l'autre borne est connectée à un drain (D) du transistor MOS. The printhead substrate according to claim 1, wherein one terminal of each of the electrothermal transducers is connected to said common wiring line, and the other terminal is connected to a drain (D) of the MOS transistor.
  3. 3
    Druckkopfsubstrat gemäß Anspruch 2, wobei der MOS-Transistor in einem Sättigungsbereich eines Drain-Source- Stroms operiert. Substrat de tête d'impression selon la revendication 2, dans lequel le transistor MOS fonctionne dans une région de saturation d'un courant drain-source. The printhead substrate according to claim 2, wherein the MOS transistor operates in a saturation region of a drain-source current.
  4. 4
    Druckkopfsubstrat gemäß Anspruch 1, weiterhin mit:einer Logikschaltung, die die Vielzahl von Ansteuerelementen steuert,einer Masseverdrahtungsleitung, die der gemeinsamen Verdrahtungsleitung entspricht und über eine Vielzahl von Blöcken gemeinsam verwendet wird, undeinem zweiten Feld (1104b), das die Masseverdrahtungsleitung verbindet. Substrat de tête d'impression selon la revendication 1, comportant en outre : un circuit logique qui commande les multiples éléments d'attaque,une ligne de câblage GND qui correspond à ladite ligne commune de câblage et qui est partagée entre plusieurs blocs, etun second plot (1104b) qui connecte ladite ligne de câblage GND. The printhead substrate according to claim 1, further comprising: a logic circuit which controls the plurality of driving elements,a GND wiring line which corresponds to said common wiring line and is shared over a plurality of blocks, anda second pad (1104b) which connects said GND wiring line.
  5. 5
    Druckkopfsubstrat gemäß Anspruch 1, weiterhin mit:einer Einstellschaltung (2111), die eine Gate-Breite eines MOS- Transistors zum Energetisieren des elektrothermischen Wandlers einstellt, undeiner Ansteuerschaltung (2110), die den die durch die Einstellschaltung eingestellte Gate- Breite aufweisenden MOS- Transistor ansteuert. Substrat de tête d'impression selon la revendication 1, comportant en outre : un circuit de réglage (2111) qui règle une largeur de grille d'un transistor MOS pour fournir de l'énergie au transducteur électrothermique, etun circuit d'attaque (2110) qui attaque le transistor MOS dont la largeur de grille est réglée par ledit circuit de réglage. The printhead substrate according to claim 1, further comprising: a setting circuit (2111) which sets a gate width of a MOS transistor for energizing the electrothermal transducer, anda driving circuit (2110) which drives the MOS transistor having the gate width set by said setting circuit.
  6. 6
    Druckkopfsubstrat gemäß Anspruch 5, weiterhin mit einem Widerstand, der einen Wert aufweist, der Widerstandswerte der elektrothermischen Wandler darstellt, wobei die Einstellschaltung die Gate- Breite auf der Grundlage des Widerstandswerts des Widerstands einstellt. Substrat de tête d'impression selon la revendication 5, comportant en outre une résistance ayant une valeur représentative de valeurs de résistance des transducteurs électrothermiques, dans lequel ledit circuit de réglage règle la largeur de grille sur la base de la valeur de résistance de ladite résistance. The printhead substrate according to claim 5, further comprising a resistance having a value representative of resistance values of the electrothermal transducers, wherein said setting circuit sets the gate width on the basis of the resistance value of said resistance.
  7. 7
    Druckkopfsubstrat gemäß Anspruch 5, wobei der MOS-Transistor aus einer Vielzahl von kleinen MOS- Transistoren gebildet ist, die mit dem elektrothermischen Wandler verbunden sind und unterschiedliche Gate- Breiten aufweisen, und die Einstellschaltung die Gate- Breite durch Einstellen der Ansteueranzahl der kleinen MOS- Transistoren einstellt. Substrat de tête d'impression selon la revendication 5, dans lequel le transistor MOS est formé de multiples petits transistors MOS qui sont connectés au transducteur électrothermique et ont des largeurs de grille différentes, et ledit circuit de réglage règle la largeur de grille en réglant le nombre d'attaques des petits transistors MOS. The printhead substrate according to claim 5, wherein the MOS transistor is formed from a plurality of small MOS transistors which are connected to the electrothermal transducer and have different gate widths, and said setting circuit sets the gate width by setting the driving number of the small MOS transistors.
  8. 8
    Druckkopfsubstrat gemäß Anspruch 7, wobei die Ansteueranzahl der kleinen MOS- Transistoren durch eine Summe eines Stromwerts auf der Grundlage des darstellenden Widerstandswerts und von Sättigungsströmen der kleinen MOS- Transistoren eingestellt ist. Substrat de tête d'impression selon la revendication 7, dans lequel le nombre d'attaques des petits transistors MOS est réglé par une somme d'une valeur de courant basée sur la valeur de résistance représentative et de courants de saturation des petits transistors MOS. The printhead substrate according to claim 7, wherein the driving number of the small MOS transistors is set by a sum of a current value based on the representative resistance value and saturation currents of the small MOS transistors.
  9. 9
    Druckkopfsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei der elektrothermische Wandler im Wesentlichen gleichwertig mit der gemeinsamen Verdrahtungsleitung verbunden ist. Substrat de tête d'impression selon la revendication 1, dans lequel ledit transducteur électrothermique est connecté de façon sensiblement équivalente à ladite ligne commune de câblage. The printhead substrate according to claim 1, wherein said electrothermal transducer is substantially equivalently connected to said common wire line.
  10. 10
    Druckkopfsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei die gemeinsame Verdrahtungsleitung mit den elektrothermischen Wandlern als eine einzelne Verdrahtungsleitung ohne Abzweigung verbunden ist. Substrat de tête d'impression selon la revendication 1, dans lequel ladite ligne commune de câblage est connectée aux transducteurs électrothermiques sous la forme d'une ligne à fil unique sans dérivation. The printhead substrate according to claim 1, wherein said common wire line is connected to the electrothermal transducers as a single wire line without branch out.
  11. 11
    Druckkopfsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei die gemeinsame Verdrahtungsleitung anschlussleistenartig ist. Substrat de tête d'impression selon la revendication 1, dans lequel ladite ligne commune de câblage est analogue à une bande. The printhead substrate according to claim 1, wherein said common wire line is strip-like.
  12. 12
    A printhead (3) using a printhead substrate (1100) according to any of claims 1 to 11. Druckkopf (3), der ein Druckkopfsubstrat (1100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 verwendet. Tête d'impression (3) utilisant un substrat (1100) de tête d'impression selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
  13. 13
    Druckkopf gemäß Anspruch 12, weiterhin mit einem nicht- flüchtigen Speicher (2112), der eine Elektrothermalwandleransteuerspannung des Druckkopfsubstrats, einen Stromwert, eine Ansteuerimpulsbreite und MOS- Transistoren- Gate- Breiteneinstellinformationen speichert. The printhead according to claim 12, further comprising a non-volatile memory (2112) which stores a electrothermal transducer driving voltage of the printhead substrate, a current value, a driving pulse width, and MOS transistor gate width setting information. Tête d'impression selon la revendication 12, comportant en outre une mémoire non volatile (2112) qui stocke une tension d'attaque de transducteur électrothermique du substrat de tête d'impression, une valeur de courant, une largeur d'impulsion d'attaque et une information de réglage de largeur de grille de transistor MOS.
  14. 14
    Druckkopf gemäß Anspruch 12, wobei der Druckkopf einen Tintenstrahldruckkopf beinhaltet. The printhead according to claim 12, wherein the printhead includes an inkjet printhead. Tête d'impression selon la revendication 12, laquelle tête d'impression comprend une tête d'impression à jet d'encre.
  15. 15
    Druckkopf gemäß Anspruch 14, wobei ein elektrothermischer Wandler in dem Tintenstrahldruckkopf auf Tinte anzuwendende thermische Energie erzeugt, um Tinte unter Verwendung der thermischen Energie auszustoßen. The printhead according to claim 14, wherein an electrothermal transducer in the inkjet printhead generates thermal energy to be applied to ink in order to discharge ink by using the thermal energy. Tête d'impression selon la revendication 14, dans laquelle un transducteur électrothermique dans la tête d'impression à jet d'encre génère de l'énergie thermique devant être appliquée à de l'encre afin de décharger de l'encre en utilisant l'énergie thermique.
  16. 16
    A head cartridge using a printhead according to claim 14 and an ink tank containing ink to be supplied to the printhead. Cartouche de tête utilisant une tête d'impression selon la revendication 14 et un réservoir d'encre contenant de l'encre devant être fournie à la tête d'impression. Kopfeinsatz, der einen Druckkopf gemäß Anspruch 14 und einen Tintentank, der dem Druckkopf zuzuführende Tinte beinhaltet, verwendet.
  17. 17
    A printing apparatus comprising a printhead according to any of claims 12 to 15 or a head cartridge according to claim 16. Appareil d'impression comportant une tête d'impression selon l'une quelconque des revendications 12 à 15 ou une cartouche de tête selon la revendication 16. Druckvorrichtung mit einem Druckkopf gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15 oder einem Kopfeinsatz gemäß Anspruch 16.
  18. 18
    Appareil d'impression selon la revendication 17, comportant en outre un moyen destiné à régler une largeur de grille d'un transistor MOS, et à appliquer une tension d'alimentation en énergie et une impulsion d'attaque à un transducteur électrothermique sur la base d'une information de réglage de tête d'impression de la tête d'impression. Druckvorrichtung gemäß Anspruch 17, weiterhin mit einer Einrichtung zum Einstellen einer Gate- Breite eines MOS- Transistors und zum Anlegen einer Energieversorgungsspannung und eines Ansteuerimpulses an einen elektrothermischen Wandler auf der Grundlage von Druckkopfeinstellinformationen des Druckkopfs. The printing apparatus according to claim 17, further comprising means for setting a gate width of a MOS transistor, and applying a power supply voltage and a driving pulse to a electrothermal transducer on the basis of printhead setting information of the printhead.
  19. 19
    A printhead driving method of driving a printhead according to claim 12, comprising the step of:driving a plurality of driving elements (1107;2102) at a constant current (IDS) when time-divisionally dividing a plurality of electrothermal transducers (RH, 1103;2101) into a plurality of blocks and driving the plurality of electrothermal transducers. Druckkopfansteuerverfahren zum Ansteuern eines Druckkopfs gemäß Anspruch 12, mit dem Schritt: Ansteuern einer Vielzahl von Ansteuerelementen (1107;2102) auf einen konstanten Strom (IDS) bei zeitgeteiltem Unterteilen einer Vielzahl von elektrothermischen Wandlern (RH, 1103;2101) in eine Vielzahl von Blöcken und Ansteuern der Vielzahl von elektrothermischen Wandlern. Procédé d'attaque d'une tête d'impression destiné à attaquer une tête d'impression selon la revendication 12, comprenant l'étape qui consiste : à attaquer de multiples éléments d'attaque (1107 ;2102) avec un courant constant (IDS) lors d'une division par répartition dans le temps de multiples transducteurs électrothermiques (RH, 1103 ;2101) en de multiples blocs et à attaquer les multiples transducteurs électrothermiques.
  20. 20
    Procédé selon la revendication 19, comprenant en outre :une étape de mesure consistant à mesurer une valeur d'une résistance (RH) représentative de valeurs de résistance des multiples transducteurs électrothermiques agencés sur un substrat (1100) de tête d'impression,une étape de réglage consistant à régler une largeur de grille d'un transistor MOS lors de l'attaque d'un transducteur électrothermique, reflétant la valeur de résistance mesurée à ladite étape de mesure, etune étape de commande consistant à commander le fonctionnement du transistor MOS dans une région de saturation en appliquant une tension au transducteur électrothermique sur la base d'une condition de réglage. The method according to claim 19, further comprising: a measurement step of measuring a value of a resistance (RH) representative of resistance values of the plurality of electrothermal transducers arranged on a printhead substrate (1100),a setting step of setting a gate width of a MOS transistor when driving one electrothermal transducer, reflecting the resistance value measured at said measurement step, anda control step of controlling to operate the MOS transistor in a saturation region by applying a voltage to the electrothermal transducer on the basis of a setting condition. Verfahren gemäß Anspruch 19, weiterhin mit: einem Messschritt zum Messen eines Werts eines Widerstands (RH), der Widerstandswerte der Vielzahl von elektrothermischen Wandlern darstellt, die auf einem Druckkopfsubstrat (1100) eingerichtet sind,einem Einstellschritt zum Einstellen einer Gate-Breite eines MOS- Transistors bei Ansteuern eines elektrothermischen Wandlers, wobei der bei dem Messschritt gemessene Widerstandswert widergespiegelt wird, undeinem Steuerschritt zum Steuern, um den MOS-Transistor in einem Sättigungsbereich durch Anlegen einer Spannung an den elektrothermischen Wandler auf der Grundlage einer Einstellbedingung zu betreiben.
Independent claims20