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JP3741214B2 - Liquid ejection device - Google Patents

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JP3741214B2
JP3741214B2 JP2002334220A JP2002334220A JP3741214B2 JP 3741214 B2 JP3741214 B2 JP 3741214B2 JP 2002334220 A JP2002334220 A JP 2002334220A JP 2002334220 A JP2002334220 A JP 2002334220A JP 3741214 B2 JP3741214 B2 JP 3741214B2
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体吐出部を複数並設したヘッドを備える液体吐出装置において、液体吐出部からの液体の吐出方向を偏向させるとともに、回路全体の簡略化（小型化）を図る技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液体吐出部を複数並設したヘッドを備える液体吐出装置の一例として、インクジェットプリンタが知られている。また、インクジェットプリンタのインクの吐出方式の１つとして、熱を用いてインク液滴を吐出させるサーマル方式が知られている。
【０００３】
このサーマル方式のヘッドの構造の一例としては、インク液室のインクを、インク液室内に配置された発熱素子（発熱抵抗体）で加熱し、発熱素子上のインクに気泡を発生させ、この気泡発生時のエネルギーによってインクを吐出させるものが挙げられる。そして、ノズルは、インク液室の上面側に形成され、インク液室内のインクに気泡が発生したときに、ノズルからインクが吐出されるように構成されている。
【０００４】
さらにまた、ヘッド構造の観点からは、ヘッドを印画紙幅方向に移動させて印画を行うシリアル方式と、多数のヘッドを印画紙幅方向に並べて配置し、印画紙幅分のラインヘッドを形成したライン方式とが挙げられる。
【０００５】
図１５は、従来のラインヘッド１０を示す平面図である。図１５では、４つのヘッド１（「Ｎ−１」、「Ｎ」、「Ｎ＋１」、「Ｎ＋２」）を図示しているが、実際にはさらに多数のヘッド１が並設されている。
【０００６】
ヘッド１は、上述のインク液室、発熱素子及びノズル１ａを複数（通常は、およそ１００個単位の規模）並設したものであり、ラインヘッド１０は、ヘッド１を特定方向（印画紙幅方向）に複数配置したものである。
さらに、特定方向において隣同士となるヘッド１は、特定方向に延在する１つのインク流路２を隔てて一方側と他方側とに配置されるとともに、一方側のヘッド１と他方側のヘッド１とは、対向するように、すなわちノズル１ａが向き合うように配列（いわゆる千鳥配列）される。さらに、この隣同士となるヘッド１間においては、Ａ部詳細に示すように、ノズル１ａのピッチが連続するように配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３６５２２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の従来の技術では、以下の問題点があった。
先ず、ヘッド１からインクを吐出する際、インクは、ヘッド１表面に対して垂直に吐出されるのが理想的である。しかし、種々の要因により、インクの吐出角度が垂直にならない場合がある。
【０００９】
例えば、インク液室及び発熱素子を有するヘッドチップ上に、ノズル１ａが形成されたノズルシートを貼り合わせる場合、ノズルシートの貼付け位置ずれが問題となる。インク液室及び発熱素子の中心軸とノズル１ａの中心軸とが一致するようにノズルシートが貼り付けられれば、インクは、インクの吐出面（ノズルシート面）に垂直に吐出されるが、インク液室及び発熱素子の中心軸と、ノズル１ａの中心軸とに位置ずれが生じると、インクは、吐出面に対して垂直に吐出されなくなる。また、インク液室及び発熱素子と、ノズルシートとの熱膨張率の差による位置ずれも生じ得る。
【００１０】
このようなインクの吐出角度のずれが生じたときには、シリアル方式の場合では、インクの着弾ピッチずれとなって現れる。さらに、ライン方式では、上記の着弾ピッチずれに加え、ヘッド１間の着弾位置ずれとなって現れる。
【００１１】
図１６は、図１５で示したラインヘッド１０での印画状態を示す断面図及び平面図である。図１６において、印画紙Ｐを固定して考えると、ラインヘッド１０は、印画紙Ｐの幅方向には移動せず、平面図において上から下に移動して印画を行う。
【００１２】
図１６の断面図では、ラインヘッド１０のうち、Ｎ番目、Ｎ＋１番目、及びＮ＋２番目の３つのヘッド１を図示している。
断面図において、Ｎ番目のヘッド１では、矢印で示すように図中、左方向にインクが傾斜して吐出され、Ｎ＋１番目のヘッド１では、矢印で示すように図中、右方向にインクが傾斜して吐出され、Ｎ＋２番目のヘッド１では、矢印で示すように吐出角度のずれがなく垂直にインクが吐出されている例を示している。
【００１３】
したがって、Ｎ番目のヘッド１では、基準位置より左側にずれてインクが着弾され、Ｎ＋１番目のヘッド１では、基準位置より右側にずれてインクが着弾される。よって、両者間は、互いに遠ざかる方向にインクが着弾される。この結果、Ｎ番目のヘッド１と、Ｎ＋１番目のヘッド１との間には、インクが吐出されない領域が形成される。そして、ラインヘッド１０は、印画紙Ｐの幅方向には移動せず、平面図において矢印方向に移動されるだけである。これにより、Ｎ番目のヘッド１と、Ｎ＋１番目のヘッド１との間には、白スジＢが入ってしまい、印画品位が低下するという問題があった。
【００１４】
また、上記と同様に、Ｎ＋１番目のヘッド１では、基準位置より右側にずれてインクが着弾されるので、Ｎ＋１番目のヘッド１と、Ｎ＋２番目のヘッド１との間には、インクが重なる領域が形成される。これにより、画像が不連続になったり、本来の色より濃い色となって重なりスジＣが入ってしまい、印画品位が低下するという問題があった。
【００１５】
なお、以上のようなインクの着弾位置ずれが生じた場合において、スジが目立つか否かは、印画される画像によっても左右される。例えば、文書等では、空白部分が多いので、仮にスジが入ってもさほど目立たない。これに対し、印画紙のほぼ全領域にフルカラーで写真画像を印画する場合には、わずかなスジが入ってもそれが目立つようになる。
【００１６】
そこで、本件出願人により、液体の吐出方向を偏向させることにより、上記スジ（白スジＢや重なりスジＣ）を目立たなくする技術が提案されている（特願２００２−１１２９４７、及び特願２００２−１６１９２８）。
さらに、これらの技術において、液体の吐出方向を偏向させるための手段をヘッドに組み込む場合の回路形態が提案されている（特願２００２−２３９７９７）。
【００１７】
本件発明者らは、上記回路を実際のヘッドに搭載し、現に、３００ｄｐｉの解像度を有するヘッドを製作した。この結果、インクの吐出方向を偏向させるための回路が複雑であるので、１つのノズル当たりの回路に必要な面積が大きくなることが判明した。このため、６００ｄｐｉ以上の高解像度のヘッドに上記回路を搭載すると、ヘッドのサイズが大きくなってしまうので、実装の面からもコストの面からも、改良が望まれていた。
【００１８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、特願２００２−２３９７９７で提案した技術をさらに改良し、回路全体の簡略化（小型化）を図ることにより、６００ｄｐｉ以上の高解像度のヘッドにも対応できるようにすることである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つである請求項１の発明は、吐出すべき液体を収容する液室と、前記液室内に配置されるとともに電流の供給により前記液室内の液体に気泡を発生させる発熱素子と、前記発熱素子による前記気泡の生成に伴って前記液室内の液体を吐出させるためのノズルとを含む液体吐出部を特定方向に複数並設したヘッドを備える液体吐出装置であって、１つの前記液室内には、直列に接続された複数の前記発熱素子が前記特定方向に並設されており、１つの前記液室内における全ての前記発熱素子に同一量の電流を流すことで、前記ノズルから液体を吐出するように制御する主操作制御手段と、１つの前記液室内における全ての前記発熱素子に電流を流すとともに、少なくとも１つの前記発熱素子と、他の少なくとも１つの前記発熱素子に流れる電流量に差異を設け、その差異によって、前記主操作制御手段により吐出される液体の吐出方向に対して前記特定方向に偏向させるように制御する副操作制御手段とを備え、前記特定方向に並設された複数の前記液体吐出部を複数のブロックに分けるとともに、各前記ブロックに複数の前記液体吐出部が属するようにし、各前記液体吐出部ごとに設けられた専用回路と、各前記ブロックごとに設けられ、前記ブロックに属する複数の前記液体吐出部が共有する回路であって、前記主操作制御手段又は前記副操作制御手段の少なくとも一部を含み、前記ブロックに属するいずれか１つの前記液体吐出部から液体を吐出させるための共通回路とを備えることを特徴とする。
【００２０】
（作用）
上記発明においては、液体吐出部を特定方向に並設したヘッドにおいて、複数の液体吐出部が複数のブロックに分けられ、各液体吐出部ごとに設けられる専用回路と、各ブロックごとに設けられる共通回路とを備える。
そして、いずれかの液体吐出部から液体を吐出するときには、液体を吐出する液体吐出部の専用回路を駆動させるとともに、その液体吐出部が属するブロックの共通回路を駆動させる。
【００２１】
ここで、液体吐出部から液体を吐出すると、その液体吐出部の近隣に位置する液体吐出部に影響を与える。例えば、液体の吐出時の波動が液体を介して近隣の液体吐出部に伝わり、メニスカスの変動等の影響を与える。このため、近隣に位置する液体吐出部がほぼ同時に液体を吐出しないように制御する。
【００２２】
よって、例えば連続して並設されている複数の液体吐出部を１つのブロックに属するようにし、ブロック内では、複数の液体吐出部からほぼ同時に液体を吐出しないようにし、いずれか１つの液体吐出部から液体を吐出させることで、液体の吐出時に近隣の液体吐出部に影響を及ぼすことを防止することができる。そして、このように制御する場合には、液体を吐出するための回路の少なくとも一部は、複数の液体吐出部に１つの共通回路として設ければ足りるので、ヘッド全体として、回路の簡略化を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による液体吐出装置を適用したインクジェットプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）のヘッド１１を示す分解斜視図である。図１において、ノズルシート１７は、バリア層１６上に貼り合わされるが、このノズルシート１７を分解して図示している。
【００２４】
ヘッド１１において、基板部材１４は、シリコン等から成る半導体基板１５と、この半導体基板１５の一方の面に析出形成された発熱抵抗体１３（本発明における発熱素子に相当するもの）とを備えるものである。発熱抵抗体１３は、半導体基板１５上に形成された導体部（図示せず）を介して、後述する回路と電気的に接続されている。
【００２５】
また、バリア層１６は、例えば、感光性環化ゴムレジストや露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、半導体基板１５の発熱抵抗体１３が形成された面の全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要な部分が除去されることにより形成されている。
さらにまた、ノズルシート１７は、複数のノズル１８が形成されたものであり、例えば、ニッケルによる電鋳技術により形成され、ノズル１８の位置が発熱抵抗体１３の位置と合うように、すなわちノズル１８が発熱抵抗体１３に対向するようにバリア層１６の上に貼り合わされている。
【００２６】
インク液室１２（本発明における液室に相当するもの）は、発熱抵抗体１３を囲むように、基板部材１４とバリア層１６とノズルシート１７とから構成されたものである。すなわち、基板部材１４は、図中、インク液室１２の底壁を構成し、バリア層１６は、インク液室１２の側壁を構成し、ノズルシート１７は、インク液室１２の天壁を構成する。これにより、インク液室１２は、図１中、右側前方面に開口面を有し、この開口面とインク流路（図示せず）とが連通される。
【００２７】
上記の１個のヘッド１１には、通常、１００個単位の複数の発熱抵抗体１３、及び各発熱抵抗体１３を備えたインク液室１２を備え、プリンタの制御部からの指令によってこれら発熱抵抗体１３のそれぞれを一意に選択して発熱抵抗体１３に対応するインク液室１２内のインクを、インク液室１２に対向するノズル１８から吐出させることができる。
【００２８】
すなわち、ヘッド１１と結合されたインクタンク（図示せず）から、インク液室１２にインクが満たされる。そして、発熱抵抗体１３に短時間、例えば、１〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより、発熱抵抗体１３が急速に加熱され、その結果、発熱抵抗体１３と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる（インクが沸騰する）。これによって、ノズル１８に接する部分の上記押しのけられたインクとほぼ同等の体積のインクがインク液滴としてノズル１８から吐出され、印画紙上に着弾される。
【００２９】
なお、本明細書において、１つのインク液室１２と、このインク液室１２内に配置された発熱抵抗体１３と、その上部に配置されたノズル１８とから構成される部分を、「インク吐出部（液体吐出部）」と称する。すなわち、ヘッド１１は、複数のインク吐出部を並設したものといえる。
また、ヘッド１１のうちノズルシート１７を除く部分（半導体基板１５上にインク液室１２と発熱抵抗体１３とが形成されたもの）を、「ヘッドチップ」と称する。すなわち、ヘッドチップ上にノズルシート１７が貼り合わされたものがヘッド１１である。
【００３０】
なお、複数のヘッド１１を印画紙幅方向に並べて、図１５で示したようなラインヘッドを形成する場合には、複数のヘッドチップを並べた後、１枚のノズルシート１７（各ヘッドチップの全てのインク液室１２に対応する位置にノズル１８が形成されたもの）を貼り合わせて、ラインヘッドを形成する。
【００３１】
図２は、ヘッド１１における発熱抵抗体１３の配置をより詳細に示す平面図及び側面の断面図である。図２の平面図では、ノズル１８を１点鎖線で図示している。
図２に示すように、本実施形態のヘッド１１では、１つのインク液室１２内に、分割された２つの発熱抵抗体１３が並設されている。さらに、分割された２つの発熱抵抗体１３の並び方向は、ノズル１８の並び方向（図２中、左右方向）である。
【００３２】
このように、１つの発熱抵抗体１３を縦割りにした２分割型のものでは、長さが同じで幅が半分になるので、発熱抵抗体１３の抵抗値は、倍の値になる。この２つに分割された発熱抵抗体１３を直列に接続すれば、２倍の抵抗値を有する発熱抵抗体１３が直列に接続されることとなり、抵抗値は４倍となる（なお、この値は、図２において並設されている各発熱抵抗体１３間の距離（ギャップ）を考慮しない場合の計算値である）。
【００３３】
ここで、インク液室１２内のインクを沸騰させるためには、発熱抵抗体１３に一定の電力を加えて発熱抵抗体１３を加熱する必要がある。この沸騰時のエネルギーにより、インクを吐出させるためである。そして、抵抗値が小さいと、流す電流を大きくする必要があるが、発熱抵抗体１３の抵抗値を高くすることにより、少ない電流で沸騰させることができるようになる。
【００３４】
これにより、電流を流すためのトランジスタ等の大きさも小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。なお、発熱抵抗体１３の厚みを薄く形成すれば抵抗値を高くすることができるが、発熱抵抗体１３として選定される材料や強度（耐久性）の観点から、発熱抵抗体１３の厚みを薄くするには一定の限界がある。このため、厚みを薄くすることなく、分割することで、発熱抵抗体１３の抵抗値を高くしている。
【００３５】
また、１つのインク液室１２内に２つに分割された発熱抵抗体１３を備えた場合には、各々の発熱抵抗体１３がインクを沸騰させる温度に到達するまでの時間（気泡発生時間）を同時にするのが通常である。２つの発熱抵抗体１３の気泡発生時間に時間差が生じると、インクの吐出角度は垂直でなくなり、インクの吐出方向は偏向する。
【００３６】
図３は、インクの吐出方向の偏向を説明する図である。図３において、インク液滴ｉの吐出面に対して垂直にインク液滴ｉが吐出されると、図３中、点線で示す矢印のように偏向なくインク液滴ｉが吐出される。これに対し、インク液滴ｉの吐出方向が偏向して、吐出角度が垂直位置からθだけずれると（図３中、Ｚ１又はＺ２方向）、吐出面と印画紙Ｐ面（インク液滴ｉの着弾面）までの間の距離をＨとしたとき、インク液滴ｉの着弾位置は、
ΔＬ＝Ｈ×ｔａｎθ
だけずれることとなる。
【００３７】
図４（ａ）、（ｂ）は、２分割した発熱抵抗体１３のインクの気泡発生時間差と、インクの吐出角度との関係を示すグラフであり、コンピュータによるシミュレーション結果を示すものである。このグラフにおいて、Ｘ方向（グラフ縦軸θｘで示すＸ方向。注意；グラフの横軸の意味ではない。）は、ノズル１８の並び方向（発熱抵抗体１３の並設方向）であり、Ｙ方向（グラフ縦軸θｙで示すＹ方向。注意；グラフの横軸の意味ではない。）は、Ｘ方向に垂直な方向（印画紙の搬送方向）である。また、図４（ｃ）は、２分割した発熱抵抗体１３のインクの気泡発生時間差として、２分割した発熱抵抗体１３間の電流量の差、すなわち、偏向電流を横軸に、インクの吐出角度（Ｘ方向）として、インクの着弾位置での偏向量（ノズル〜着弾位置間距離を約２ｍｍとして実測）を縦軸にした場合の実測値データである。図４（ｃ）では、発熱抵抗体１３の主電流を８０ｍＡとして、片方の発熱抵抗体１３に前記偏向電流を重畳し、インクの偏向吐出を行った。
【００３８】
ノズル１８の並び方向に２分割した発熱抵抗体１３の気泡発生に時間差を有する場合には、図４に示すように、インクの吐出角度が垂直でなくなり、ノズル１８の並び方向におけるインクの吐出角度θｘ（垂直からのずれ量であって、図３のθに相当するもの）は、気泡発生時間差とともに大きくなる。
そこで、本実施形態では、この特性を利用し、２分割した発熱抵抗体１３を設け、各発熱抵抗体１３に流す電流量を変えることで、２つの発熱抵抗体１３上の気泡発生時間に時間差が生じるように制御して、インクの吐出方向を偏向させるようにしている。
【００３９】
さらに、例えば２分割した発熱抵抗体１３の抵抗値が製造誤差等により同一値になっていない場合には、２つの発熱抵抗体１３に気泡発生時間差が生じるので、インクの吐出角度が垂直でなくなり、インクの着弾位置が本来の位置からずれる。しかし、２分割した発熱抵抗体１３に流す電流量を変えることにより、各発熱抵抗体１３上の気泡発生時間を制御し、２つの発熱抵抗体１３の気泡発生時間を同時にすれば、インクの吐出角度を垂直にすることも可能となる。
【００４０】
インクの吐出方向を偏向させる場合には、第１に、ヘッド１１全体のインクの吐出方向を偏向させることが挙げられる。図１６を例に挙げると、Ｎ番目のヘッド１から吐出するインクの吐出方向を図１６中、右側に偏向させて印画紙Ｐ面に垂直にインクが吐出されるようにするとともに、Ｎ＋１番目のヘッド１から吐出するインクの吐出方向を図１６中、左側に偏向させて印画紙Ｐ面に垂直にインクが吐出されるようにすることができる。
【００４１】
また第２に、１つのヘッド１１において、１又は２以上の特定のノズル１８からのインクの吐出方向だけを偏向させることが挙げられる。例えば、１つのヘッド１１において、製造誤差等により特定のノズル１８からのインクの吐出方向が、他のノズル１８からのインクの吐出方向に対して平行でない場合には、その特定のノズル１８からのインクの吐出方向だけを偏向させて、他のノズル１８からのインクの吐出方向に対して平行になるように補正することができる。
【００４２】
さらに第３に、以下のようにインクの吐出方向を偏向させることができる。
例えば、隣接するノズルＮとノズル（Ｎ＋１）とからインク液滴を吐出する場合において、ノズルＮ及びノズル（Ｎ＋１）からそれぞれインク液滴が偏向なく吐出されたときの着弾位置を、それぞれ着弾位置ｎ及び着弾位置（ｎ＋１）とする。この場合には、ノズルＮからインク液滴を偏向なく吐出して着弾位置ｎに着弾させることができるとともに、インク液滴の吐出方向を偏向させて着弾位置（ｎ＋１）にインク液滴を着弾させることもできる。
同様に、ノズル（Ｎ＋１）からインク液滴を偏向なく吐出して着弾位置（ｎ＋１）に着弾させることができるとともに、インク液滴の吐出方向を偏向させて着弾位置ｎにインク液滴を着弾させることもできる。
【００４３】
このようにすることにより、例えばノズル（Ｎ＋１）に目詰まり等が生じてインク液滴を吐出することができなくなった場合には、本来であれば、着弾位置（ｎ＋１）にはインク液滴を着弾させることができず、ドット欠けが生じ、そのヘッド１１は不良とされてしまう。
しかし、このような場合には、ノズル（Ｎ＋１）に隣接する他のノズルＮ、又はノズル（Ｎ＋２）によりインク液滴を偏向させて吐出し、インク液滴を着弾位置（ｎ＋１）に着弾させることが可能となる。
【００４４】
次に、インク液滴の吐出方向を制御する（偏向させる）手段について説明する。
本実施形態では、インク液室１２内の２分割された発熱抵抗体１３は、直列に接続されている。そして、この直列に接続された複数の発熱抵抗体１３に同一量の電流を流すことで、ノズル１８からインク液滴を吐出するように制御する主操作制御手段と、各インク吐出部ごとに設けられ、直列に接続された２つの発熱抵抗体１３間（３つ以上の発熱抵抗体１３が直列に接続された場合にあっては、少なくとも１つの発熱抵抗体１３間）に接続された１又は２以上のカレントミラー回路（以下、「ＣＭ回路」という。）を含み、このＣＭ回路を介して発熱抵抗体１３間に電流を流入するか又は発熱抵抗体１３間から電流を流出させることにより、各発熱抵抗体１３に流れる電流量に差異を設け、その差異によって、主操作制御手段により吐出されるインク液滴の吐出方向に対してノズル１８（インク吐出部）の並び方向に偏向させるように制御する副操作制御手段とを備えている。
【００４５】
先ず、本実施形態の吐出制御回路を説明するに先立ち、その土台となる吐出制御回路（特願２００２−２３９７９７で示したもの）について説明する。
図５は、主操作制御手段、及びＣＭ回路を有する副操作制御手段を含む吐出制御回路５０を示す図であり、特願２００２−２３９７９７で示したものである。図５の吐出制御回路５０では、主操作制御手段に対応する部分を１点鎖線で囲んでおり、副操作制御手段に対応する部分を２点鎖線で囲んでいる。
図５において、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂは、上述した、２分割された発熱抵抗体１３の抵抗であり、両者は直列に接続されている。抵抗電源Ｖｈは、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂに電圧を与えるための電源である。
【００４６】
吐出制御回路５０は、トランジスタとしてＭ１〜Ｍ２１を備えている。トランジスタＭ４、Ｍ６、Ｍ９、Ｍ１１、Ｍ１４、Ｍ１６、Ｍ１９及びＭ２１はＰＭＯＳトランジスタであり、その他はＮＭＯＳトランジスタである。トランジスタＭ４及びＭ６、トランジスタＭ９及びＭ１１、トランジスタＭ１４及びＭ１６、並びにトランジスタＭ１９及びＭ２１が、それぞれＣＭ回路を構成するものである。よって、吐出制御回路５０は、４組のＣＭ回路を備えている。
【００４７】
例えばトランジスタＭ４及びＭ６からなるＣＭ回路では、トランジスタＭ６のゲートとドレイン、及びトランジスタＭ４のゲートが接続されているので、トランジスタＭ４とＭ６には常に同じ電圧がかかり、ほぼ同じ電流が流れるように構成されている。他のＣＭ回路も同様である。
また、トランジスタＭ３及びＭ５は、トランジスタＭ４及びＭ６からなるＣＭ回路の差動アンプ、すなわちスイッチング素子（本発明における第２スイッチング素子に相当するもの）として機能するものである。ここで、第２スイッチング素子は、ＣＭ回路を介して抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂ間に電流を流入するか又は抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂ間から電流を流出させるためのものである。
また、トランジスタＭ８及びＭ１０、トランジスタＭ１３及びＭ１５、並びにトランジスタＭ１８及びＭ２０は、それぞれ、トランジスタＭ９及びＭ１１、トランジスタＭ１４及びＭ１６、並びにトランジスタＭ１９及びＭ２１からなるＣＭ回路の第２スイッチング素子である。
【００４８】
トランジスタＭ４及びＭ６からなるＣＭ回路と、第２スイッチング素子であるトランジスタＭ３及びＭ５において、トランジスタＭ４とＭ３、及びトランジスタＭ６とＭ５のドレイン同士が接続されている。他の第２スイッチング素子も同様である。
【００４９】
さらにまた、ＣＭ回路の一部を構成するトランジスタＭ４、Ｍ９、Ｍ１４及びＭ１９のドレイン、並びにトランジスタＭ３、Ｍ８、Ｍ１３及びＭ１８のドレインは、抵抗Ｒｈ−ＡとＲｈ−Ｂとの中点に接続されている。
【００５０】
また、トランジスタＭ２、Ｍ７、Ｍ１２及びＭ１７は、それぞれ、各ＣＭ回路の定電流源となるものであり、そのドレインがそれぞれトランジスタＭ３、Ｍ８、Ｍ１３及びＭ１８のソース及びバックゲートに接続されている。
さらにまた、トランジスタＭ１は、そのドレインが抵抗Ｒｈ−Ｂと直列に接続され、吐出実行入力スイッチＡが１（ＯＮ）になったときにＯＮになり、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂに電流を流すように構成されている。すなわち、トランジスタＭ１は、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂへの電流の供給をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子（本発明における第１スイッチング素子に相当するもの）として機能するものである。
【００５１】
また、ＡＮＤゲートＸ１〜Ｘ９の出力端子は、それぞれトランジスタＭ１、Ｍ３、Ｍ５、・・のゲートに接続されている。なお、ＡＮＤゲートＸ１〜Ｘ７は、２入力タイプのものであるが、ＡＮＤゲートＸ８及びＸ９は、３入力タイプのものである。ＡＮＤゲートＸ１〜Ｘ９の入力端子の少なくとも１つは、吐出実行入力スイッチＡと接続されている。
【００５２】
さらにまた、ＸＮＯＲゲートＸ１０、Ｘ１２、Ｘ１４及びＸ１６のうち、１つの入力端子は、偏向方向切替えスイッチＣと接続されており、他の１つの入力端子は、偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３、又は吐出角補正スイッチＳと接続されている。
偏向方向切替えスイッチＣ（偏向方向切替え手段）は、インク液滴の吐出方向を、ノズル１８の並び方向において、どちら側に偏向させるかを切り替えるためのスイッチである。偏向方向切替えスイッチＣが１（ＯＮ）になると、ＸＮＯＲゲートＸ１０の一方の入力が１になる。
また、偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３は、それぞれ、インク液滴の吐出方向を偏向させるときの偏向量を決定するためのスイッチであり、例えば入力端子Ｊ３が１（ＯＮ）になると、ＸＮＯＲゲートＸ１０の入力の１つが１になる。
【００５３】
さらに、ＸＮＯＲゲートＸ１０〜Ｘ１６の各出力端子は、ＡＮＤゲートＸ２、Ｘ４、・・の１つの入力端子に接続されるとともに、ＮＯＴゲートＸ１１、Ｘ１３、・・を介してＡＮＤゲートＸ３、Ｘ５、・・の１つの入力端子に接続されている。また、ＡＮＤゲートＸ８及びＸ９の入力端子の１つは、吐出角補正スイッチＫと接続されている。
【００５４】
さらにまた、偏向振幅制御端子Ｂは、各ＣＭ回路の定電流源となるトランジスタＭ２、Ｍ７、・・の電流値を決める端子であり、トランジスタＭ２、Ｍ７、・・のゲートにそれぞれ接続されている。偏向振幅制御端子Ｂに適当な電圧（Ｖｘ）が印加されると、トランジスタＭ２、Ｍ７、・・のゲートにＶｇｓ（ゲート−ソース間電圧）が与えられるので、トランジスタＭ２、Ｍ７、・・に電流が流れる。ここで、トランジスタＭ２、Ｍ７、・・は各々並列に接続されているトランジスタ数が異なるので、図５中、各トランジスタＭ２、Ｍ７、・・の括弧内に示された数の比率で、それぞれ、トランジスタＭ３からＭ２、トランジスタＭ８からＭ７、・・に電流が流れるようになる。
【００５５】
また、抵抗Ｒｈ−Ｂに接続されたトランジスタＭ１のソース、及び各ＣＭ回路の定電流源となるトランジスタＭ２、Ｍ７、・・のソースは、グラウンド（ＧＮＤ）に接地されている。
【００５６】
以上の構成において、各トランジスタＭ１〜Ｍ２１にかっこ書で付した「×Ｎ（Ｎ＝１、２、４、又は５０）」の数字は、素子の並列状態を示し、例えば「×１」（Ｍ１２〜Ｍ２１）は、標準の素子を有することを示し、「×２」（Ｍ７〜Ｍ１１）は、標準の素子２個を並列に接続したものと等価な素子を有することを示す。以下、「×Ｎ」は、標準の素子Ｎ個を並列に接続したものと等価な素子を有することを示している。
【００５７】
これにより、トランジスタＭ２、Ｍ７、Ｍ１２、及びＭ１７は、それぞれ「×４」、「×２」、「×１」、「×１」であるので、これらのトランジスタのゲートとグラウンド間に適当な電圧を与えると、それぞれのドレイン電流は、４：２：１：１の比率になる。
【００５８】
次に、吐出制御回路５０の動作について説明するが、最初に、トランジスタＭ４及びＭ６からなるＣＭ回路と、そのスイッチング素子であるトランジスタＭ３及びＭ５のみに着目して説明する。
吐出実行入力スイッチＡは、インク液滴を吐出するときだけ１（ＯＮ）になる。また、本実施形態では、１つのノズル１８からインク液滴を吐出するときには、１．５μｓ（１／６４）の期間のみ吐出実行入力スイッチＡが１（ＯＮ）にされ、抵抗電源Ｖｈ（５Ｖ）から抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂに電力が供給される。また、９４．５μｓ（６３／６４）は、吐出実行入力スイッチＡは０（ＯＦＦ）にされて、インク液滴を吐出したインク吐出部のインク液室１２へのインクの補充期間に当てられる。
【００５９】
例えば、Ａ＝１、Ｂ＝Ｖｘ（アナログ電圧）、Ｃ＝１及びＪ３＝１であるとき、ＸＮＯＲゲートＸ１０の出力は１になるので、この出力１と、Ａ＝１がＡＮＤゲートＸ２に入力され、ＡＮＤゲートＸ２の出力は１になる。よって、トランジスタＭ３はＯＮになる。
また、ＸＮＯＲゲートＸ１０の出力が１であるときには、ＮＯＴゲートＸ１１の出力は０であるので、この出力０と、Ａ＝１がＡＮＤゲートＸ３の入力となるので、ＡＮＤゲートＸ３の出力は０になり、トランジスタＭ５はＯＦＦとなる。
【００６０】
よって、トランジスタＭ４とＭ３のドレイン同士、及びトランジスタＭ６とＭ５のドレイン同士が接続されているので、上述のようにトランジスタＭ３がＯＮ、かつＭ５がＯＦＦであるときには、抵抗Ｒｈ−ＡからＭ３に電流が流れるが、トランジスタＭ６は、トランジスタＭ５がＯＦＦなので電流は流れない。さらに、ＣＭ回路の特性により、トランジスタＭ６に電流が流れないときには、トランジスタＭ４にも電流は流れない。また、トランジスタＭ２はＯＮであるので、上述の場合には、トランジスタＭ３、Ｍ４、Ｍ５、及びＭ６のうち、トランジスタＭ３からＭ２にのみ電流が流れる。
【００６１】
この状態において、抵抗電源Ｖｈの電圧がかかると、トランジスタＭ４及びＭ６には電流は流れず、抵抗Ｒｈ−Ａに電流が流れる。また、トランジスタＭ３には電流が流れるので、電流は抵抗Ｒｈ−Ａを流れた後、トランジスタＭ３側と抵抗Ｒｈ−Ｂ側とに分岐する。トランジスタＭ３側に流れた電流は、流れる電流値を決めているトランジスタＭ２を流れた後、グラウンドに送られる。また、抵抗Ｒｈ−Ｂを流れた電流は、ＯＮであるトランジスタＭ１を流れた後、グラウンドに送られる。よって、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流は、Ｒｈ−Ａ＞Ｒｈ−Ｂとなる（すなわち、副操作制御の効果は、主操作制御で各発熱素子に電流が流れている期間に発揮されている。）。
【００６２】
以上はＣ＝１の場合であるが、次にＣ＝０である場合、すなわち偏向方向切替えスイッチＣの入力のみを異ならせた場合（その他のスイッチＡ、Ｊ３は、上記と同様に１とする）は、以下のようになる。
Ｃ＝０、かつＪ３＝１であるときには、ＸＮＯＲゲートＸ１０の出力は０となる。これにより、ＡＮＤゲートＸ２の入力は、（０、１（Ａ＝１））となるので、その出力は０になる。よって、トランジスタＭ３はＯＦＦとなる。
また、ＸＮＯＲゲートＸ１０の出力が０となれば、ＮＯＴゲートＸ１１の出力は１になるので、ＡＮＤゲートＸ３の入力は、（１、１（Ａ＝１））となり、トランジスタＭ５はＯＮになる。
【００６３】
トランジスタＭ５がＯＮであるとき、トランジスタＭ６には電流が流れるが、これとＣＭ回路の特性から、トランジスタＭ４にも電流が流れる。
よって、抵抗電源Ｖｈにより、抵抗Ｒｈ−Ａ、トランジスタＭ４、及びトランジスタＭ６に電流が流れる。そして、抵抗Ｒｈ−Ａに流れた電流は、全て抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる（トランジスタＭ３はＯＦＦであるので、抵抗Ｒｈ−Ａを流れ出た電流はトランジスタＭ３側には分岐しない）。また、トランジスタＭ４を流れた電流は、トランジスタＭ３がＯＦＦであるので、全て抵抗Ｒｈ−Ｂ側に流入する。さらにまた、トランジスタＭ６に流れた電流は、トランジスタＭ５に流れる。
【００６４】
以上より、Ｃ＝１であるときには、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた電流は、抵抗Ｒｈ−Ｂ側とトランジスタＭ３側とに分岐して流れ出たが、Ｃ＝０であるときには、抵抗Ｒｈ−Ｂには、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた電流の他、トランジスタＭ４を流れた電流が入り込む。その結果、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流は、Ｒｈ−Ａ＜Ｒｈ−Ｂとなる。そして、その比率は、Ｃ＝１とＣ＝０とで対称となる。
【００６５】
以上のようにして、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流量を異ならせることで、２分割した発熱抵抗体１３上の気泡発生時間差を設けることができる。これにより、インク液滴の吐出方向を偏向させることができる。
また、Ｃ＝１とＣ＝０とで、インク液滴の偏向方向を、ノズル１８の並び方向において対称位置に切り替えることができる。
【００６６】
なお、以上の説明は、偏向制御スイッチＪ３のみがＯＮ/ＯＦＦのときであるが、偏向制御スイッチＪ２及びＪ１をさらにＯＮ／ＯＦＦさせれば、さらに細かく抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流す電流量を設定することができる。
すなわち、偏向制御スイッチＪ３により、トランジスタＭ４及びＭ６に流す電流を制御することができるが、偏向制御スイッチＪ２により、トランジスタＭ９及びＭ１１に流す電流を制御することができる。さらにまた、偏向制御スイッチＪ１により、トランジスタＭ１４及びＭ１６に流す電流を制御することができる。
【００６７】
そして、上述したように、各トランジスタには、トランジスタＭ４及びＭ６：トランジスタＭ９及びＭ１１：トランジスタＭ１４及びＭ１６＝４：２：１の比率のドレイン電流を流すことができる。これにより、インク液滴の偏向方向を、偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３の３ビットを用いて、（Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３）＝（０、０、０）、（０、０、１）、（０、１、０）、（０、１、１）、（１、０、０）、（１、０、１）、（１、１、０）、及び（１、１、１）の８ステップに変化させることができる。
さらに、トランジスタＭ２、Ｍ７、Ｍ１２及びＭ１７のゲートとグラウンド間に与える電圧を変えれば、電流量を変えることができるので、各トランジスタに流れるドレイン電流の比率は、４：２：１のままで、１ステップ当たりの偏向量を変えることができる。
【００６８】
さらにまた、上述したように、偏向方向切替えスイッチＣにより、その偏向方向を、ノズル１８の並び方向に対して対称位置に切り替えることができる。
本実施形態のラインヘッドは、複数のヘッド１１を印画紙幅方向に並べるとともに、図１５で示したものと同様に、隣同士のヘッド１１が対向するように（隣のヘッド１１に対して１８０度回転させて配置し）、いわゆる千鳥配列をしている。この場合には、隣同士にある２つのヘッド１１に対して、偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３から共通の信号を送ると、隣同士にある２つのヘッド１１で偏向方向が逆転してしまう。このため、本実施形態では、偏向方向切替えスイッチＣを設けて、１つのヘッド１１全体の偏向方向を対称に切り替えることができるようにしている。
【００６９】
これにより、複数のヘッド１１をいわゆる千鳥配列してラインヘッドを形成した場合、ヘッド１１のうち、偶数位置にあるヘッドＮ、Ｎ＋２、Ｎ＋４、・・についてはＣ＝０に設定し、奇数位置にあるヘッドＮ＋１、Ｎ＋３、Ｎ＋５、・・についてはＣ＝１に設定すれば、ラインヘッドにおける各ヘッド１１の偏向方向を一定方向にすることができる。
【００７０】
図６は、千鳥配列の隣同士にあるヘッド１１からのインク液滴の吐出方向を示す正面図である。千鳥配列の複数のヘッド１１において、隣同士にあるヘッド１１をそれぞれＮ、及びＮ＋１とする。この場合に、偏向方向切替えスイッチＣを設けないときには、ヘッドＮとＮ＋１とが１８０度回転した位置関係にあるため、図６に示すように、ヘッドＮ及びＮ＋１の双方について、例えば垂直方向からθだけインク液滴の吐出方向を偏向させた場合には、ヘッドＮについてはＺ１方向に、ヘッドＮ＋１についてはＺ２方向になり、左右対称方向に偏向してしまう。
【００７１】
しかし、本実施形態のように、偏向方向切替えスイッチＣを設け、隣同士になるヘッドＮとＮ＋１とで、例えばヘッドＮについてはＣ＝０に設定し、ヘッドＮ＋１についてはＣ＝１に設定すれば、ヘッドＮについてはＺ１方向に、ヘッドＮ＋１についてはＺ２’方向に偏向させ、ノズル１８の並び方向で偏向方向を一定にすることができる。
以上のように、他のスイッチでは同一の偏向信号を与えて、偏向方向切替えスイッチＣのみの入力を変えることで、いわゆる千鳥配列の各ヘッド１１の偏向方向を統一することができる。
【００７２】
また、吐出角補正スイッチＳ及びＫは、インク液滴の吐出方向を偏向させるためのスイッチである点で偏向制御スイッチＪ１〜Ｊ３と同様であるが、インク液滴の吐出角の補正のために用いられるスイッチである。本実施形態では、Ｓ及びＫの２ビットにより補正できるようにしている。
先ず、吐出角補正スイッチＫは、補正を行うか否かを定めるためのスイッチであり、Ｋ＝１で補正を行い、Ｋ＝０で補正を行わないように設定される。
また、吐出角補正スイッチＳは、ノズル１８の並び方向に対していずれの方向に補正を行うかを定めるためのスイッチである。
【００７３】
例えば、Ｋ＝０（補正を行わない場合）であるとき、ＡＮＤゲートＸ８及びＸ９の３入力のうち、１入力が０になるので、ＡＮＤゲートＸ８及びＸ９の出力は、ともに０になる。よって、トランジスタＭ１８及びＭ２０はＯＦＦになるので、トランジスタＭ１９及びＭ２１もまた、ＯＦＦになる。これにより、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流に変化はない。
【００７４】
これに対し、Ｋ＝１であるときに、例えばＳ＝０、及びＣ＝０であるとすると、ＸＮＯＲゲートＸ１６の出力は１になる。よって、ＡＮＤゲートＸ８には、（１、１、１）が入力されるので、その出力は１になり、トランジスタＭ１８はＯＮになる。また、ＡＮＤゲートＸ９の入力の１つは、ＮＯＴゲートＸ１７を介して０となるので、ＡＮＤゲートＸ９の出力は０になり、トランジスタＭ２０はＯＦＦになる。よって、トランジスタＭ２０がＯＦＦであるので、トランジスタＭ２１には電流は流れない。
【００７５】
また、ＣＭ回路の特性より、トランジスタＭ１９にも電流は流れない。しかし、トランジスタＭ１８はＯＮであるので、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとの中点から電流が流出し、トランジスタＭ１８に電流が流れ込む。よって、抵抗Ｒｈ−Ａに対して抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる電流量を少なくすることができる。これにより、インク液滴の吐出角度の補正を行い、インク液滴の着弾位置をノズル１８の並び方向に所定量だけ補正することができる。
【００７６】
なお、以上の補正は、インク吐出部単位、又はヘッド１１単位で行う。すなわち、１つのヘッド１１の各インク吐出部によるインク液滴の吐出方向は、物理的に完全同一ではなく、多少の誤差があるのが一般的である。そして、通常は、その誤差の範囲を規定し、インク液滴の吐出方向（着弾位置）が所定範囲内にあれば、正常なものとして取り扱う。しかし、例えば一部のインク吐出部のインク液滴の吐出方向のズレが、他のインク吐出部に対して大きい場合には、インク液滴の着弾ピッチの一様性が損なわれ、スジとなって現れる。このような位置ずれを軽減するために、インク吐出部ごとに補正を行う（吐出方向を偏向する）。
【００７７】
また、ラインヘッド２０においては、ヘッド１１ごとに特有の吐出特性を有するので、隣接するヘッド１１の吐出方向のずれが大きい場合には、ヘッド１１間のつなぎ目が見えてしまうようになり、図１６で示したように、白スジＢや重なりスジＣとなって現れる。このような場合には、吐出方向のずれの大きいヘッド１１全体について、吐出方向の補正を行うようにする。
【００７８】
また、インクの吐出方向の補正を行う場合には、一度有効な補正を行い、規定値内の着弾位置が確保できれば、その後は、吐出方向の特性が経時変化等しない限りは、補正量を変更する必要はない。
したがって、ヘッド１１のどのインク吐出部について補正が必要であるか、又はどのヘッド１１について補正が必要であるか、及び補正が必要である場合にはどの程度の量の補正が必要かを決定し、それに見合った補正となるように、吐出角補正スイッチＳ及びＫのＯＮ／ＯＦＦを決定すれば良い。
【００７９】
また、このような補正を行う場合には、例えば、各インク吐出部ごとに２ビットのメモリを持たせ、プリンタの電源が投入されると、インク液滴の吐出動作（印画動作）に先立って、各ヘッド１１ごとに、ヘッド１１内に予め記憶（ロード）させるようにすれば良い。
なお、上記実施形態では、吐出角補正スイッチＳ及びＫからなる２ビットによる補正を行うようにしたが、スイッチ数とメモリ数を増加させれば、さらに細かな補正を行うことができる。
【００８０】
以上のＪ１〜Ｊ３、Ｓ及びＫの各スイッチを用いて、インク液滴の吐出方向を偏向させる場合に、その電流（偏向電流Ｉｄｅｆ）は、
（式１）Ｉｄｅｆ＝Ｊ３×４×Ｉｓ＋Ｊ２×２×Ｉｓ＋Ｊ１×Ｉｓ＋Ｓ×Ｋ×Ｉｓ
＝（４×Ｊ３＋２×Ｊ２＋Ｊ１＋Ｓ×Ｋ）×Ｉｓ
と表すことができる。
【００８１】
この式において、Ｊ１、Ｊ２及びＪ３には、＋１又は−１が与えられ、Ｓには、＋１又は−１が与えられ、Ｋには、＋１又は０が与えられる。
この式１から理解できるように、Ｊ１、Ｊ２及びＪ３の各設定により、偏向電流を８段階に設定することができるとともに、Ｊ１〜Ｊ３の設定と独立に、Ｓ及びＫにより補正を行うことができる。
【００８２】
また、偏向電流は、正の値として４段階、負の値として４段階に設定することができるので、インクの偏向方向は、ノズル１８の並び方向において両方向に設定することができる。例えば、図６において、垂直方向に対し、左側にθだけ偏向させることもでき（図６中、Ｚ１方向）、右側にθだけ偏向させることもできる（図６中、Ｚ２方向）。さらに、θの値、すなわち偏向量は、偏向振幅制御端子Ｂの電圧（各電流源であるトランジスタＭ２、Ｍ７、・・のゲート−ソース間電圧Ｖｇｓとなる電圧）を連続的に変えることで、各電流源の電流値を変えられるので任意に設定することができる。
【００８３】
以上説明した、図５の吐出制御回路５０においては、以下の効果がある。
（１）各スイッチのデジタル入力でアナログ量を制御して、インク液滴の吐出方向を偏向させることができる。
（２）デジタル回路内に一体で組み込むことができるので、ＩＣ構造を基本とするヘッド１１に好適である。
（３）電流量を制御するものであるので、電圧変動等の外乱の影響を受けにくく、大電流の流れる電流方式（サーマル方式）のヘッド１１においても、安定した動作を確保することができる。
【００８４】
（４）インク液滴を吐出させるための最終段直前までデジタル回路で構成しているので、ヘッド１１の温度上昇等にも影響されず、安定した制御を行うことができる。
（５）ＰＭＯＳトランジスタは、一般に耐圧、電流特性が劣るが、上記回路のような構成においては、単にＣＭ回路としてしか使用されていないこと、及び抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂの分割点と抵抗電源Ｖｈとの間にあって、常に１／２Ｖｈ以下の電圧しかかからないので、ＰＭＯＳトランジスタを問題なく使用することができる。
【００８５】
以上の吐出制御回路５０を、例えば３００ｄｐｉの解像度（ノズル１８の間隔が８４．６μｍ）のヘッド１１に搭載する場合には、特に問題は生じない。しかし、本実施形態の場合、例えば６００ｄｐｉ（ノズル１８の間隔が４２．３μｍ）以上の解像度を有するヘッド１１に、３００ｄｐｉの解像度の場合と略同一なヘッドチップサイズで搭載する場合には、この吐出制御回路５０をさらに簡素化する必要があった。
【００８６】
図７は、図５に示す吐出制御回路５０を簡略化した実施形態（吐出制御回路５０Ａ）を示す図である。
図５の吐出制御回路５０では、４組のＣＭ回路を設けたが、図７の吐出制御回路５０Ａは、１組のＣＭ回路（トランジスタＭ３１及びＭ３２からなるもの）のみを設け、回路全体の簡略化を図ったものである。ここで、図５の４組のＣＭ回路において、トランジスタＭ４及びＭ６は「×４」、トランジスタＭ９及びＭ１１は「×２」、トランジスタＭ１４及びＭ１６、並びにトランジスタＭ１９及びＭ２１はそれぞれ「×１」であるが、図７の吐出制御回路５０Ａでは、これらの全てのトランジスタと容量を等しくするため、トランジスタＭ３１及びＭ３２には「×８」のものが用いられている。
【００８７】
ここで、トランジスタＭ３１及びＭ３２として「×８」のものを用いると、その大きさも大きくなる。
しかし、トランジスタを回路配置する場合には、各トランジスタの配線端子は、ドレインやソース等により８つ必要となる。このため、多数のトランジスタを配置して、各トランジスタから８つの配線を出すよりも、トランジスタ自体が大きくても、１つのトランジスタから８つの配線を出した方が、全体に必要な面積は大幅に小さくなる。
したがって、図７の吐出制御回路５０ＡのようにＣＭ回路を一組のみとすれば、図５の吐出制御回路５０と同様の機能を果たしつつ、回路を簡略化することができる。
【００８８】
続いて、本実施形態における専用回路と共通回路とについて説明する。先ず、専用回路と共通回路とに分けることができる理由について説明する。
インク吐出部からインク液滴が一旦吐出されると、その吐出によりインク液室１２内にはインクが消失するので、インク流路を介してインク液室１２内にインクを補充するために、物理的に周囲からインクが流れ込んでインク液室１２内のインクが吐出前の状態に復元することが要求される。
【００８９】
このように、インク液室１２内へのインクの補充に必要な期間は、リフィル期間と称され、１／３０００００〜１／１００００秒程度（吐出期間の３０〜１００倍程度）に設定される。このため、同一のインク吐出部から連続してインク液滴を吐出することはできず、インク吐出部が複数並設されていても、ある瞬間の状態をとると、個々のインク吐出部（吐出制御回路）は、ほんの一部の時間しか動作していない。
【００９０】
また、インクを各インク液室１２に供給する際には、インクは、インク吐出部に共通のインク流路から供給される構造であるので、あるインク吐出部からインクが吐出され、インク流路内でインクがそのインク液室１２内に入り込む移動を伴う現象があると、それが波動として他のインク吐出部のインク液室１２内にも伝導するので、インク液滴を吐出したインク吐出部の近隣に位置するインク吐出部のインク液室１２への影響は無視できなくなる。
【００９１】
この影響は、具体的にはノズル１８の先端部の液面（メニスカス）の変動となって現れ、他のインク吐出部からのインク液滴の吐出動作によって影響を受けると、自己のインク吐出部からインク液滴を吐出するときには、メニスカスの変動により、吐出するインク液滴のサイズの変動となり、結果的にドットサイズの変動、すなわち画質のムラとなって現れる。このような問題を避けるためには、近隣に位置するインク吐出部を同時又はリフィル期間内で動作させないようにしている。したがって、連続して並設されている数個のインク吐出部が共用する回路を設け、時分割で使用しても特に問題は生じない。
【００９２】
そこで、本発明では、並設された複数のインク吐出部を複数のブロックに分けるとともに、各ブロックに複数のインク吐出部が属するようにし、専用回路は、各インク吐出部ごとに設け、共通回路は、各ブロックごとに設けている。
そして、共通回路は、そのブロックに属する全てのインク吐出部が共有する回路であって、主操作制御手段又は副操作制御手段の少なくとも一部を含み、そのブロックに属するいずれか１つのインク吐出部からインク液滴を吐出させるために用いる。
【００９３】
図８は、本発明の液体吐出装置において、専用回路と共通回路とを設けた実施形態を示す回路図である。図８において、専用回路は、各インク吐出部ごとに必要な回路である。この専用回路には、主操作制御手段に必要な全ての部分と、副操作制御手段に必要な一部が含まれる。これに対し、共通回路は、上述のように連続して並設された複数のインク吐出部に１つあれば良い回路である。この実施形態では、副操作制御手段に必要な、第２スイッチング素子に電流を供給するための回路が共通回路に設定されている。
【００９４】
図８において、抵抗Ｒｈ−Ａ、抵抗Ｒｈ−Ｂ、トランジスタＭ１は、図７で示したものと同一である。また、トランジスタＭ３１及びＭ３２からなるＣＭ回路も、図７で示したものと同一である。さらにまた、このＣＭ回路のスイッチング素子（第２スイッチング素子）となるトランジスタは、トランジスタＭ３３及びＭ３４のみから構成されている。すなわち、図７のように４組設けられておらず、一組のみである。ただし、図７では、トランジスタＭ３及びＭ５は「×４」、トランジスタＭ８及びＭ１０は「×２」、トランジスタＭ１３及びＭ１５、並びにトランジスタＭ１８及びＭ２０はそれぞれ「×１」であるが、これらの全てのトランジスタと容量を等しくするため、トランジスタＭ３３及びＭ３４には「×８」のものが用いられている。
【００９５】
トランジスタＭ１のソース及びバックゲートは、グラウンドに接地されている。また、トランジスタＭ３３及びＭ３４の各ソースは、共通回路（電流源）に接続されており、各バックゲートは、グラウンドに接地されている。また、トランジスタＭ１、Ｍ３３及びＭ３４のゲートに接続されているＮＯＲゲートＸ２１、Ｘ２２及びＸ２３、及びこれらの入力端子については、後述する。
【００９６】
なお、共通回路を設けるにあたっては、１つのブロック内のインク吐出部の数を多くした方が、共通回路の節約になる。しかし、第１に、共通に繋がった動作状態に無い素子の浮遊容量の総和が動作状態にある回路に影響を与えたり、配線の本数が増えたりして思ったほどスペースの節約にならない。また第２に、１つの共通回路のインク吐出部の数を多くすると、同時に吐出できるインク吐出部の数が減少し、印画速度が低下してしまうので、液体吐出装置の目的に合致させた適切なブロック数を選定する必要がある。１つの共通回路のインク吐出部数の上限は、（ヘッド１１内の全インク吐出部数）／（同時に吐出させるインク吐出部数）となる。
【００９７】
図９は、専用回路、共通回路、及びブロックの概念を示す図である。図９の例では、４つの連続するインク吐出部を１ブロックとしているが、１ブロックのインク吐出部の数は、上述した通り任意である。
図９に示すように、４つの専用回路には、１つの共通回路が設けられており、図８で示したように、共通回路はトランジスタＭ３３及びＭ３４の電流源となる回路（電流源素子を含む回路）であり、全ての専用回路に接続されている。
また、各ヘッド１１ごとに、全ての共通回路に接続された回路（全体を統括制御するためのもの）が設けられ、各ブロック間の接続や、信号分配、外部からの信号入力等の制御を行う。
【００９８】
次に、本実施形態の共通回路である、トランジスタＭ３３及びＭ３４に電流を供給する電流源素子を含む回路について説明する。
図１０は、本実施形態において共通回路となる電流源の回路の概念を説明する図である。図１０において、電流源Ｉｎ （ｎ＝１、２、・・）からの出力電流は、それぞれＺ制御端子（図５における偏向振幅制御端子Ｂに相当）に加わる電圧Ｖｘ（図５における各トランジスタＭ２、Ｍ７、・・のゲートに印加されるＶｇｓに相当）によって可変できるように構成されており、電圧Ｖｘの変化によって比例的に出力電流が変化するように構成されている。
この場合にｍを係数とすると、ｎ番目の電流源Ｉｎ からの出力電流値Ｉｎ は、
（式２） Ｉｎ ＝ｍ・ｆ（Ｖｘ）
と表すことができる。
【００９９】
そして、電流源Ｉｎ を、制御端子Ｄの入力でＯＮ／ＯＦＦできるようにしたとき、上記式２は、
（式３） Ｉｎ ＝Ｄ・ｍ・ｆ（Ｖｘ）；Ｄは、１（導通）又は０（遮断）
と表すことができる。
さらに、このような電流源Ｉｎ をｎ個並列に（パラレルに）接続したときの各電流源Ｉｎ からの総電流値ＩＭ は、
（式４） ＩＭ ＝（Ｄｎ ・ｍｎ ＋Ｄｎ−１ ・ｍｎ−１ ＋・・＋Ｄ１ ・ｍ１ ）・ｆ（Ｖｘ）；ｍｎ は係数、Ｄｎ は１又は０
と表すことができる。
【０１００】
したがって、式４で示される共通回路を使用することにより、各制御端子Ｄに１又は０を入力することによって、電流値ＩＭ を変化させることができる。さらに、各電流源Ｉｎ のｆ（Ｖｘ）を共通に支配するＶｘを変化させることにより、ＩＭ を任意にスケーリング（Ｄｎ を変えて電流を制御するときの全体に及ぼす百分率での影響を同じに保って総電流を変えること）することができる。
【０１０１】
上記式４において、図１０で示したような共通回路を実現する際には、各電流源Ｉｎ の係数、すなわち重み付けとして、２進法を用いた制御が好ましい。２進法を用いることで、回路構成が最も単純となり、かつ使用する素子も少なくなるからである。
上記式４を２進法で重み付けしたときには、
（式５） ＩＭ ＝（２ｎ ・Ｄｎ ＋２ｎ−１ ・Ｄｎ−１ ＋・・＋２・Ｄ２ ＋Ｄ１ ）・ｆ（Ｖｘ）
と表すことができる。
【０１０２】
図１１は、上記式５においてｎ＝３としたときの具体的な共通回路を示す図である。図１１中、制御端子Ｚは、図１０の制御端子Ｚに相当するもの（本発明における第１制御端子に相当するもの）であり、制御端子Ｄ１〜Ｄ３は、図１０の制御端子Ｄｎ に相当するもの（本発明における第２制御端子に相当するもの）である。
【０１０３】
図１１の共通回路では、電流源素子群は、３つの電流源素子から構成されている。すなわち、▲１▼トランジスタＭ４２からなる電流源素子（入力が制御端子Ｄ１であるもの）、▲２▼２つのトランジスタＭ４４及びＭ４６からなる電流源素子（入力が制御端子Ｄ２であるもの）、及び▲３▼４つのトランジスタＭ４８、Ｍ５０、Ｍ５２及びＭ５４からなる電流源素子（入力が制御端子Ｄ３であるもの）の、３つの電流源素子が並列接続されることにより、電流源素子群が形成されている。
また、各電流源素子は、「×１」の単位素子（ＮＭＯＳトランジスタ）、又はこの単位素子を並列に接続したものから構成されている。
さらにまた、各電流源素子のスイッチング素子として、各電流源素子を構成する各トランジスタに、そのトランジスタと同一の電流容量（Ｉｄ−Ｖｇｓ特性）を有するトランジスタ（トランジスタＭ４１、Ｍ４３、Ｍ４５、Ｍ４７、Ｍ４９、Ｍ５１及びＭ５３）が接続されており、そのスイッチング素子となる各トランジスタのゲートに制御端子Ｄ１〜Ｄ３が接続されている。
【０１０４】
上記の式５において、ｎ＝３であるときは、
（式６） ＩＭ ＝（４・Ｄ３＋２・Ｄ２＋Ｄ１）・ｆ（Ｖｘ）
と表すことができる。
【０１０５】
図１１において、図１０と同様に、制御端子Ｚとグラウンド間に適当な電圧Ｖｘを加え、制御端子Ｄ１の入力を１にしたとすると、トランジスタＭ４１はＯＮとなるので、トランジスタＭ４２の電位は略グラウンドの電位となり、トランジスタＭ４２には略Ｖｘのゲート電圧を加えたときのドレイン電流Ｉｄ が流れる。
したがって、制御端子Ｄ２及びＤ３が入力０であれば、
ＩＭ ＝Ｉｄ
となる。
【０１０６】
また、制御端子Ｄ１の代わりに制御端子Ｄ２の入力を１にすると、今度は、２個のトランジスタＭ４３及びＭ４５が同時にＯＮとなるので、制御端子Ｄ１がＯＮのときに比べて２倍の電流が流れる。
したがって、制御端子Ｄ１及びＤ３が入力０であれば、
ＩＭ ＝２・Ｉｄ
となる。
【０１０７】
同様に、制御端子Ｄ３のみ入力を１にすると、トランジスタＭ４７、Ｍ４９、Ｍ５１及びＭ５３の４個が同時にＯＮとなるので、制御端子Ｄ１のみ入力１のときと比較すれば、４倍の電流が流れることとになる。
したがって、
ＩＭ ＝４・Ｉｄ
となる。
【０１０８】
以上より、制御端子Ｄ１、Ｄ２及びＤ３を独立に操作すれば、
（式７） ＩＭ ＝（４・Ｄ３＋２・Ｄ２＋Ｄ１）・Ｉｄ
となる。
すなわち、ＩＭ は、制御端子Ｄ１〜Ｄ３を独立して操作することで、Ｉｄ を１ステップとして、０（Ｉｄ ）〜７（Ｉｄ ）の８段階（３ビット）で制御することができ、Ｖｘに加える電圧を変えれば、Ｉｄ の値を変えることができるので、全体の電流も比例的に変化させることができる。
【０１０９】
図１２は、図８で示した専用回路と、図１１で示した共通回路とを組み合わせた吐出制御回路５０Ｂを示す図である。
なお、図１２の吐出制御回路５０Ｂにおいて、図８の専用回路と異なる点は、ＮＯＴゲートＸ２４を設けている点、及び極性を変えるための極性変換スイッチＤｐを設けている点である。
【０１１０】
また、図１２の吐出制御回路５０Ｂにおいて、図１１の共通回路と異なる点は、制御端子Ｄ３と接続されたスイッチング素子及び電流源素子は、それぞれ「×４」の容量を有するトランジスタＭ６１及びＭ６２から構成されている点、及び制御端子Ｄ２と接続されたスイッチング素子及び電流源素子は、それぞれ「×２」の容量を有するトランジスタＭ６３及びＭ６４から構成されている点である。これらは、図１１の回路では、各トランジスタを「×１」の容量の単位素子を並列に接続しているが、それぞれ簡素化を図るために、図１１に示した並列接続されたトランジスタとＩｄ−Ｖｇｓ特性を等価なものにさせ、かつ少ないトランジスタ数で構成したものである。
【０１１１】
図１２の専用回路においては、吐出実行入力スイッチＡは、本実施形態ではＩＣ設計の都合上、ネガティブロジックとなっており、駆動時にはＡに０を入力する。この点、図５の吐出制御回路５０とは逆の関係にある。
よって、駆動時には、Ａ＝０が入力され、ＮＯＲゲートＸ２１への入力は（０、０）となるので、その出力は１になり、トランジスタＭ１がＯＮになる。
また、Ａ＝０である場合に、Ｄｐ＝０が入力されると、ＮＯＲゲートＸ２２への入力は、（０、０）となるので、その出力は１になり、トランジスタＭ３３はＯＮになる。さらにまた、上記の場合（Ａ＝０、Ｄｐ＝０）には、ＮＯＲゲートＸ２３への入力は、（１、０）となるので、その出力は０となり、トランジスタＭ３４はＯＦＦになる。
【０１１２】
この場合には、トランジスタＭ３１からＭ３３に電流が流れるが、トランジスタＭ３２からＭ３４には電流は流れない。さらに、ＣＭ回路の特性により、トランジスタＭ３２に電流が流れないときには、トランジスタＭ３１にも電流は流れない。
【０１１３】
この状態において、抵抗電源Ｖｈの電圧がかかると、トランジスタＭ３１及びＭ３２には電流は流れず、抵抗Ｒｈ−Ａに電流が流れる。また、トランジスタＭ３３には電流が流れるので、電流は、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた後、トランジスタＭ３３側と抵抗Ｒｈ−Ｂ側とに分岐する。トランジスタＭ３３側に流れた電流は、グラウンドに送られる。また、抵抗Ｒｈ−Ｂを流れた電流は、ＯＮであるトランジスタＭ１を流れた後、グラウンドに送られる。よって、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流は、Ｒｈ−Ａ＞Ｒｈ−Ｂとなる（すなわち、副操作制御の効果は、主操作制御で各発熱素子に電流が流れている期間に発揮されている。）。
【０１１４】
一方、Ａ＝０かつＤｐ＝１が入力されたときは、上記と同様にＮＯＲゲートＸ２１への入力は（０、０）となるので、その出力は１になり、トランジスタＭ１がＯＮになる。
また、ＮＯＲゲートＸ２２への入力は、（１、０）となるので、その出力は０になり、トランジスタＭ３３はＯＦＦになる。さらにまた、ＮＯＲゲートＸ２３への入力は、（０、０）となるので、その出力は１となり、トランジスタＭ３４はＯＮになる。トランジスタＭ３４がＯＮであるとき、トランジスタＭ３２には電流が流れるが、これとＣＭ回路の特性から、トランジスタＭ３１にも電流が流れる。
【０１１５】
よって、抵抗電源Ｖｈの電圧がかかると、抵抗Ｒｈ−Ａ、トランジスタＭ３１及びＭ３２に電流が流れる。そして、抵抗Ｒｈ−Ａに流れた電流は、全て抵抗Ｒｈ−Ｂに流れる（トランジスタＭ３３はＯＦＦであるので、抵抗Ｒｈ−Ａを流れ出た電流はトランジスタＭ３３側には分岐しない）。また、トランジスタＭ３１を流れた電流は、トランジスタＭ３３がＯＦＦであるので、全て抵抗Ｒｈ−Ｂ側に流入する。さらにまた、トランジスタＭ３２に流れた電流は、トランジスタＭ３４に流れる。
【０１１６】
よって、抵抗Ｒｈ−Ｂには、抵抗Ｒｈ−Ａを流れた電流の他、トランジスタＭ３１を流れた電流が入り込む。その結果、抵抗Ｒｈ−Ａと抵抗Ｒｈ−Ｂとに流れる電流は、Ｒｈ−Ａ＜Ｒｈ−Ｂとなる。
以上より、図５又は図７で示した吐出制御回路５０又は５０Ａと同様に、抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂとの間から電流を流出させることができ、かつ抵抗Ｒｈ−Ａ及びＲｈ−Ｂとの間に電流を流入させることもできる。
【０１１７】
次に、図５で示した吐出制御回路５０と、図１２で示した吐出制御回路５０Ｂとの相違について説明する。
図５の吐出制御回路５０は、電流源回路そのものをＯＮ／ＯＦＦさせる機能を有しておらず、第２スイッチング素子の３つの状態、すなわち電流を流さないようにする「０」の状態と、電流を流す場合の「＋」又は「−」の状態のいずれかである。
【０１１８】
しかし、実質的に、第２スイッチング素子が「０」の状態をとるのは、吐出命令がないとき（待機時）だけであり、動作状態では、第２スイッチング素子の出力である電流ＩＭ は、
（式８） ＩＭ ＝（４・Ｊ３＋２・Ｊ２＋Ｊ１）・Ｉｄ
となる。ここで、式８は、式７と同様であるが、式８では、Ｊ１〜Ｊ３は、＋１又は−１をとる。
したがって、Ｉｍ は、−７〜＋７（×Ｉｄ ）までの間を２ずつ飛ぶ形で８値（−７、−５、−３、−１、＋１、＋３、＋５、＋７）をとることとなる。
【０１１９】
これに対し、図１２の吐出制御回路５０Ｂでは、３つの制御端子Ｄ１、Ｄ２及びＤ３に加えて、極性変換スイッチＤｐを有するので、全体としては４ビットとなり、その出力電流ＩＭ は、
（式９） ＩＭ ＝Ｄｐ・（４・Ｄ３＋２・Ｄ２＋Ｄ１）・Ｉｄ ；Ｄｐ、及びＤ１〜Ｄ３は、１又は０
となる。
【０１２０】
したがって、式９では、ＩＭ は、−７〜＋７（×Ｉｄ ）までを、１ずつ１５値とることになり、式８でのＩＭ と異なる変化をすることとなる。
これは、制御端子Ｄ１〜Ｄ３の入力が全て０になるために生ずることである。この式９に従った場合に、設定できる電流値ＩＭ の数は、０を含めて奇数個となる。
【０１２１】
図１３は、図５の吐出制御回路５０における偏向制御スイッチＪ１、Ｊ２及びＪ３の入力を変化させたときの電流出力ＩＭ （式８）と、図１２の吐出制御回路５０Ｂにおける制御端子Ｄ１、Ｄ２及びＤ３並びに極性変換スイッチＤｐの入力を変化させたときの電流出力ＩＭ （式９）との相違を示す図である。図１３において、式８に基づく電流出力ＩＭ を白丸で示し、式９に基づく電流出力ＩＭ を黒丸で示している。
【０１２２】
図５の吐出制御回路５０の場合には、偏向制御スイッチＪ１、Ｊ２及びＪ３の入力を変えていくことで、出力電流値は、０を含まず、０を挟んで正負対称である全部で偶数個の値に変化するとともに等差で変化する値（すなわち、等差数列状に変化し、かつその等差数列の和が０）となっている。
これに対し、図１２の吐出制御回路５０Ｂの場合には、出力電流値の変化が対称とならず、全部で奇数個となっている。また、出力電流値は、０から−７まで変化した後、再度、０にジャンプする（途中で符号が切り替わる）形となっている。
このことは、偏向吐出を制御するにあたり、使い勝手が良くない。そこで、式９を、式８と同等になるようにする。
【０１２３】
先ず、式９において、常に制御端子Ｄ１に入力１を与える（Ｄ１＝０の場合をなくす）ことにより、電流出力を偶数個にすることができる。
式９において、Ｄ１＝１としたとき、
（式１０） ＩＭ ＝Ｄｐ・（４・Ｄ３＋２・Ｄ２＋１）・Ｉｄ ＝（４・Ｄｐ・Ｄ３＋２・Ｄｐ・Ｄ２＋Ｄｐ）・Ｉｄ ＝（４・Ｊ３＋２・Ｊ２＋Ｊ１）・Ｉｄ
となる。
【０１２４】
そして、同じ入力の信号で同じ出力が得られるような符号変換回路を介在させれば、図１２の吐出制御回路５０Ｂは、図５の吐出制御回路５０と等価なものとなる。図１４は、本実施形態の符号変換回路６０の具体例を示す図である。図１４において、入力側には、図５の吐出制御回路５０と同様に偏向制御スイッチＪ１、Ｊ２及びＪ３の入力部とクロックパルスＣｋの入力部とが設けられている。
【０１２５】
この例では、ＸＯＲゲートＸ３１及びＸ３２を介して、タイミングを揃えるラッチ又はＤＦＦであるＸ３３〜Ｘ３５を設け、極性変換スイッチＤｐ、並びに制御端子Ｄ１、Ｄ２及びＤ３の入力値を出力できるようにしたものである。この符号変換回路６０を図１２の共通回路に取り付ければ、Ｊ１〜Ｊ３の入力によって、図１３で示したように、出力電流値ＩＭ は、−７〜＋７（×Ｉｄ ）までの間を２ずつ飛ぶ形で８値（−７、−５、−３、−１、＋１、＋３、＋５、＋７）をとることとなる。
【０１２６】
以上、本実施形態の吐出制御回路５０Ｂは、図５の吐出制御回路５０の効果に加えて、さらに以下の効果がある。
（１）各インク吐出部ごとの専用回路としては、一組のＣＭ回路と、そのＣＭ回路の電流の流れを制御する第２スイッチング素子だけで構成することができるので、回路の簡略化を図ることができる。
（２）専用回路において、ＣＭ回路又は第２スイッチング素子のいずれにおいても、１つのトランジスタの電流容量を大きくしたので、トランジスタの配線に必要な面積を小さくすることができる。
（３）専用回路には一組のＣＭ回路のみが設けられているので、基本的に、ゲート電圧を制御するロジック回路が２個だけになり、その数を大幅に削減することができる。
【０１２７】
（４）共通回路は、１つのブロック（複数のインク吐出部）に対して１つだけ設ければ良く、かつ共通回路と専用回路との間は、１本の共通配線だけで良いので、配線スペースがほとんどいらない。
（５）図１４に示したような符号変換回路６０を持たせることで、専用回路と共通回路とに分ける前（図５の吐出制御回路５０）と同じ使い勝手を確保することができる。
（６）さらに、以上のように回路の簡略化ができる結果、ヘッド１１全体の小型化が可能となり、図５の吐出制御回路５０をヘッド１１の各インク吐出部ごとに設けると３００ｄｐｉの解像度が限界であったが、ヘッド１１に吐出制御回路５０Ｂを実装することにより、全く同じスペックで６００ｄｐｉ以上を実現することが可能となる。
【０１２８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）本実施形態では、３つの制御端子Ｄ１〜Ｄ３（図５では、３つの偏向制御スイッチとしてＪ１〜Ｊ３）を設けたが、その数は任意であり、何個設けるか、そして何ビットの制御を行うかは任意である。
（２）本実施形態では発熱抵抗体１３を例に挙げて説明したが、これに限ることなく、液体の吐出のための熱エネルギーを発生する発熱素子であれば、いかなるものを用いても良い。
【０１２９】
（３）本実施形態ではインクジェットプリンタに用いられるラインヘッド２０を例に挙げたが、ヘッド１１を単体で用いるシリアル方式のプリンタにも適用することができる。なお、ヘッド１１単体の場合には、偏向方向切替えスイッチＣは不要である。
（４）本発明は、プリンタに限られることなく、種々の液体吐出装置に適用することができる。例えば、生体試料を検出するためのＤＮＡ含有溶液を吐出するための装置に適用することも可能である。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明によれば、液体の吐出方向を偏向させることにより、スジを目立たなくすることができるとともに、液体の吐出方向を偏向させるための手段をヘッドに組み込む場合に、回路全体の簡略化（小型化）を図ることにより、高解像度のヘッドにも対応できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液体吐出装置を適用したヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】図１のヘッドの発熱抵抗体の配置をより詳細に示す平面図及び側面の断面図である。
【図３】インクの吐出方向の偏向を説明する図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、分割した発熱抵抗体を有する場合に、各々の発熱抵抗体によるインクの気泡発生時間差とインクの吐出角度との関係を示すシミュレーション結果であり、（ｃ）は、分割した発熱抵抗体間の電流量の差（偏向電流）と偏向量との関係を示す実測値データである。
【図５】主操作制御手段、及びＣＭ回路を有する副操作制御手段を含む吐出制御回路を示す図である。
【図６】千鳥配列の隣同士にあるヘッドからのインク液滴の吐出方向を示す正面図である。
【図７】図５に示す吐出制御回路を簡略化した実施形態を示す図である。
【図８】本発明の液体吐出装置において、専用回路と共通回路とを設けた実施形態を示す図である。
【図９】専用回路、共通回路、及びブロックの概念を示す図である。
【図１０】本実施形態において共通回路となる電流源の回路の概念を説明する図である。
【図１１】具体的な共通回路を示す図である。
【図１２】図８で示した専用回路と、図１１で示した共通回路とを組み合わせた吐出制御回路を示す図である。
【図１３】図５の吐出制御回路における偏向制御スイッチの入力を変化させたときの電流出力と、図１２の吐出制御回路における制御端子及び極性変換スイッチの入力を変化させたときの電流出力との相違を示す図である。
【図１４】本実施形態の符号変換回路の具体例を示す図である。
【図１５】従来のラインヘッドを示す平面図である。
【図１６】図１５で示したラインヘッドでの印画状態を示す断面図及び平面図である。
【符号の説明】
１１ ヘッド
１２ インク液室
１３ 発熱抵抗体（発熱素子）
１４ 基板部材
１５ 半導体基板
１７ ノズルシート
１８ ノズル
２０ ラインヘッド
５０、５０Ａ、５０Ｂ 吐出制御回路
６０ 符号変換回路
Ａ 吐出実行入力スイッチ
Ｄ１〜Ｄ３ 制御端子（第２制御端子）
Ｄｐ 極性変換スイッチ
Ｊ１〜Ｊ３ 偏向制御スイッチ
Ｍ１〜Ｍ２１、Ｍ３１〜Ｍ３４、Ｍ４１〜Ｍ５４、Ｍ６１〜Ｍ６６ トランジスタ
Ｍ１ 第１スイッチング素子
Ｍ３１及びＭ３２ カレントミラー回路
Ｍ３３及びＭ３４ 第２スイッチング素子
Ｍ４２、Ｍ４４及びＭ４６、並びにＭ４８、Ｍ５０、Ｍ５２及びＭ５４ 電流源素子
Ｍ４１〜Ｍ５４ 単位素子
Ｖｈ 抵抗電源
Ｚ 制御端子（第１制御端子）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for deflecting the liquid ejection direction from a liquid ejection unit and simplifying (downsizing) the entire circuit in a liquid ejection apparatus including a head having a plurality of liquid ejection units arranged side by side. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet printer is known as an example of a liquid ejecting apparatus including a head in which a plurality of liquid ejecting units are arranged in parallel. Further, as one of ink ejection methods for an ink jet printer, a thermal method is known in which ink droplets are ejected using heat.
[0003]
As an example of the structure of this thermal type head, the ink in the ink liquid chamber is heated by a heating element (heating resistor) arranged in the ink liquid chamber, and bubbles are generated in the ink on the heating element. Examples include those that eject ink by the energy generated. The nozzle is formed on the upper surface side of the ink liquid chamber, and is configured such that ink is ejected from the nozzle when bubbles are generated in the ink in the ink liquid chamber.
[0004]
Furthermore, from the viewpoint of the head structure, there is a serial method in which printing is performed by moving the head in the photographic paper width direction, and a line method in which a number of heads are arranged side by side in the photographic paper width direction to form a line head for the photographic paper width. Is mentioned.
[0005]
FIG. 15 is a plan view showing a conventional line head 10. In FIG. 15, four heads 1 (“N−1”, “N”, “N + 1”, “N + 2”) are illustrated, but actually a larger number of heads 1 are arranged in parallel.
[0006]
The head 1 includes a plurality of ink liquid chambers, heating elements, and nozzles 1a (usually about 100 units) arranged in parallel, and the line head 10 has the head 1 in a specific direction (printing paper width direction). A plurality of them are arranged.
Further, the heads 1 adjacent to each other in the specific direction are arranged on one side and the other side with one ink flow path 2 extending in the specific direction, and the head 1 on the one side and the head on the other side. 1 is arranged so as to face each other, that is, so that the nozzles 1a face each other (so-called staggered arrangement). Further, between the adjacent heads 1, as shown in detail in the A part, the nozzles 1 a are arranged so that the pitch is continuous (see, for example, Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2002-36522 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional technology has the following problems.
First, when ink is ejected from the head 1, it is ideal that the ink is ejected perpendicularly to the surface of the head 1. However, the ink ejection angle may not be vertical due to various factors.
[0009]
For example, when the nozzle sheet on which the nozzles 1a are formed is pasted on a head chip having an ink liquid chamber and a heat generating element, a deviation in the pasting position of the nozzle sheet becomes a problem. If the nozzle sheet is attached so that the center axis of the ink liquid chamber and the heating element and the center axis of the nozzle 1a coincide with each other, the ink is ejected perpendicularly to the ink ejection surface (nozzle sheet surface). When a positional deviation occurs between the central axis of the liquid chamber and the heating element and the central axis of the nozzle 1a, the ink is not ejected perpendicular to the ejection surface. Further, misalignment due to the difference in thermal expansion coefficient between the ink liquid chamber and the heating element and the nozzle sheet may occur.
[0010]
When such a deviation in the ink ejection angle occurs, an ink landing pitch deviation appears in the case of the serial system. Further, in the line system, in addition to the above-described landing pitch shift, the landing position shift between the heads 1 appears.
[0011]
FIG. 16 is a cross-sectional view and a plan view showing a printing state of the line head 10 shown in FIG. In FIG. 16, when the photographic paper P is fixed, the line head 10 does not move in the width direction of the photographic paper P but moves from top to bottom in the plan view to perform printing.
[0012]
In the cross-sectional view of FIG. 16, among the line heads 10, three heads 1 of the Nth, N + 1th, and N + 2th are illustrated.
In the cross-sectional view, the N-th head 1 ejects ink with an inclination to the left as shown by the arrow, and the (N + 1) -th head 1 ejects ink to the right as shown by the arrow. An example is shown in which the N + 2th head 1 is ejected with an inclination, and the ink is ejected vertically without any deviation in the ejection angle as indicated by an arrow.
[0013]
Accordingly, in the Nth head 1, ink is landed with a shift to the left side from the reference position, and in the N + 1th head 1, ink is landed with a shift to the right side from the reference position. Therefore, ink is landed in a direction away from each other. As a result, a region where ink is not ejected is formed between the Nth head 1 and the (N + 1) th head 1. The line head 10 does not move in the width direction of the photographic paper P, but only moves in the arrow direction in the plan view. As a result, white streak B enters between the Nth head 1 and the (N + 1) th head 1, resulting in a problem that the print quality deteriorates.
[0014]
Similarly to the above, in the (N + 1) th head 1, ink is landed with a shift to the right side from the reference position, and therefore, an area where the ink overlaps between the (N + 1) th head 1 and the (N + 2) th head 1. Is formed. As a result, there is a problem in that the image becomes discontinuous or darker than the original color and overlapped streaks C enter, resulting in a decrease in print quality.
[0015]
Note that whether or not the streaks are noticeable when the ink landing position shift occurs as described above also depends on the image to be printed. For example, in a document or the like, since there are many blank portions, even if a streak is entered, it is not so noticeable. On the other hand, when a photographic image is printed in full color in almost the entire area of the photographic paper, it becomes noticeable even if a slight streak is entered.
[0016]
In view of this, the present applicant has proposed a technique for making the above streaks (white streaks B and overlapping streaks C) inconspicuous by deflecting the liquid ejection direction (Japanese Patent Application Nos. 2002-112947 and 2002-2002). 161928).
Further, in these techniques, a circuit configuration in which a means for deflecting the liquid ejection direction is incorporated in the head has been proposed (Japanese Patent Application No. 2002-239797).
[0017]
The inventors of the present invention mounted the above circuit on an actual head and actually manufactured a head having a resolution of 300 dpi. As a result, since the circuit for deflecting the ink ejection direction is complicated, it has been found that the area required for the circuit per nozzle is increased. For this reason, if the above circuit is mounted on a high-resolution head of 600 dpi or more, the size of the head becomes large, and therefore improvement has been desired from the viewpoint of mounting and cost.
[0018]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is that the technique proposed in Japanese Patent Application No. 2002-239797 is further improved, and the whole circuit is simplified (miniaturized) so that it can cope with a high resolution head of 600 dpi or more. Is to be able to do it.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above-described problems by the following means.
The invention according to claim 1, which is one of the present invention, includes a liquid chamber that contains a liquid to be discharged, and a heating element that is disposed in the liquid chamber and generates bubbles in the liquid in the liquid chamber by supplying current. A liquid ejecting apparatus comprising a head in which a plurality of liquid ejecting portions including a nozzle for ejecting the liquid in the liquid chamber in association with the generation of the bubbles by the heat generating element are arranged in a specific direction. In the liquid chamber, a plurality of the heat generating elements connected in series are arranged in parallel in the specific direction, and the same amount of current flows through all the heat generating elements in one liquid chamber, so that the nozzles The main operation control means for controlling the liquid to be discharged, the current to all the heating elements in one liquid chamber, and the at least one heating element and the at least one other heating element. Sub-operation control means for controlling the amount of electric current to be deflected in the specific direction with respect to the discharge direction of the liquid discharged by the main operation control means. A plurality of the liquid ejection units arranged in parallel are divided into a plurality of blocks, and a plurality of the liquid ejection units belong to each block, and a dedicated circuit provided for each of the liquid ejection units, and each of the blocks A circuit provided for each of the plurality of liquid ejection units belonging to the block, including at least a part of the main operation control means or the sub operation control means, and any one of the blocks belonging to the block And a common circuit for discharging liquid from the liquid discharge portion.
[0020]
(Function)
In the above invention, in the head in which the liquid discharge portions are arranged in a specific direction, the plurality of liquid discharge portions are divided into a plurality of blocks, and a dedicated circuit provided for each liquid discharge portion and a common provided for each block Circuit.
When liquid is discharged from any of the liquid discharge units, a dedicated circuit of the liquid discharge unit that discharges the liquid is driven, and a common circuit of a block to which the liquid discharge unit belongs is driven.
[0021]
Here, when the liquid is ejected from the liquid ejection unit, the liquid ejection unit located in the vicinity of the liquid ejection unit is affected. For example, a wave at the time of discharging the liquid is transmitted to the adjacent liquid discharging unit via the liquid, and influences such as fluctuation of the meniscus. For this reason, it controls so that the liquid discharge part located in the vicinity does not discharge a liquid substantially simultaneously.
[0022]
Therefore, for example, a plurality of liquid ejection units arranged in series belong to one block, and in the block, liquids are not ejected from the plurality of liquid ejection units almost simultaneously, and any one liquid ejection By discharging the liquid from the portion, it is possible to prevent the neighboring liquid discharge portions from being affected when the liquid is discharged. In the case of such control, it is sufficient that at least a part of the circuit for discharging the liquid is provided as a single common circuit in the plurality of liquid discharge units, so that the circuit as a whole can be simplified. Can be planned.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a head 11 of an ink jet printer (hereinafter simply referred to as “printer”) to which a liquid ejection apparatus according to the present invention is applied. In FIG. 1, the nozzle sheet 17 is bonded onto the barrier layer 16, and the nozzle sheet 17 is shown in an exploded manner.
[0024]
In the head 11, the substrate member 14 includes a semiconductor substrate 15 made of silicon or the like, and a heating resistor 13 (corresponding to the heating element in the present invention) formed by deposition on one surface of the semiconductor substrate 15. It is. The heating resistor 13 is electrically connected to a circuit to be described later via a conductor portion (not shown) formed on the semiconductor substrate 15.
[0025]
The barrier layer 16 is made of, for example, a photosensitive cyclized rubber resist or an exposure-curing dry film resist, and is laminated on the entire surface of the semiconductor substrate 15 on which the heating resistor 13 is formed, and then is subjected to a photolithography process. It is formed by removing unnecessary portions.
Furthermore, the nozzle sheet 17 is formed with a plurality of nozzles 18, and is formed by, for example, nickel electroforming, so that the position of the nozzle 18 matches the position of the heating resistor 13, that is, the nozzle 18. Is laminated on the barrier layer 16 so as to face the heating resistor 13.
[0026]
The ink liquid chamber 12 (corresponding to the liquid chamber in the present invention) is composed of a substrate member 14, a barrier layer 16, and a nozzle sheet 17 so as to surround the heating resistor 13. That is, the substrate member 14 constitutes the bottom wall of the ink liquid chamber 12 in the figure, the barrier layer 16 constitutes the side wall of the ink liquid chamber 12, and the nozzle sheet 17 constitutes the top wall of the ink liquid chamber 12. To do. Thereby, the ink liquid chamber 12 has an opening surface on the right front surface in FIG. 1, and the opening surface communicates with an ink flow path (not shown).
[0027]
The one head 11 is usually provided with a plurality of heating resistors 13 in units of 100, and an ink liquid chamber 12 provided with each heating resistor 13, and these heating resistors are provided by a command from the control unit of the printer. Each of the bodies 13 can be uniquely selected, and the ink in the ink liquid chamber 12 corresponding to the heating resistor 13 can be ejected from the nozzle 18 facing the ink liquid chamber 12.
[0028]
That is, the ink chamber 12 is filled with ink from an ink tank (not shown) coupled to the head 11. The heating resistor 13 is rapidly heated by passing a pulse current through the heating resistor 13 for a short time, for example, 1 to 3 μsec. As a result, gas-phase ink bubbles are formed in a portion in contact with the heating resistor 13. And a certain volume of ink is pushed away by the expansion of the ink bubbles (the ink boils). As a result, ink having a volume substantially equal to the pushed-off ink in the portion in contact with the nozzle 18 is ejected from the nozzle 18 as ink droplets and landed on the photographic paper.
[0029]
In the present specification, a portion composed of one ink liquid chamber 12, a heating resistor 13 disposed in the ink liquid chamber 12, and a nozzle 18 disposed on the upper portion is referred to as “ink ejection”. Part (liquid ejection part) ". That is, it can be said that the head 11 has a plurality of ink discharge portions arranged in parallel.
Further, the portion of the head 11 excluding the nozzle sheet 17 (the one in which the ink liquid chamber 12 and the heating resistor 13 are formed on the semiconductor substrate 15) is referred to as a “head chip”. That is, the head 11 is obtained by bonding the nozzle sheet 17 on the head chip.
[0030]
When a plurality of heads 11 are arranged in the photographic paper width direction to form a line head as shown in FIG. 15, a plurality of head chips are arranged and then one nozzle sheet 17 (all of each head chip is arranged). The nozzles 18 are formed at positions corresponding to the ink liquid chambers 12) to form a line head.
[0031]
FIG. 2 is a plan view and a side sectional view showing the arrangement of the heating resistors 13 in the head 11 in more detail. In the plan view of FIG. 2, the nozzle 18 is illustrated by a one-dot chain line.
As shown in FIG. 2, in the head 11 of this embodiment, two divided heating resistors 13 are arranged in parallel in one ink liquid chamber 12. Furthermore, the arrangement direction of the two divided heating resistors 13 is the arrangement direction of the nozzles 18 (the left-right direction in FIG. 2).
[0032]
Thus, in the two-divided type in which one heating resistor 13 is divided vertically, the length is the same and the width is halved, so the resistance value of the heating resistor 13 is doubled. If the heating resistor 13 divided in two is connected in series, the heating resistor 13 having a double resistance value will be connected in series, and the resistance value will be four times (this value) Is a calculated value when the distance (gap) between the heating resistors 13 arranged in parallel in FIG. 2 is not considered.
[0033]
Here, in order to boil the ink in the ink liquid chamber 12, it is necessary to apply a certain amount of electric power to the heating resistor 13 to heat the heating resistor 13. This is because the ink is ejected by the energy at the time of boiling. If the resistance value is small, it is necessary to increase the current to flow. However, by increasing the resistance value of the heating resistor 13, it is possible to boil with a small current.
[0034]
As a result, the size of a transistor or the like for passing a current can be reduced, and space can be saved. Although the resistance value can be increased if the thickness of the heating resistor 13 is reduced, the thickness of the heating resistor 13 is reduced from the viewpoint of the material selected as the heating resistor 13 and the strength (durability). There are certain limits to this. For this reason, the resistance value of the heat generating resistor 13 is increased by dividing without reducing the thickness.
[0035]
Further, when the heat generating resistor 13 divided into two is provided in one ink liquid chamber 12, the time until each heat generating resistor 13 reaches the temperature at which the ink is boiled (bubble generation time). It is normal to do both at the same time. When a time difference occurs between the bubble generation times of the two heating resistors 13, the ink discharge angle is not vertical and the ink discharge direction is deflected.
[0036]
FIG. 3 is a diagram illustrating the deflection in the ink ejection direction. In FIG. 3, when the ink droplet i is ejected perpendicularly to the ejection surface of the ink droplet i, the ink droplet i is ejected without deflection as indicated by the dotted line in FIG. On the other hand, when the ejection direction of the ink droplet i is deflected and the ejection angle is deviated by θ from the vertical position (Z1 or Z2 direction in FIG. 3), the ejection surface and the photographic paper P surface (the ink droplet i The landing position of the ink droplet i when the distance to the landing surface) is H is
ΔL = H × tan θ
Will be shifted.
[0037]
FIGS. 4A and 4B are graphs showing the relationship between the difference in ink bubble generation time of the heating resistor 13 divided into two and the ink discharge angle, and show the results of computer simulation. In this graph, the X direction (X direction indicated by the vertical axis θx of the graph; attention; not the meaning of the horizontal axis of the graph) is the arrangement direction of the nozzles 18 (the direction in which the heating resistors 13 are arranged), and the Y direction. (Y direction indicated by the vertical axis θy of the graph. Caution; not the meaning of the horizontal axis of the graph.) Is a direction perpendicular to the X direction (the conveyance direction of the photographic paper). Further, FIG. 4C shows the ink bubble generation time difference between the two divided heating resistors 13, ie, the difference in current amount between the two divided heating resistors 13, that is, the ejection current with the deflection current as the horizontal axis. This is actually measured value data in the case where the vertical axis represents the deflection amount at the ink landing position (measured with the distance between the nozzle and the landing position being about 2 mm) as the angle (X direction). In FIG. 4C, the main current of the heating resistor 13 is set to 80 mA, the deflection current is superimposed on one heating resistor 13, and the ink is deflected and discharged.
[0038]
In the case where there is a time difference in the generation of bubbles in the heating resistor 13 divided in two in the nozzle 18 alignment direction, the ink discharge angle is not vertical as shown in FIG. θx (the amount of deviation from the vertical, which corresponds to θ in FIG. 3) increases with the bubble generation time difference.
Therefore, in this embodiment, by using this characteristic, the heat generating resistors 13 divided into two are provided, and the amount of current flowing through each of the heat generating resistors 13 is changed, whereby the time difference between the bubble generation times on the two heat generating resistors 13 is obtained. Is controlled so as to cause the ink ejection direction to be deflected.
[0039]
Further, for example, when the resistance value of the divided heating resistor 13 is not the same value due to a manufacturing error or the like, a bubble generation time difference occurs between the two heating resistors 13, so that the ink ejection angle is not vertical. The ink landing position deviates from the original position. However, by changing the amount of current flowing through the heating resistors 13 divided into two, the bubble generation time on each heating resistor 13 is controlled, and if the bubble generation times of the two heating resistors 13 are simultaneously set, ink ejection It is also possible to make the angle vertical.
[0040]
When deflecting the ink ejection direction, first, the ink ejection direction of the entire head 11 may be deflected. Taking FIG. 16 as an example, the ejection direction of the ink ejected from the Nth head 1 is deflected to the right in FIG. 16 so that the ink is ejected perpendicularly to the photographic paper P surface, and the N + 1th The ejection direction of the ink ejected from the head 1 can be deflected to the left in FIG. 16 so that the ink is ejected perpendicularly to the photographic paper P surface.
[0041]
Second, one head 11 can deflect only the ink ejection direction from one or more specific nozzles 18. For example, in one head 11, when the ejection direction of ink from a specific nozzle 18 is not parallel to the ejection direction of ink from another nozzle 18 due to a manufacturing error or the like, Only the ink ejection direction can be deflected and corrected to be parallel to the ink ejection direction from the other nozzles 18.
[0042]
Third, the ink ejection direction can be deflected as follows.
For example, when ink droplets are ejected from the adjacent nozzle N and nozzle (N + 1), the landing positions when the ink droplets are ejected from the nozzle N and nozzle (N + 1) without deflection are respectively represented by the landing positions n. And the landing position (n + 1). In this case, the ink droplets can be ejected from the nozzle N without deflection and landed on the landing position n, and the ink droplet ejection direction can be deflected to land the ink droplet on the landing position (n + 1). You can also
Similarly, ink droplets can be ejected from the nozzle (N + 1) without deflection and landed at the landing position (n + 1), and the ink droplet ejection direction can be deflected to land the ink droplet at the landing position n. You can also
[0043]
By doing so, for example, when the nozzle (N + 1) is clogged or the like and it becomes impossible to eject the ink droplet, the ink droplet is originally placed at the landing position (n + 1). It cannot be landed, dot missing occurs, and the head 11 becomes defective.
However, in such a case, the ink droplet is deflected and discharged by another nozzle N adjacent to the nozzle (N + 1) or the nozzle (N + 2), and the ink droplet is landed on the landing position (n + 1). Is possible.
[0044]
Next, a means for controlling (deflecting) the ink droplet ejection direction will be described.
In the present embodiment, the heating resistor 13 divided into two in the ink liquid chamber 12 is connected in series. A main operation control means for controlling the ink droplets to be ejected from the nozzles 18 by causing the same amount of current to flow through the plurality of heating resistors 13 connected in series, and for each ink ejection unit. 1 connected between two heating resistors 13 connected in series (or between at least one heating resistor 13 when three or more heating resistors 13 are connected in series) By including two or more current mirror circuits (hereinafter referred to as “CM circuit”), current flows into or out of the heating resistors 13 through the CM circuit, A difference is made in the amount of current flowing through each heating resistor 13, and due to the difference, deflection is made in the direction in which the nozzles 18 (ink ejection portions) are arranged with respect to the ejection direction of the ink droplets ejected by the main operation control means. Gosuru and a sub-operation control means.
[0045]
First, prior to the description of the discharge control circuit of the present embodiment, a discharge control circuit (shown in Japanese Patent Application No. 2002-239797) serving as a basis for the discharge control circuit will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a discharge control circuit 50 including a main operation control means and a sub-operation control means having a CM circuit, which is shown in Japanese Patent Application No. 2002-239797. In the discharge control circuit 50 of FIG. 5, a portion corresponding to the main operation control means is surrounded by a one-dot chain line, and a portion corresponding to the sub operation control means is surrounded by a two-dot chain line.
In FIG. 5, resistors Rh-A and Rh-B are the resistances of the heating resistor 13 divided into two parts as described above, and both are connected in series. The resistance power source Vh is a power source for applying a voltage to the resistors Rh-A and Rh-B.
[0046]
The discharge control circuit 50 includes M1 to M21 as transistors. Transistors M4, M6, M9, M11, M14, M16, M19 and M21 are PMOS transistors, and the others are NMOS transistors. Transistors M4 and M6, transistors M9 and M11, transistors M14 and M16, and transistors M19 and M21 constitute a CM circuit, respectively. Therefore, the discharge control circuit 50 includes four sets of CM circuits.
[0047]
For example, in the CM circuit including the transistors M4 and M6, the gate and drain of the transistor M6 and the gate of the transistor M4 are connected, so that the same voltage is always applied to the transistors M4 and M6, and almost the same current flows. Has been. The same applies to other CM circuits.
The transistors M3 and M5 function as a differential amplifier of the CM circuit including the transistors M4 and M6, that is, a switching element (corresponding to the second switching element in the present invention). Here, the second switching element is for flowing current between the resistors Rh-A and Rh-B via the CM circuit or for flowing current from between the resistors Rh-A and Rh-B.
The transistors M8 and M10, the transistors M13 and M15, and the transistors M18 and M20 are second switching elements of a CM circuit including the transistors M9 and M11, the transistors M14 and M16, and the transistors M19 and M21, respectively.
[0048]
In the CM circuit including the transistors M4 and M6 and the transistors M3 and M5 which are the second switching elements, the drains of the transistors M4 and M3 and the transistors M6 and M5 are connected to each other. The same applies to the other second switching elements.
[0049]
Furthermore, the drains of the transistors M4, M9, M14, and M19 and the drains of the transistors M3, M8, M13, and M18 that form part of the CM circuit are connected to the midpoints of the resistors Rh-A and Rh-B. ing.
[0050]
The transistors M2, M7, M12, and M17 serve as constant current sources for the respective CM circuits, and their drains are connected to the sources and back gates of the transistors M3, M8, M13, and M18, respectively.
Furthermore, the transistor M1 has its drain connected in series with the resistor Rh-B, and is turned on when the discharge execution input switch A is 1 (ON), and supplies current to the resistors Rh-A and Rh-B. It is configured to flow. That is, the transistor M1 functions as a switching element (corresponding to the first switching element in the present invention) that turns on / off the supply of current to the resistors Rh-A and Rh-B.
[0051]
The output terminals of the AND gates X1 to X9 are connected to the gates of the transistors M1, M3, M5,. The AND gates X1 to X7 are of the 2-input type, while the AND gates X8 and X9 are of the 3-input type. At least one of the input terminals of the AND gates X1 to X9 is connected to the discharge execution input switch A.
[0052]
Furthermore, one input terminal of the XNOR gates X10, X12, X14, and X16 is connected to the deflection direction changeover switch C, and the other one input terminal is the deflection control switches J1 to J3 or the discharge angle. A correction switch S is connected.
The deflection direction switching switch C (deflection direction switching means) is a switch for switching to which side the ink droplet ejection direction is deflected in the direction in which the nozzles 18 are arranged. When the deflection direction changeover switch C is set to 1 (ON), one input of the XNOR gate X10 is set to 1.
The deflection control switches J1 to J3 are switches for determining the deflection amount when deflecting the ink droplet ejection direction. For example, when the input terminal J3 is 1 (ON), the XNOR gate X10 One of the inputs becomes 1.
[0053]
Further, each output terminal of the XNOR gates X10 to X16 is connected to one input terminal of the AND gates X2, X4,... And the AND gates X3, X5,.・ It is connected to one input terminal. One of the input terminals of the AND gates X8 and X9 is connected to the ejection angle correction switch K.
[0054]
Furthermore, the deflection amplitude control terminal B is a terminal for determining the current value of the transistors M2, M7,... That are constant current sources of the respective CM circuits, and is connected to the gates of the transistors M2, M7,. . When an appropriate voltage (Vx) is applied to the deflection amplitude control terminal B, Vgs (gate-source voltage) is applied to the gates of the transistors M2, M7,. Flows. Here, the transistors M2, M7,... Are different in the number of transistors connected in parallel, and therefore, in the ratio of the numbers indicated in parentheses of the transistors M2, M7,. Current flows through the transistors M3 to M2, the transistors M8 to M7,.
[0055]
Further, the source of the transistor M1 connected to the resistor Rh-B and the sources of the transistors M2, M7,... Serving as constant current sources of the CM circuits are grounded to the ground (GND).
[0056]
In the above configuration, the numbers “× N (N = 1, 2, 4, or 50)” attached to the transistors M1 to M21 in parentheses indicate the parallel state of the elements. For example, “× 1” (M12 -M21) indicates that a standard element is included, and "x2" (M7-M11) indicates that an element equivalent to two standard elements connected in parallel is included. Hereinafter, “× N” indicates that an element equivalent to N standard elements connected in parallel is included.
[0057]
As a result, the transistors M2, M7, M12, and M17 are “× 4”, “× 2”, “× 1”, and “× 1”, respectively, so that appropriate voltages are applied between the gates of these transistors and the ground. , Each drain current has a ratio of 4: 2: 1: 1.
[0058]
Next, the operation of the ejection control circuit 50 will be described. First, the description will be focused on only the CM circuit including the transistors M4 and M6 and the transistors M3 and M5 which are the switching elements.
The ejection execution input switch A is 1 (ON) only when ejecting ink droplets. In this embodiment, when ink droplets are ejected from one nozzle 18, the ejection execution input switch A is set to 1 (ON) only for a period of 1.5 μs (1/64), and the resistance power supply Vh (5 V). Power is supplied to the resistors Rh-A and Rh-B. Further, 94.5 μs (63/64) is set to the ink replenishment period of the ink liquid chamber 12 of the ink discharge unit that discharges the ink droplets by setting the discharge execution input switch A to 0 (OFF).
[0059]
For example, when A = 1, B = Vx (analog voltage), C = 1, and J3 = 1, the output of the XNOR gate X10 becomes 1, so this output 1 and A = 1 are input to the AND gate X2. As a result, the output of the AND gate X2 becomes 1. Therefore, the transistor M3 is turned on.
When the output of the XNOR gate X10 is 1, the output of the NOT gate X11 is 0. Therefore, since the output 0 and A = 1 are the inputs of the AND gate X3, the output of the AND gate X3 is 0. Thus, the transistor M5 is turned off.
[0060]
Therefore, since the drains of the transistors M4 and M3 and the drains of the transistors M6 and M5 are connected, when the transistor M3 is ON and M5 is OFF as described above, current flows from the resistor Rh-A to M3. However, no current flows through the transistor M6 because the transistor M5 is OFF. Further, due to the characteristics of the CM circuit, when no current flows through the transistor M6, no current flows through the transistor M4. Since the transistor M2 is ON, in the above-described case, a current flows only from the transistors M3 to M2 among the transistors M3, M4, M5, and M6.
[0061]
In this state, when the voltage of the resistance power supply Vh is applied, no current flows through the transistors M4 and M6, and a current flows through the resistor Rh-A. Further, since a current flows through the transistor M3, the current flows through the resistor Rh-A and then branches to the transistor M3 side and the resistor Rh-B side. The current that flows to the transistor M3 side flows through the transistor M2 that determines the value of the flowing current, and then is sent to the ground. The current flowing through the resistor Rh-B flows to the ground after flowing through the transistor M1 which is ON. Therefore, the current flowing through the resistor Rh-A and the resistor Rh-B satisfies Rh-A> Rh-B (that is, the effect of the sub operation control is the period during which the current flows through each heating element in the main operation control. ).
[0062]
The above is the case of C = 1. Next, when C = 0, that is, when only the input of the deflection direction changeover switch C is changed (the other switches A and J3 are set to 1 in the same manner as described above). ) Is as follows.
When C = 0 and J3 = 1, the output of the XNOR gate X10 is zero. As a result, the input of the AND gate X2 becomes (0, 1 (A = 1)), and the output becomes 0. Therefore, the transistor M3 is turned off.
If the output of the XNOR gate X10 becomes 0, the output of the NOT gate X11 becomes 1, so that the input of the AND gate X3 becomes (1, 1 (A = 1)), and the transistor M5 is turned on.
[0063]
When the transistor M5 is ON, a current flows through the transistor M6. However, due to this and the characteristics of the CM circuit, a current also flows through the transistor M4.
Therefore, current flows through the resistor Rh-A, the transistor M4, and the transistor M6 by the resistance power source Vh. Then, all the current flowing through the resistor Rh-A flows through the resistor Rh-B (since the transistor M3 is OFF, the current flowing out of the resistor Rh-A does not branch to the transistor M3 side). In addition, since the transistor M3 is OFF, all of the current flowing through the transistor M4 flows into the resistor Rh-B side. Furthermore, the current flowing through the transistor M6 flows through the transistor M5.
[0064]
From the above, when C = 1, the current that flows through the resistor Rh-A branches out to the resistor Rh-B side and the transistor M3 side, but when C = 0, the current flows through the resistor Rh-B. In addition to the current flowing through the resistor Rh-A, the current flowing through the transistor M4 enters. As a result, the current flowing through the resistor Rh-A and the resistor Rh-B is Rh-A <Rh-B. The ratio is symmetrical between C = 1 and C = 0.
[0065]
As described above, by making the amount of current flowing through the resistor Rh-A and the resistor Rh-B different, a bubble generation time difference on the heating resistor 13 divided into two can be provided. Thereby, the ejection direction of the ink droplet can be deflected.
Further, when C = 1 and C = 0, the deflection direction of the ink droplet can be switched to a symmetrical position in the arrangement direction of the nozzles 18.
[0066]
The above explanation is for when only the deflection control switch J3 is ON / OFF. However, if the deflection control switches J2 and J1 are further turned ON / OFF, the resistance Rh-A and the resistance Rh-B are more finely divided. The amount of current to flow can be set.
That is, the current flowing through the transistors M4 and M6 can be controlled by the deflection control switch J3, but the current flowing through the transistors M9 and M11 can be controlled by the deflection control switch J2. Furthermore, the current flowing through the transistors M14 and M16 can be controlled by the deflection control switch J1.
[0067]
As described above, a drain current having a ratio of transistors M4 and M6: transistors M9 and M11: transistors M14 and M16 = 4: 2: 1 can be passed through each transistor. As a result, the deflection direction of the ink droplet is set to (J1, J2, J3) = (0, 0, 0), (0, 0, 1), (0) using the three bits of the deflection control switches J1 to J3. 1, 0), (0, 1, 1), (1, 0, 0), (1, 0, 1), (1, 1, 0), and (1, 1, 1) in 8 steps Can be changed.
Furthermore, since the amount of current can be changed by changing the voltage applied between the gates of the transistors M2, M7, M12 and M17 and the ground, the ratio of the drain current flowing through each transistor remains 4: 2: 1. The amount of deflection per step can be changed.
[0068]
Furthermore, as described above, the deflection direction can be switched to a symmetrical position with respect to the arrangement direction of the nozzles 18 by the deflection direction changeover switch C.
In the line head of this embodiment, a plurality of heads 11 are arranged in the photographic paper width direction, and the adjacent heads 11 face each other (180 degrees with respect to the adjacent heads 11) as in the case shown in FIG. 15. Rotating and arranging), so-called staggered arrangement. In this case, if a common signal is sent from the deflection control switches J1 to J3 to the two heads 11 adjacent to each other, the deflection direction is reversed by the two heads 11 adjacent to each other. For this reason, in this embodiment, the deflection direction changeover switch C is provided so that the deflection direction of the entire head 11 can be switched symmetrically.
[0069]
Thus, when a line head is formed by arranging a plurality of heads 11 in a so-called zigzag arrangement, heads N, N + 2, N + 4,. If C = 1 is set for certain heads N + 1, N + 3, N + 5,..., The deflection direction of each head 11 in the line head can be made constant.
[0070]
FIG. 6 is a front view showing the ejection direction of the ink droplets from the heads 11 adjacent to each other in the staggered arrangement. In a plurality of heads 11 in a staggered arrangement, the adjacent heads 11 are N and N + 1, respectively. In this case, when the deflection direction changeover switch C is not provided, since the heads N and N + 1 are in a positional relationship rotated by 180 degrees, as shown in FIG. When only the ink droplet ejection direction is deflected, the head N is deflected in the Z1 direction, the head N + 1 is deflected in the Z2 direction, and is deflected in a bilaterally symmetric direction.
[0071]
However, as in the present embodiment, the deflection direction changeover switch C is provided, and the heads N and N + 1 that are adjacent to each other, for example, set C = 0 for the head N and C = 1 for the head N + 1. For example, the head N can be deflected in the Z1 direction, the head N + 1 can be deflected in the Z2 ′ direction, and the deflection direction can be made constant in the arrangement direction of the nozzles 18.
As described above, by applying the same deflection signal to other switches and changing the input of only the deflection direction changeover switch C, the deflection directions of the heads 11 in the so-called staggered arrangement can be unified.
[0072]
The ejection angle correction switches S and K are the same as the deflection control switches J1 to J3 in that they are switches for deflecting the ejection direction of the ink droplet, but for correcting the ejection angle of the ink droplet. The switch used. In the present embodiment, correction can be made with 2 bits of S and K.
First, the ejection angle correction switch K is a switch for determining whether or not to perform correction, and is set so that correction is performed when K = 1 and correction is not performed when K = 0.
The ejection angle correction switch S is a switch for determining in which direction the correction is performed with respect to the arrangement direction of the nozzles 18.
[0073]
For example, when K = 0 (when no correction is performed), one of the three inputs of the AND gates X8 and X9 is 0, so that the outputs of the AND gates X8 and X9 are both 0. Therefore, since the transistors M18 and M20 are turned off, the transistors M19 and M21 are also turned off. Thereby, there is no change in the current flowing through the resistor Rh-A and the resistor Rh-B.
[0074]
On the other hand, when K = 1, for example, if S = 0 and C = 0, the output of the XNOR gate X16 becomes 1. Therefore, since (1, 1, 1) is input to the AND gate X8, its output becomes 1, and the transistor M18 is turned ON. Since one of the inputs of the AND gate X9 becomes 0 via the NOT gate X17, the output of the AND gate X9 becomes 0 and the transistor M20 is turned OFF. Therefore, since the transistor M20 is OFF, no current flows through the transistor M21.
[0075]
Further, due to the characteristics of the CM circuit, no current flows through the transistor M19. However, since the transistor M18 is ON, a current flows out from the midpoint between the resistors Rh-A and Rh-B, and a current flows into the transistor M18. Therefore, the amount of current flowing through the resistor Rh-B can be reduced with respect to the resistor Rh-A. Thereby, the ejection angle of the ink droplet can be corrected, and the landing position of the ink droplet can be corrected by a predetermined amount in the arrangement direction of the nozzles 18.
[0076]
In addition, the above correction | amendment is performed per ink discharge part or the head 11 unit. That is, the ejection direction of ink droplets by each ink ejection section of one head 11 is generally not physically identical, and generally has some errors. Normally, the error range is defined, and if the ink droplet ejection direction (landing position) is within a predetermined range, it is handled as normal. However, for example, when the deviation of the ink droplet ejection direction of some ink ejection units is larger than that of other ink ejection units, the uniformity of the landing pitch of the ink droplets is impaired, resulting in streaks. Appear. In order to reduce such misalignment, correction is performed for each ink ejection unit (the ejection direction is deflected).
[0077]
Further, since the line head 20 has a discharge characteristic peculiar to each head 11, when the deviation in the discharge direction of the adjacent heads 11 is large, a joint between the heads 11 can be seen. As shown by, white stripes B and overlapping stripes C appear. In such a case, the ejection direction is corrected for the entire head 11 having a large ejection direction deviation.
[0078]
In addition, when correcting the ink ejection direction, once the effective correction is performed and the landing position within the specified value can be secured, then the correction amount is changed unless the characteristics of the ejection direction change over time. do not have to.
Therefore, it is determined which ink ejection portion of the head 11 needs to be corrected, which head 11 needs to be corrected, and how much correction is required when correction is necessary. Then, the ON / OFF of the discharge angle correction switches S and K may be determined so that the correction is commensurate with it.
[0079]
When such correction is performed, for example, each ink ejection unit has a 2-bit memory, and when the printer is turned on, prior to the ink droplet ejection operation (printing operation). Each head 11 may be stored (loaded) in the head 11 in advance.
In the above-described embodiment, correction is performed with 2 bits including the ejection angle correction switches S and K, but finer correction can be performed by increasing the number of switches and the number of memories.
[0080]
When deflecting the ink droplet ejection direction using the switches J1 to J3, S and K, the current (deflection current Idef) is:
(Expression 1) Idef = J3 × 4 × Is + J2 × 2 × Is + J1 × Is + S × K × Is
= (4 × J3 + 2 × J2 + J1 + S × K) × Is
It can be expressed as.
[0081]
In this equation, +1 or -1 is given to J1, J2, and J3, +1 or -1 is given to S, and +1 or 0 is given to K.
As can be understood from Equation 1, the deflection current can be set in eight stages by setting J1, J2, and J3, and correction can be performed by S and K independently of the settings of J1 to J3. it can.
[0082]
Further, since the deflection current can be set in four steps as a positive value and in four steps as a negative value, the ink deflection direction can be set in both directions in the arrangement direction of the nozzles 18. For example, in FIG. 6, it can be deflected by θ to the left with respect to the vertical direction (Z1 direction in FIG. 6), and can be deflected by θ to the right (Z2 direction in FIG. 6). Further, the value of θ, that is, the deflection amount, is obtained by continuously changing the voltage at the deflection amplitude control terminal B (the voltage that becomes the gate-source voltage Vgs of the transistors M2, M7,. Since the current value of each current source can be changed, it can be set arbitrarily.
[0083]
The discharge control circuit 50 of FIG. 5 described above has the following effects.
(1) It is possible to deflect an ink droplet ejection direction by controlling an analog amount by digital input of each switch.
(2) Since it can be integrated into a digital circuit, it is suitable for the head 11 based on an IC structure.
(3) Since the current amount is controlled, it is hardly affected by disturbances such as voltage fluctuations, and stable operation can be ensured even in a current type (thermal type) head 11 through which a large current flows.
[0084]
(4) Since a digital circuit is used until just before the final stage for ejecting ink droplets, stable control can be performed without being affected by the temperature rise of the head 11 or the like.
(5) The PMOS transistor is generally inferior in breakdown voltage and current characteristics, but in the configuration as described above, it is only used as a CM circuit, and the dividing points and resistors of the resistors Rh-A and Rh-B Since it is between the power supply Vh and always takes a voltage of 1/2 Vh or less, the PMOS transistor can be used without any problem.
[0085]
For example, when the above-described ejection control circuit 50 is mounted on the head 11 having a resolution of 300 dpi (the interval between the nozzles 18 is 84.6 μm), no particular problem occurs. However, in the case of the present embodiment, when the head 11 having a resolution of, for example, 600 dpi (nozzle 18 spacing is 42.3 μm) or more is mounted with a head chip size substantially the same as that of the 300 dpi resolution, this ejection is performed. It was necessary to further simplify the control circuit 50.
[0086]
FIG. 7 is a diagram showing a simplified embodiment (discharge control circuit 50A) of the discharge control circuit 50 shown in FIG.
In the discharge control circuit 50 of FIG. 5, four sets of CM circuits are provided, but the discharge control circuit 50A of FIG. 7 is provided with only one set of CM circuits (consisting of transistors M31 and M32), and the entire circuit is simplified. It is a plan to make it. 5, the transistors M4 and M6 are “× 4”, the transistors M9 and M11 are “× 2”, the transistors M14 and M16, and the transistors M19 and M21 are “× 1”. However, in the discharge control circuit 50A shown in FIG. 7, "x8" transistors are used as the transistors M31 and M32 in order to make the capacitance equal to all these transistors.
[0087]
Here, when “× 8” transistors are used as the transistors M31 and M32, the size thereof also increases.
However, when a transistor is arranged in a circuit, eight wiring terminals are required for each transistor, such as a drain and a source. For this reason, rather than arranging a large number of transistors and providing eight wirings from each transistor, the area required for one transistor is greatly increased if eight transistors are provided from one transistor even if the transistor itself is large. Get smaller.
Therefore, if only one set of CM circuits is used like the discharge control circuit 50A in FIG. 7, the circuit can be simplified while performing the same function as the discharge control circuit 50 in FIG.
[0088]
Next, the dedicated circuit and the common circuit in this embodiment will be described. First, the reason why it can be divided into a dedicated circuit and a common circuit will be described.
Once ink droplets are ejected from the ink ejection unit, the ink disappears in the ink liquid chamber 12 due to the ejection, so that the ink is physically replenished in the ink liquid chamber 12 through the ink flow path. Therefore, it is required that the ink flows from the surroundings and the ink in the ink liquid chamber 12 is restored to the state before ejection.
[0089]
Thus, the period required for replenishing ink into the ink chamber 12 is called a refill period, and is set to about 1 / 300,000 to 1/10000 seconds (about 30 to 100 times the ejection period). For this reason, ink droplets cannot be continuously ejected from the same ink ejecting portion, and even if a plurality of ink ejecting portions are arranged in parallel, each ink ejecting portion (the ejecting portion) is assumed to take a certain moment. The control circuit) is only operating for a fraction of the time.
[0090]
In addition, when ink is supplied to each ink liquid chamber 12, the ink is supplied from a common ink flow path to the ink discharge section, so that the ink is discharged from a certain ink discharge section, and the ink flow path If there is a phenomenon accompanied by the movement of the ink entering the ink liquid chamber 12 within the ink liquid chamber 12, it is conducted as a wave to the ink liquid chamber 12 of the other ink discharge section. The influence of the ink discharge portion located in the vicinity of the ink liquid chamber 12 cannot be ignored.
[0091]
Specifically, this influence appears as a change in the liquid level (meniscus) at the tip of the nozzle 18, and when it is affected by the operation of ejecting ink droplets from other ink ejection units, When the ink droplets are ejected from the ink droplets, the variation of the meniscus causes a variation in the size of the ink droplets to be ejected, resulting in a variation in dot size, that is, uneven image quality. In order to avoid such a problem, the ink ejection units located in the vicinity are not operated simultaneously or within the refill period. Therefore, there is no particular problem even if a circuit shared by several ink ejection units arranged in series is provided and used in a time-sharing manner.
[0092]
Therefore, in the present invention, the plurality of ink ejection units arranged in parallel are divided into a plurality of blocks, and a plurality of ink ejection units belong to each block, and a dedicated circuit is provided for each ink ejection unit, and a common circuit is provided. Is provided for each block.
The common circuit is a circuit shared by all the ink ejection units belonging to the block, and includes at least a part of the main operation control unit or the sub operation control unit, and any one ink ejection unit belonging to the block Used to eject ink droplets from
[0093]
FIG. 8 is a circuit diagram showing an embodiment in which a dedicated circuit and a common circuit are provided in the liquid ejection apparatus of the present invention. In FIG. 8, the dedicated circuit is a circuit necessary for each ink ejection unit. This dedicated circuit includes all parts necessary for the main operation control means and part necessary for the sub operation control means. On the other hand, the common circuit is a circuit that only needs to be provided for a plurality of ink ejection units arranged in series as described above. In this embodiment, a circuit for supplying a current to the second switching element necessary for the sub operation control means is set as a common circuit.
[0094]
In FIG. 8, a resistor Rh-A, a resistor Rh-B, and a transistor M1 are the same as those shown in FIG. The CM circuit including the transistors M31 and M32 is the same as that shown in FIG. Furthermore, the transistor which becomes the switching element (second switching element) of this CM circuit is composed of only the transistors M33 and M34. That is, four sets as shown in FIG. 7 are not provided, but only one set. However, in FIG. 7, the transistors M3 and M5 are “× 4”, the transistors M8 and M10 are “× 2”, the transistors M13 and M15, and the transistors M18 and M20 are “× 1”, respectively. In order to make the capacitance equal to that of the transistor, “× 8” transistors are used for the transistors M33 and M34.
[0095]
The source and back gate of the transistor M1 are grounded to the ground. The sources of the transistors M33 and M34 are connected to a common circuit (current source), and the back gates are grounded. The NOR gates X21, X22, and X23 connected to the gates of the transistors M1, M33, and M34 and their input terminals will be described later.
[0096]
In providing a common circuit, it is possible to save the common circuit by increasing the number of ink ejection units in one block. However, first, the sum of the stray capacitances of the elements that are not connected to each other in the operating state affects the circuit in the operating state, and the number of wirings does not save space as expected. Second, if the number of ink discharge portions of one common circuit is increased, the number of ink discharge portions that can be discharged at the same time decreases, and the printing speed decreases. Therefore, it is appropriate to match the purpose of the liquid discharge device. It is necessary to select an appropriate number of blocks. The upper limit of the number of ink ejecting portions of one common circuit is (the number of all ink ejecting portions in the head 11) / (the number of ink ejecting portions ejected simultaneously).
[0097]
FIG. 9 is a diagram illustrating the concept of a dedicated circuit, a common circuit, and a block. In the example of FIG. 9, four continuous ink ejection units are set as one block, but the number of ink ejection units in one block is arbitrary as described above.
As shown in FIG. 9, the four dedicated circuits are provided with one common circuit. As shown in FIG. 8, the common circuit is a circuit (current source element is a current source) for the transistors M33 and M34. Circuit), and is connected to all dedicated circuits.
In addition, each head 11 is provided with a circuit (for overall control) connected to all common circuits, and controls connections between blocks, signal distribution, external signal input, and the like. Do.
[0098]
Next, a circuit including a current source element that supplies current to the transistors M33 and M34, which is a common circuit of the present embodiment, will be described.
FIG. 10 is a diagram illustrating the concept of a current source circuit that is a common circuit in the present embodiment. In FIG. 10, the current source In The output current from (n = 1, 2,...) Is the voltage Vx applied to the Z control terminal (corresponding to the deflection amplitude control terminal B in FIG. 5) (the gates of the transistors M2, M7,. The output current is proportionally changed by the change of the voltage Vx.
In this case, if m is a coefficient, the nth current source In Output current value I fromn Is
(Formula 2) In = M · f (Vx)
It can be expressed as.
[0099]
And current source In Can be turned ON / OFF by the input of the control terminal D,
(Formula 3) In = D · m · f (Vx); D is 1 (conducting) or 0 (cutting off)
It can be expressed as.
Furthermore, such a current source In Current sources I when n are connected in parallel (in parallel)n Total current value I fromM Is
(Formula 4) IM = (Dn ・ Mn + Dn-1 ・ Mn-1 + ・ ・ + D1 ・ M1 ) .F (Vx); mn Is the coefficient, Dn Is 1 or 0
It can be expressed as.
[0100]
Therefore, by using a common circuit represented by Equation 4, by inputting 1 or 0 to each control terminal D, the current value IM Can be changed. Furthermore, each current source In By changing Vx that commonly controls f (Vx) of IM Is arbitrarily scaled (Dn To change the total current while keeping the same percentage effect on the total when controlling the current.
[0101]
In the above equation 4, when the common circuit as shown in FIG. 10 is realized, each current source In Control using a binary system is preferable as a coefficient of the above, that is, weighting. This is because by using the binary system, the circuit configuration becomes the simplest and the number of elements used is reduced.
When the above equation 4 is weighted in binary,
(Formula 5) IM = (2n ・ Dn +2n-1 ・ Dn-1 + ・ ・ +2 ・ D2 + D1 ) ・ F (Vx)
It can be expressed as.
[0102]
FIG. 11 is a diagram showing a specific common circuit when n = 3 in the above formula 5. In FIG. 11, the control terminal Z corresponds to the control terminal Z in FIG. 10 (corresponding to the first control terminal in the present invention), and the control terminals D1 to D3 are the control terminals D in FIG.n (Corresponding to the second control terminal in the present invention).
[0103]
In the common circuit of FIG. 11, the current source element group is composed of three current source elements. That is, (1) a current source element comprising the transistor M42 (the input is the control terminal D1), (2) a current source element comprising the two transistors M44 and M46 (the input is the control terminal D2), and ▲ 3) A current source element group is formed by connecting in parallel three current source elements of the current source element composed of four transistors M48, M50, M52 and M54 (the input is the control terminal D3). Yes.
Each current source element is composed of “× 1” unit elements (NMOS transistors), or these unit elements connected in parallel.
Furthermore, as switching elements of the current source elements, transistors (transistors M41, M43, M45, M47, M49) having the same current capacity (Id-Vgs characteristics) as the transistors are included in the transistors constituting the current source elements. , M51 and M53) are connected, and the control terminals D1 to D3 are connected to the gates of the respective transistors serving as the switching elements.
[0104]
In the above formula 5, when n = 3,
(Formula 6) IM = (4 · D3 + 2 · D2 + D1) · f (Vx)
It can be expressed as.
[0105]
In FIG. 11, as in FIG. 10, if an appropriate voltage Vx is applied between the control terminal Z and the ground and the input of the control terminal D1 is set to 1, the transistor M41 is turned on, so the potential of the transistor M42 is approximately The drain current I when the gate voltage of about Vx is applied to the transistor M42 is the ground potential.d Flows.
Therefore, if the control terminals D2 and D3 are input 0,
IM = Id
It becomes.
[0106]
If the input of the control terminal D2 is set to 1 instead of the control terminal D1, the two transistors M43 and M45 are simultaneously turned on at this time, so that a current twice as large as that when the control terminal D1 is ON is generated. Flowing.
Therefore, if the control terminals D1 and D3 are input 0,
IM = 2 ・ Id
It becomes.
[0107]
Similarly, when the input of only the control terminal D3 is set to 1, the four transistors M47, M49, M51 and M53 are turned on at the same time, so that four times as much current flows as compared with the case where only the control terminal D1 is the input 1. It will be.
Therefore,
IM = 4 · Id
It becomes.
[0108]
From the above, if the control terminals D1, D2 and D3 are operated independently,
(Formula 7) IM = (4 ・ D3 + 2 ・ D2 + D1) ・ Id
It becomes.
That is, IM Can be controlled by independently operating the control terminals D1 to D3.d As one step, 0 (Id ) ~ 7 (Id 8) (3 bits), and if the voltage applied to Vx is changed, Id Since the value of can be changed, the entire current can also be changed proportionally.
[0109]
12 is a diagram showing a discharge control circuit 50B that combines the dedicated circuit shown in FIG. 8 and the common circuit shown in FIG.
The discharge control circuit 50B in FIG. 12 differs from the dedicated circuit in FIG. 8 in that a NOT gate X24 is provided and a polarity conversion switch Dp for changing the polarity is provided.
[0110]
Further, the discharge control circuit 50B of FIG. 12 differs from the common circuit of FIG. 11 in that the switching element and the current source element connected to the control terminal D3 include transistors M61 and M62 having a capacitance of “× 4”, respectively. The switching element and the current source element connected to the control terminal D2 are configured by transistors M63 and M64 each having a capacitance of “× 2”. In the circuit of FIG. 11, each transistor is connected in parallel with a unit element having a capacity of “× 1”. However, in order to simplify each of the transistors, the parallel connection of the transistor shown in FIG. -Vgs characteristics are made equivalent and the number of transistors is small.
[0111]
In the dedicated circuit of FIG. 12, the discharge execution input switch A is negative logic for convenience of IC design in this embodiment, and 0 is input to A during driving. In this respect, the discharge control circuit 50 in FIG.
Therefore, when driving, A = 0 is input, and the input to the NOR gate X21 is (0, 0). Therefore, the output is 1, and the transistor M1 is turned on.
In addition, when A = 0, when Dp = 0 is input, the input to the NOR gate X22 is (0, 0), so the output is 1, and the transistor M33 is turned on. Furthermore, in the above case (A = 0, Dp = 0), the input to the NOR gate X23 is (1, 0), so the output is 0, and the transistor M34 is turned off.
[0112]
In this case, a current flows from the transistors M31 to M33, but no current flows from the transistors M32 to M34. Furthermore, due to the characteristics of the CM circuit, when no current flows through the transistor M32, no current flows through the transistor M31.
[0113]
In this state, when the voltage of the resistance power supply Vh is applied, no current flows through the transistors M31 and M32, and a current flows through the resistor Rh-A. In addition, since a current flows through the transistor M33, the current flows through the resistor Rh-A, and then branches to the transistor M33 side and the resistor Rh-B side. The current flowing to the transistor M33 side is sent to the ground. The current flowing through the resistor Rh-B flows to the ground after flowing through the transistor M1 which is ON. Therefore, the current flowing through the resistor Rh-A and the resistor Rh-B satisfies Rh-A> Rh-B (that is, the effect of the sub operation control is the period during which the current flows through each heating element in the main operation control. ).
[0114]
On the other hand, when A = 0 and Dp = 1 are input, since the input to the NOR gate X21 is (0, 0) as described above, the output is 1, and the transistor M1 is turned on.
Since the input to the NOR gate X22 is (1, 0), the output is 0, and the transistor M33 is turned off. Furthermore, since the input to the NOR gate X23 is (0, 0), the output is 1, and the transistor M34 is turned on. When the transistor M34 is ON, a current flows through the transistor M32. However, due to this and the characteristics of the CM circuit, a current also flows through the transistor M31.
[0115]
Therefore, when the voltage of the resistance power supply Vh is applied, a current flows through the resistor Rh-A and the transistors M31 and M32. All of the current flowing through the resistor Rh-A flows through the resistor Rh-B (since the transistor M33 is OFF, the current flowing out of the resistor Rh-A does not branch to the transistor M33 side). Further, since the transistor M33 is OFF, all the current flowing through the transistor M31 flows into the resistor Rh-B side. Furthermore, the current flowing through the transistor M32 flows through the transistor M34.
[0116]
Therefore, in addition to the current flowing through the resistor Rh-A, the current flowing through the transistor M31 enters the resistor Rh-B. As a result, the current flowing through the resistor Rh-A and the resistor Rh-B is Rh-A <Rh-B.
As described above, similarly to the discharge control circuit 50 or 50A shown in FIG. 5 or FIG. 7, current can flow out between the resistors Rh-A and Rh-B, and the resistors Rh-A and Rh-B. A current can also flow between them.
[0117]
Next, the difference between the discharge control circuit 50 shown in FIG. 5 and the discharge control circuit 50B shown in FIG. 12 will be described.
The discharge control circuit 50 in FIG. 5 does not have a function of turning on / off the current source circuit itself, and has three states of the second switching element, that is, a state of “0” that prevents current from flowing, The state is either “+” or “−” when a current is applied.
[0118]
However, the second switching element substantially takes the state of “0” only when there is no ejection command (standby), and in the operating state, the current I which is the output of the second switching element.M Is
(Formula 8) IM = (4 ・ J3 + 2 ・ J2 + J1) ・ Id
It becomes. Here, Expression 8 is the same as Expression 7, but in Expression 8, J1 to J3 take +1 or -1.
Therefore, Im Is −7 to +7 (× Id 8 values (-7, -5, -3, -1, +1, +3, +5, +7).
[0119]
On the other hand, since the discharge control circuit 50B of FIG. 12 has the polarity conversion switch Dp in addition to the three control terminals D1, D2, and D3, the total is 4 bits, and the output current IM Is
(Formula 9) IM = Dp · (4 · D3 + 2 · D2 + D1) · Id Dp and D1-D3 are 1 or 0
It becomes.
[0120]
Therefore, in Equation 9, IM Is −7 to +7 (× Id ) Up to 15 values one by one.M Will change differently.
This occurs because the inputs of the control terminals D1 to D3 are all zero. The current value I that can be set when this equation 9 is followedM The number of is an odd number including 0.
[0121]
FIG. 13 shows the current output I when the inputs of the deflection control switches J1, J2 and J3 in the discharge control circuit 50 of FIG. 5 are changed.M (Equation 8) and the current output I when the inputs of the control terminals D1, D2 and D3 and the polarity conversion switch Dp in the discharge control circuit 50B of FIG. 12 are changed.M It is a figure which shows the difference with (Formula 9). In FIG. 13, the current output I based on Equation 8M Is represented by a white circle and the current output I based on Equation 9M Is indicated by a black circle.
[0122]
In the case of the discharge control circuit 50 of FIG. 5, by changing the inputs of the deflection control switches J1, J2 and J3, the output current value does not include 0, and is evenly symmetric with positive and negative across 0. It is a value that changes with an individual difference as well as changes to individual values (that is, changes in an arithmetic sequence, and the sum of the arithmetic sequences is 0).
On the other hand, in the case of the discharge control circuit 50B of FIG. 12, the change in the output current value is not symmetric and is an odd number in total. Further, the output current value changes from 0 to −7, and then jumps to 0 again (the sign is changed halfway).
This is not convenient for controlling the deflection discharge. Therefore, Equation 9 is made equal to Equation 8.
[0123]
First, in Expression 9, by always providing the input 1 to the control terminal D1 (the case where D1 = 0 is eliminated), the current output can be made even.
In Equation 9, when D1 = 1,
(Formula 10) IM = Dp · (4 · D3 + 2 · D2 + 1) · Id = (4 · Dp · D3 + 2 · Dp · D2 + Dp) · Id = (4 ・ J3 + 2 ・ J2 + J1) ・ Id
It becomes.
[0124]
If a code conversion circuit capable of obtaining the same output with the same input signal is interposed, the discharge control circuit 50B in FIG. 12 is equivalent to the discharge control circuit 50 in FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating a specific example of the code conversion circuit 60 of the present embodiment. In FIG. 14, on the input side, as in the ejection control circuit 50 of FIG. 5, there are provided input portions for deflection control switches J1, J2 and J3 and an input portion for a clock pulse Ck.
[0125]
In this example, X33 to X35 which are latches or DFFs for aligning timing are provided via XOR gates X31 and X32 so that the input values of the polarity conversion switch Dp and the control terminals D1, D2 and D3 can be output. It is. If this code conversion circuit 60 is attached to the common circuit of FIG. 12, the output current value I as shown in FIG.M Is −7 to +7 (× Id 8 values (-7, -5, -3, -1, +1, +3, +5, +7).
[0126]
As described above, the discharge control circuit 50B of the present embodiment has the following effects in addition to the effects of the discharge control circuit 50 of FIG.
(1) The dedicated circuit for each ink ejection unit can be configured by only one set of CM circuits and a second switching element for controlling the current flow of the CM circuits, so that the circuit can be simplified. be able to.
(2) In the dedicated circuit, since the current capacity of one transistor is increased in both the CM circuit and the second switching element, the area required for the wiring of the transistor can be reduced.
(3) Since only one set of CM circuits is provided in the dedicated circuit, there are basically only two logic circuits for controlling the gate voltage, and the number can be greatly reduced.
[0127]
(4) Only one common circuit needs to be provided for one block (a plurality of ink ejection units), and only one common wiring is required between the common circuit and the dedicated circuit. Little space is needed.
(5) By providing the code conversion circuit 60 as shown in FIG. 14, it is possible to ensure the same usability as before the separation into the dedicated circuit and the common circuit (the discharge control circuit 50 in FIG. 5).
(6) Further, as a result of the simplification of the circuit as described above, the head 11 as a whole can be reduced in size, and if the ejection control circuit 50 in FIG. Although it was a limit, by mounting the ejection control circuit 50B on the head 11, it is possible to realize 600 dpi or more with exactly the same specifications.
[0128]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following various deformation | transformation is possible.
(1) In this embodiment, three control terminals D1 to D3 (in FIG. 5, J1 to J3 as three deflection control switches) are provided, but the number is arbitrary, how many and how many bits are provided. It is arbitrary whether to perform the control.
(2) In the present embodiment, the heating resistor 13 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and any heating element that generates thermal energy for discharging liquid may be used. .
[0129]
(3) In the present embodiment, the line head 20 used in the ink jet printer is taken as an example, but the present invention can also be applied to a serial printer using the head 11 alone. In the case of the head 11 alone, the deflection direction changeover switch C is unnecessary.
(4) The present invention is not limited to a printer and can be applied to various liquid ejecting apparatuses. For example, the present invention can be applied to an apparatus for discharging a DNA-containing solution for detecting a biological sample.
[0130]
【The invention's effect】
According to the present invention, streaks can be made inconspicuous by deflecting the liquid ejection direction, and when the means for deflecting the liquid ejection direction is incorporated in the head, the entire circuit is simplified (small size). To achieve high resolution heads.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a head to which a liquid ejection apparatus according to the present invention is applied.
2A and 2B are a plan view and a side sectional view showing in more detail the arrangement of heating resistors of the head of FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating deflection in the ink ejection direction.
FIGS. 4A and 4B are simulation results showing a relationship between a difference in bubble generation time of ink by each heating resistor and an ink ejection angle in the case of having divided heating resistors; c) is actual measurement data indicating the relationship between the difference in the amount of current between the divided heating resistors (deflection current) and the amount of deflection.
FIG. 5 is a diagram showing a discharge control circuit including main operation control means and sub-operation control means having a CM circuit.
FIG. 6 is a front view showing the ejection direction of ink droplets from the heads adjacent to each other in a staggered arrangement.
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment in which the discharge control circuit shown in FIG. 5 is simplified.
FIG. 8 is a diagram showing an embodiment in which a dedicated circuit and a common circuit are provided in the liquid ejection apparatus of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating the concept of a dedicated circuit, a common circuit, and a block.
FIG. 10 is a diagram for explaining a concept of a current source circuit that is a common circuit in the present embodiment;
FIG. 11 is a diagram illustrating a specific common circuit.
12 is a diagram showing a discharge control circuit in which the dedicated circuit shown in FIG. 8 and the common circuit shown in FIG. 11 are combined.
13 is a current output when the input of the deflection control switch in the discharge control circuit of FIG. 5 is changed; and a current output when the input of the control terminal and the polarity conversion switch in the discharge control circuit of FIG. 12 is changed. It is a figure which shows the difference.
FIG. 14 is a diagram showing a specific example of the code conversion circuit of the present embodiment.
FIG. 15 is a plan view showing a conventional line head.
FIGS. 16A and 16B are a cross-sectional view and a plan view showing a printing state of the line head shown in FIG.
[Explanation of symbols]
11 heads
12 Ink chamber
13 Heating resistor (heating element)
14 Substrate material
15 Semiconductor substrate
17 Nozzle sheet
18 nozzles
20 line head
50, 50A, 50B Discharge control circuit
60 Code conversion circuit
A Discharge execution input switch
D1 to D3 control terminal (second control terminal)
Dp polarity conversion switch
J1-J3 deflection control switch
M1-M21, M31-M34, M41-M54, M61-M66 Transistors
M1 first switching element
M31 and M32 current mirror circuit
M33 and M34 second switching element
M42, M44 and M46, and M48, M50, M52 and M54 Current source elements
M41 to M54 unit elements
Vh resistance power supply
Z control terminal (first control terminal)

Claims (8)

吐出すべき液体を収容する液室と、
前記液室内に配置されるとともに電流の供給により前記液室内の液体に気泡を発生させる発熱素子と、
前記発熱素子による前記気泡の生成に伴って前記液室内の液体を吐出させるためのノズルと
を含む液体吐出部を特定方向に複数並設したヘッドを備える液体吐出装置であって、
１つの前記液室内には、直列に接続された複数の前記発熱素子が前記特定方向に並設されており、
１つの前記液室内における全ての前記発熱素子に同一量の電流を流すことで、前記ノズルから液体を吐出するように制御する主操作制御手段と、
１つの前記液室内における全ての前記発熱素子に電流を流すとともに、少なくとも１つの前記発熱素子と、他の少なくとも１つの前記発熱素子に流れる電流量に差異を設け、その差異によって、前記主操作制御手段により吐出される液体の吐出方向に対して前記特定方向に偏向させるように制御する副操作制御手段とを備え、
前記特定方向に並設された複数の前記液体吐出部を複数のブロックに分けるとともに、各前記ブロックに複数の前記液体吐出部が属するようにし、
各前記液体吐出部ごとに設けられた専用回路と、
各前記ブロックごとに設けられ、前記ブロックに属する複数の前記液体吐出部が共有する回路であって、前記主操作制御手段又は前記副操作制御手段の少なくとも一部を含み、前記ブロックに属するいずれか１つの前記液体吐出部から液体を吐出させるための共通回路とを備える
ことを特徴とする液体吐出装置。A liquid chamber containing the liquid to be discharged;
A heating element disposed in the liquid chamber and generating bubbles in the liquid in the liquid chamber by supplying a current;
A liquid ejection apparatus including a head in which a plurality of liquid ejection units including a nozzle for ejecting the liquid in the liquid chamber in association with the generation of the bubbles by the heat generating element are arranged in a specific direction;
In one liquid chamber, a plurality of the heating elements connected in series are arranged in parallel in the specific direction,
Main operation control means for controlling to discharge liquid from the nozzle by flowing the same amount of current through all the heating elements in one liquid chamber;
A current is allowed to flow to all the heating elements in one liquid chamber, and a difference is provided in the amount of current flowing to at least one of the heating elements and at least one other heating element. Sub-operation control means for controlling to deflect in the specific direction with respect to the discharge direction of the liquid discharged by the means,
While dividing the plurality of liquid ejection units arranged in parallel in the specific direction into a plurality of blocks, a plurality of the liquid ejection units belong to each of the blocks,
A dedicated circuit provided for each of the liquid ejection sections;
A circuit provided for each of the blocks and shared by a plurality of the liquid ejection units belonging to the block, including at least a part of the main operation control means or the sub operation control means, and belonging to the block A liquid ejecting apparatus comprising: a common circuit for ejecting liquid from one liquid ejecting section. 請求項１に記載の液体吐出装置において、
１つの前記液室内の直列に接続された複数の前記発熱素子の一方端は、前記発熱素子に電流を供給する電源に接続され、他方端は、前記発熱素子への電流の供給をオン／オフする第１スイッチング素子に接続され、
前記専用回路は、
直列に接続された複数の前記発熱素子のうち、少なくとも１つの前記発熱素子間に接続された１つのカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路を介して前記発熱素子間に電流を流入するか又は前記発熱素子間から電流を流出させるように制御する複数の第２スイッチング素子とを備える
ことを特徴とする液体吐出装置。The liquid ejection apparatus according to claim 1,
One end of a plurality of the heating elements connected in series in one liquid chamber is connected to a power source that supplies current to the heating element, and the other end turns on / off current supply to the heating element Connected to the first switching element
The dedicated circuit is
One current mirror circuit connected between at least one of the plurality of heating elements connected in series; and
A liquid ejecting apparatus comprising: a plurality of second switching elements that are controlled to flow current between the heat generating elements or flow current from between the heat generating elements via the current mirror circuit. 請求項１に記載の液体吐出装置において、
１つの前記液室内の直列に接続された複数の前記発熱素子の一方端は、前記発熱素子に電流を供給する電源に接続され、他方端は、前記発熱素子への電流の供給をオン／オフする第１スイッチング素子に接続され、
前記専用回路は、
直列に接続された複数の前記発熱素子のうち、少なくとも１つの前記発熱素子間に接続された１つのカレントミラー回路と、
一対のスイッチング素子からなり、いずれか一方の前記スイッチング素子を入力１とし他方の前記スイッチング素子を入力０としたときには前記カレントミラー回路を介して前記発熱素子間に電流を流入させ、前記一方のスイッチング素子を入力０とし前記他方のスイッチング素子を入力１としたときには前記カレントミラー回路を介して前記発熱素子間から電流を流出させ、かつ前記一対のスイッチング素子の双方を入力０としたときには前記カレントミラー回路を介して前記発熱素子間への電流の流入及び前記発熱素子間からの電流の流出がないように制御する第２スイッチング素子とを備える
ことを特徴とする液体吐出装置。The liquid ejection apparatus according to claim 1,
One end of a plurality of the heating elements connected in series in one liquid chamber is connected to a power source that supplies current to the heating element, and the other end turns on / off current supply to the heating element Connected to the first switching element
The dedicated circuit is
One current mirror circuit connected between at least one of the plurality of heating elements connected in series; and
It is composed of a pair of switching elements, and when one of the switching elements is input 1 and the other switching element is input 0, a current is caused to flow between the heating elements via the current mirror circuit to switch the one switching element. When the element is input 0 and the other switching element is input 1, current flows out between the heating elements via the current mirror circuit, and when both the pair of switching elements are input 0, the current mirror A liquid ejecting apparatus comprising: a second switching element that performs control so that current does not flow between the heat generating elements and current flows between the heat generating elements via a circuit. 請求項１に記載の液体吐出装置において、
１つの前記液室内の直列に接続された複数の前記発熱素子の一方端は、前記発熱素子に電流を供給する電源に接続され、他方端は、前記発熱素子への電流の供給をオン／オフする第１スイッチング素子に接続され、
前記専用回路は、
直列に接続された複数の前記発熱素子のうち、少なくとも１つの前記発熱素子間に接続された１つのカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路を介して前記発熱素子間に電流を流入するか又は前記発熱素子間から電流を流出させるように制御する第２スイッチング素子とを備え、
前記共通回路は、
前記第２スイッチング素子の電流源となる電流源素子と、
前記電流源素子から前記第２スイッチング素子に供給する電流値をアナログ的に制御する第１制御端子と、
前記電流源素子から前記第２スイッチング素子への電流の供給をオン／オフする第２制御端子とを備える
ことを特徴とする液体吐出装置。The liquid ejection apparatus according to claim 1,
One end of a plurality of the heating elements connected in series in one liquid chamber is connected to a power source that supplies current to the heating element, and the other end turns on / off current supply to the heating element Connected to the first switching element
The dedicated circuit is
One current mirror circuit connected between at least one of the plurality of heating elements connected in series; and
A second switching element for controlling current to flow between the heat generating elements via the current mirror circuit or to flow current between the heat generating elements,
The common circuit is:
A current source element serving as a current source of the second switching element;
A first control terminal for analogly controlling a current value supplied from the current source element to the second switching element;
A liquid ejection apparatus comprising: a second control terminal that turns on / off current supply from the current source element to the second switching element. 請求項１に記載の液体吐出装置において、
１つの前記液室内の直列に接続された複数の前記発熱素子の一方端は、前記発熱素子に電流を供給する電源に接続され、他方端は、前記発熱素子への電流の供給をオン／オフする第１スイッチング素子に接続され、
前記専用回路は、
直列に接続された複数の前記発熱素子のうち、少なくとも１つの前記発熱素子間に接続された１つのカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路を介して前記発熱素子間に電流を流入するか又は前記発熱素子間から電流を流出させるように制御する第２スイッチング素子とを備え、
前記共通回路は、
前記第２スイッチング素子の電流源となる電流源素子が複数並列に接続されることにより構成された電流源素子群と、
複数の前記電流源素子に共通に接続された端子であって、前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給する電流値をアナログ的に制御する第１制御端子と、
各前記電流源素子にそれぞれ設けられ、各前記電流源素子から前記第２スイッチング素子への電流の供給をオン／オフする第２制御端子とを備え、
前記第１制御端子に与える電位を制御することで各前記電流源素子の電流比を一定に保持するとともに、各前記電流源素子の前記第２制御端子にそれぞれ独立して入力１又は０を与えることにより前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給する電流値を制御する
ことを特徴とする液体吐出装置。The liquid ejection apparatus according to claim 1,
One end of a plurality of the heating elements connected in series in one liquid chamber is connected to a power source that supplies current to the heating element, and the other end turns on / off current supply to the heating element Connected to the first switching element
The dedicated circuit is
One current mirror circuit connected between at least one of the plurality of heating elements connected in series; and
A second switching element for controlling current to flow between the heat generating elements via the current mirror circuit or to flow current between the heat generating elements,
The common circuit is:
A current source element group configured by connecting a plurality of current source elements serving as a current source of the second switching element in parallel;
A first control terminal that is connected in common to the plurality of current source elements, and that analogally controls a current value supplied from the current source element group to the second switching element;
A second control terminal provided on each of the current source elements, for turning on / off the supply of current from each of the current source elements to the second switching element;
By controlling the potential applied to the first control terminal, the current ratio of each current source element is kept constant, and the input 1 or 0 is applied independently to the second control terminal of each current source element. Thereby, the current value supplied from the current source element group to the second switching element is controlled. 請求項１に記載の液体吐出装置において、
１つの前記液室内の直列に接続された複数の前記発熱素子の一方端は、前記発熱素子に電流を供給する電源に接続され、他方端は、前記発熱素子への電流の供給をオン／オフする第１スイッチング素子に接続され、
前記専用回路は、
直列に接続された複数の前記発熱素子のうち、少なくとも１つの前記発熱素子間に接続された１つのカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路を介して前記発熱素子間に電流を流入するか又は前記発熱素子間から電流を流出させるように制御する第２スイッチング素子とを備え、
前記共通回路は、
前記第２スイッチング素子の電流源となる電流源素子が複数並列に接続されることにより構成された電流源素子群と、
複数の前記電流源素子に共通に接続された端子であって、前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給する電流値をアナログ的に制御する第１制御端子と、
各前記電流源素子にそれぞれ設けられ、各前記電流源素子から前記第２スイッチング素子への電流の供給をオン／オフする第２制御端子とを備え、
前記第１制御端子に与える電位を制御することで各前記電流源素子の電流比を一定に保持するとともに、各前記電流源素子の前記第２制御端子にそれぞれ独立して入力１又は０を与えることにより前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給する電流値を制御し、
各前記電流源素子は、同一特性を有する単位素子が１又は複数並列接続されることにより構成され、
並列に接続された複数の前記電流源素子は、前記単位素子数が２の累乗の比率となるように並設され、
各前記電流源素子の前記第２制御端子にそれぞれ独立して入力１又は０を与えたときに、前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給される電流値Ｉが、
Ｉ＝（２ｎ ・Ｄｎ ＋２ｎ−１ ・Ｄｎ−１ ＋・・＋２・Ｄ２ ＋Ｄ１ ）・Ｉ０
（Ｉ０ は、前記単位素子から供給される電流値。ｎは、前記電流源素子に接続された前記第２制御端子の総数。Ｄ１ 、Ｄ２ 、・・Ｄｎ は、各前記電流源素子の前記第２制御端子の入力１又は０。）
を満たすように、電流値Ｉを２の累乗単位で変化させる
ことを特徴とする液体吐出装置。The liquid ejection apparatus according to claim 1,
One end of a plurality of the heating elements connected in series in one liquid chamber is connected to a power source that supplies current to the heating element, and the other end turns on / off current supply to the heating element Connected to the first switching element
The dedicated circuit is
One current mirror circuit connected between at least one of the plurality of heating elements connected in series; and
A second switching element for controlling current to flow between the heat generating elements via the current mirror circuit or to flow current between the heat generating elements,
The common circuit is:
A current source element group configured by connecting a plurality of current source elements serving as a current source of the second switching element in parallel;
A first control terminal that is connected in common to the plurality of current source elements, and that analogally controls a current value supplied from the current source element group to the second switching element;
A second control terminal provided on each of the current source elements, for turning on / off the supply of current from each of the current source elements to the second switching element;
By controlling the potential applied to the first control terminal, the current ratio of each current source element is kept constant, and the input 1 or 0 is independently applied to the second control terminal of each current source element. By controlling the current value supplied from the current source element group to the second switching element,
Each of the current source elements is configured by connecting one or a plurality of unit elements having the same characteristics in parallel,
The plurality of current source elements connected in parallel are arranged in parallel so that the number of unit elements is a power of two.
When an input 1 or 0 is independently given to the second control terminal of each current source element, a current value I supplied from the current source element group to the second switching element is:
I = (2 n · D n +2 n-1 · D n-1 + · · +2 · D 2 + D 1 ) · I 0
(I 0 is a current value supplied from the unit element. N is the total number of the second control terminals connected to the current source element. D 1 , D 2 ,... D n are the current sources. The input 1 or 0 of the second control terminal of the element.)
A liquid ejecting apparatus, wherein the current value I is changed by a power of 2 so as to satisfy 請求項１に記載の液体吐出装置において、
１つの前記液室内の直列に接続された複数の前記発熱素子の一方端は、前記発熱素子に電流を供給する電源に接続され、他方端は、前記発熱素子への電流の供給をオン／オフする第１スイッチング素子に接続され、
前記専用回路は、
直列に接続された複数の前記発熱素子のうち、少なくとも１つの前記発熱素子間に接続された１つのカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路を介して前記発熱素子間に電流を流入するか又は前記発熱素子間から電流を流出させるように制御する第２スイッチング素子とを備え、
前記共通回路は、
前記第２スイッチング素子の電流源となる電流源素子が複数並列に接続されることにより構成された電流源素子群と、
複数の前記電流源素子に共通に接続された端子であって、前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給する電流値をアナログ的に制御する第１制御端子と、
各前記電流源素子にそれぞれ設けられ、各前記電流源素子から前記第２スイッチング素子への電流の供給をオン／オフする第２制御端子とを備え、
前記第１制御端子に与える電位を制御することで各前記電流源素子の電流比を一定に保持するとともに、各前記電流源素子の前記第２制御端子にそれぞれ独立して入力１又は０を与えることにより前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給する電流値を制御し、
前記第２スイッチング素子に供給する電流値が最も小さい前記電流源素子の前記第２制御端子を常時入力１に制御することにより前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給される電流値が０にならないようにするとともに、常時入力１に制御される前記第２制御端子以外の前記第２制御端子にそれぞれ独立して入力１又は０を与えたときの前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給される電流値が、０を挟んで正負対称である偶数個の値に変化するとともに、前記第２制御端子の入力値に応じて前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給される電流値が等差で変化するように設定する
ことを特徴とする液体吐出装置。The liquid ejection apparatus according to claim 1,
One end of a plurality of the heating elements connected in series in one liquid chamber is connected to a power source that supplies current to the heating element, and the other end turns on / off current supply to the heating element Connected to the first switching element
The dedicated circuit is
One current mirror circuit connected between at least one of the plurality of heating elements connected in series; and
A second switching element for controlling current to flow between the heat generating elements via the current mirror circuit or to flow current between the heat generating elements,
The common circuit is:
A current source element group configured by connecting a plurality of current source elements serving as a current source of the second switching element in parallel;
A first control terminal that is connected in common to the plurality of current source elements, and that analogally controls a current value supplied from the current source element group to the second switching element;
A second control terminal provided on each of the current source elements, for turning on / off the supply of current from each of the current source elements to the second switching element;
By controlling the potential applied to the first control terminal, the current ratio of each current source element is kept constant, and the input 1 or 0 is independently applied to the second control terminal of each current source element. By controlling the current value supplied from the current source element group to the second switching element,
By controlling the second control terminal of the current source element having the smallest current value supplied to the second switching element to always input 1, the current value supplied from the current source element group to the second switching element is The current source element group when the input 1 or 0 is independently applied to the second control terminals other than the second control terminal that is always controlled to be the input 1 is prevented from becoming 0. The current value supplied to the switching element changes to an even number of values that are positive and negative symmetrical with respect to 0, and from the current source element group to the second switching element according to the input value of the second control terminal. A liquid ejection apparatus, characterized in that a current value to be supplied is set so as to change with an equal difference. 請求項１に記載の液体吐出装置において、
１つの前記液室内の直列に接続された複数の前記発熱素子の一方端は、前記発熱素子に電流を供給する電源に接続され、他方端は、前記発熱素子への電流の供給をオン／オフする第１スイッチング素子に接続され、
前記専用回路は、
直列に接続された複数の前記発熱素子のうち、少なくとも１つの前記発熱素子間に接続された１つのカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路を介して前記発熱素子間に電流を流入するか又は前記発熱素子間から電流を流出させるように制御する第２スイッチング素子とを備え、
前記共通回路は、
前記第２スイッチング素子の電流源となる電流源素子が複数並列に接続されることにより構成された電流源素子群と、
複数の前記電流源素子に共通に接続された端子であって、前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給する電流値をアナログ的に制御する第１制御端子と、
各前記電流源素子にそれぞれ設けられ、各前記電流源素子から前記第２スイッチング素子への電流の供給をオン／オフする第２制御端子とを備え、
前記第１制御端子に与える電位を制御することで各前記電流源素子の電流比を一定に保持するとともに、各前記電流源素子の前記第２制御端子にそれぞれ独立して入力１又は０を与えることにより前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給する電流値を制御し、
前記第２スイッチング素子に供給する電流値が最も小さい前記電流源素子の前記第２制御端子を常時入力１に制御することにより前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給される電流値が０にならないようにするとともに、常時入力１に制御される前記第２制御端子以外の前記第２制御端子にそれぞれ独立して入力１又は０を与えたときの前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給される電流値が、０を挟んで正負対称である偶数個の値に変化するとともに、前記第２制御端子の入力値に応じて前記電流源素子群から前記第２スイッチング素子に供給される電流値が等差で変化するように設定し、
複数の前記第２制御端子に所定の順序で入力１又は０を与えたときに、前記電流源素子群から出力される電流値の順序を変更するための符号変換回路を備える
ことを特徴とする液体吐出装置。The liquid ejection apparatus according to claim 1,
One end of a plurality of the heating elements connected in series in one liquid chamber is connected to a power source that supplies current to the heating element, and the other end turns on / off current supply to the heating element Connected to the first switching element
The dedicated circuit is
One current mirror circuit connected between at least one of the plurality of heating elements connected in series; and
A second switching element for controlling current to flow between the heat generating elements via the current mirror circuit or to flow current between the heat generating elements,
The common circuit is:
A current source element group configured by connecting a plurality of current source elements serving as a current source of the second switching element in parallel;
A first control terminal that is connected in common to the plurality of current source elements, and that analogally controls a current value supplied from the current source element group to the second switching element;
A second control terminal provided on each of the current source elements, for turning on / off the supply of current from each of the current source elements to the second switching element;
By controlling the potential applied to the first control terminal, the current ratio of each current source element is kept constant, and the input 1 or 0 is independently applied to the second control terminal of each current source element. By controlling the current value supplied from the current source element group to the second switching element,
By controlling the second control terminal of the current source element having the smallest current value supplied to the second switching element to always input 1, the current value supplied from the current source element group to the second switching element is The current source element group when the input 1 or 0 is independently applied to the second control terminals other than the second control terminal that is always controlled to be the input 1 is prevented from becoming 0. The current value supplied to the switching element changes to an even number of values that are positive and negative symmetrical with respect to 0, and from the current source element group to the second switching element according to the input value of the second control terminal. Set the supplied current value to change with equal difference,
A code conversion circuit is provided for changing the order of current values output from the current source element group when inputs 1 or 0 are given to the plurality of second control terminals in a predetermined order. Liquid ejection device.
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