JPH04207412A - Bidirectional current switching and driving circuits - Google Patents
Bidirectional current switching and driving circuitsInfo
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- JPH04207412A JPH04207412A JP32973490A JP32973490A JPH04207412A JP H04207412 A JPH04207412 A JP H04207412A JP 32973490 A JP32973490 A JP 32973490A JP 32973490 A JP32973490 A JP 32973490A JP H04207412 A JPH04207412 A JP H04207412A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、双方向性電流スイッチング回路および駆動回
路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to bidirectional current switching circuits and drive circuits.
[従来の技術] 第7図は従来の双方向性電流スイッチング回路を示す。[Conventional technology] FIG. 7 shows a conventional bidirectional current switching circuit.
これは第1のインバータ(103〜105.112〜1
13)と、第1のインバータの出力レベルを反転する第
2のインバータ(lot、 102.109.110)
を有する2つの同一駆動回路よりなり、負荷117がそ
れぞれの第2のインバータの間に接続されている。This is the first inverter (103~105.112~1
13) and a second inverter (lot, 102.109.110) that inverts the output level of the first inverter.
A load 117 is connected between each second inverter.
第1のインバータはいわゆるフェーズスプリッタとトー
テムポールアンプが縦続接続してあり、第2のインバー
タは9MO3FET(101,109)とnMOsFE
T(102,110)が縦に直列接続しである。The first inverter has a so-called phase splitter and a totem pole amplifier connected in cascade, and the second inverter has 9MO3FETs (101, 109) and nMOsFE.
T(102, 110) are vertically connected in series.
このように構成したので、それぞれの駆動回路は入力電
圧のレベルが出力電圧のレベルと同一になり、入力端子
S1にHの信号を印加するとともに、入力端子S2にL
の信号を印加した場合、負荷117の負荷電流が出力端
子Q1から出力端子Q2に流れ、他方、入力端子S工に
Lの信号を印加するとともに、入力端子S2にHの信号
を印加した場合、負荷電流が出力端子Q2かも圧力端子
Q1に流れる。入力端子に印加される電圧のレベルと負
荷電流の向きの関係を第8図に示す。With this configuration, the input voltage level of each drive circuit becomes the same as the output voltage level, and an H signal is applied to the input terminal S1, and an L signal is applied to the input terminal S2.
When a signal of 1 is applied, the load current of the load 117 flows from the output terminal Q1 to the output terminal Q2, and on the other hand, when an L signal is applied to the input terminal S and an H signal is applied to the input terminal S2, Load current flows to the output terminal Q2 and also to the pressure terminal Q1. FIG. 8 shows the relationship between the level of voltage applied to the input terminal and the direction of load current.
次に、入力端子S1のレベルがHで、かつ、入力端子S
2のレベルがLの状態から、入力端子StのレベルがL
に変化し、同時に、入力端子S2のレベルがHに変化し
た場合の動作を説明する。Next, the level of the input terminal S1 is H, and the input terminal S
From the state where the level of input terminal St is L, the level of input terminal St becomes L.
The operation when the level of the input terminal S2 changes to H at the same time will be described.
入力端子SlのレベルがHからLに変化すると、トラン
ジスタ105がOFFする。すると、トランジスタ10
4のベースに蓄積された電荷が抵抗R1を介して放電さ
れ、トランジスタ104が叶Fされるまでの間に、トラ
ンジスタ103のベース電圧が上昇してトランジスタ1
03がONL、、トランジスタ103によりトランジス
タ104の容量CIに電流が供給され、トランジスタ1
03が飽和する。そして、トランジスタ103の飽和抵
抗とトランジスタ104の容量CIにより決まる時定数
で9MO3FET 101とnMOsFET 102の
ゲート電圧が上昇し、pMOsFETlolはOFFさ
れ、nMOsFET 102はONされ、出力端子Q1
のレベルがLになる。When the level of the input terminal Sl changes from H to L, the transistor 105 is turned off. Then, transistor 10
The charge accumulated in the base of transistor 103 is discharged through resistor R1, and before transistor 104 is turned off, the base voltage of transistor 103 rises and transistor 1
03 is ONL, current is supplied to the capacitor CI of the transistor 104 by the transistor 103, and the transistor 1
03 is saturated. Then, with a time constant determined by the saturation resistance of the transistor 103 and the capacitance CI of the transistor 104, the gate voltages of the 9MO3FET 101 and the nMOSFET 102 rise, the pMOsFETlol is turned off, the nMOSFET 102 is turned on, and the output terminal Q1
level becomes L.
他方、入力端子S2のレベルがLからHに変化すると、
トランジスタ113がONするとともに、トランジスタ
111がOFF l、、トランジスタ112がONする
。すると、9MO3FET 109とnMOsFET
110のゲートレベルがLになり、よって、9MO3F
ET 109がONするとともに、nMOsFET 1
10がOFF シ、出力端子Q2のレベルがHになる。On the other hand, when the level of input terminal S2 changes from L to H,
The transistor 113 is turned on, the transistor 111 is turned off, and the transistor 112 is turned on. Then, 9MO3FET 109 and nMOsFET
The gate level of 110 becomes L, so 9MO3F
As ET 109 turns on, nMOSFET 1
10 is OFF, the level of output terminal Q2 becomes H.
したがって、負荷電流は出力端子Q2から出力端子Ql
に流れることになる。Therefore, the load current changes from output terminal Q2 to output terminal Ql.
It will flow to
なお、入力端子S1のレベルがLからHに変化し、かつ
、入力端子S2のレベルがHからLに変化した場合の動
作は、それぞれ、入力端子S2のレベルがLからHに変
化し、かつ入力端子S1のレベルがHからLに変化した
場合の動作と本質的に同様で、負荷電流の向きが逆にな
るだけであるので説明を省略する。Note that the operation when the level of input terminal S1 changes from L to H and the level of input terminal S2 changes from H to L is the same as when the level of input terminal S2 changes from L to H, and The operation is essentially the same as when the level of the input terminal S1 changes from H to L, and the only difference is that the direction of the load current is reversed, so the explanation will be omitted.
[発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、MO3FET素子のスイッチング上、O
N、 OFF時の遅延時間は必ずしも等しくならないた
め、効率低下、高速動作ができない等の問題が生じてい
た。[Problem to be solved by the invention] However, due to the switching of MO3FET elements, O
Since the delay times when N and OFF are not necessarily equal, problems such as decreased efficiency and inability to operate at high speed have occurred.
第9図に示すように、入力端子SLのレベルがHからL
に変化すると、pMOsFETLOlがOFFするとと
もに、nMO3FET102がONする。このとき、M
OSFET101.102の出力波形は図示したように
ON (導通)時よりOFF C遮断)時の方が遅延時
間が長くなる。As shown in FIG. 9, the level of input terminal SL changes from H to L.
When the voltage changes to , pMOsFETLO1 turns OFF and nMO3FET 102 turns ON. At this time, M
As shown in the figure, the output waveforms of OSFETs 101 and 102 have a longer delay time when they are OFF (cut off) than when they are ON (conducting).
この結果、図示の領域405だけ両方のMOSFETが
導通状態、すなわち電源とGNDが両MO3FETを介
して短絡した状態となってしまう。As a result, only the illustrated region 405 has both MOSFETs in a conductive state, that is, the power supply and GND are short-circuited through both MO3FETs.
図中、電流Izはこのような動作時のソース電流を示し
ており、電流方向反転時に過大な電流がIpが流れる様
子を示している。In the figure, current Iz indicates the source current during such an operation, and indicates how an excessive current Ip flows when the current direction is reversed.
以上のように、過大な短絡電流Ipに起因する耐久性、
信頼性の低下、無効電力の消費、および領域405の時
間的ロスによるスイッチング速度限界の低下が問題とな
っていた。As mentioned above, the durability due to excessive short circuit current Ip,
Problems include decreased reliability, consumption of reactive power, and reduced switching speed limit due to time loss in region 405.
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、安定的
動作速度をより速くした双方向性電流スイッチング回路
および駆動回路を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a bidirectional current switching circuit and a drive circuit that have faster stable operating speeds.
[課題を解決するための手段]
このような目的を達成するため、本発明は、相補的スイ
ッチング素子により構成された双方向性電流スイッチン
グ回路において、前記相補的スイッチング素子のオン、
オフタイミングを制御するためのインピーダンス素子を
設けたことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve such an object, the present invention provides a bidirectional current switching circuit configured with complementary switching elements, in which the complementary switching elements are turned on,
It is characterized by providing an impedance element for controlling off timing.
また、本発明は、相補的スイッチング素子と、この相補
的スイッチング素子のオン、オフタイミングを制御する
ためのインピーダンス素子を有する第1の双方向性電流
スイッチング回路と、この第1の双方向性電流スイッチ
ング回路と相補的にスイッチング動作を行う第2の双方
向性電流スイッチング回路と、前記第1.第2の双方向
性電流スイッチング回路間に接続された負荷とを有する
ことを特徴とする。The present invention also provides a first bidirectional current switching circuit having a complementary switching element and an impedance element for controlling on/off timing of the complementary switching element; a second bidirectional current switching circuit that performs a switching operation complementary to the switching circuit; and a load connected between the second bidirectional current switching circuit.
[作 用]
本発明では、インピーダンス素子によって相補的スイッ
チング素子のオン、オフタイミングをとることができる
ので、過大な短絡電流が相補的スイッチング素子を流れ
ることを防止することが可能となる。[Function] In the present invention, since the on/off timing of the complementary switching element can be determined by the impedance element, it is possible to prevent an excessive short-circuit current from flowing through the complementary switching element.
[実施例]
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す。本実施例は従来例と
の比較でいえば、いわゆるトーテムポールアンプの構成
が相違する。すなわち、従来例では、npn型トランジ
スタ103.104を縦に直列に接続し、npn型トラ
ンジスタ109,110を縦に直列に接続したが、本実
施例では、npn型トランジスタ103、抵抗108、
およびnpn型トランジスタ104をこの順に縦に直列
に接続し、npn型トランジスタ109、抵抗116、
およびnpn型トランジスタ110をこの順に縦に直列
に接続した。FIG. 1 shows an embodiment of the invention. This embodiment differs from the conventional example in the configuration of a so-called totem pole amplifier. That is, in the conventional example, the npn transistors 103 and 104 were connected vertically in series, and the npn transistors 109 and 110 were connected vertically in series, but in this embodiment, the npn transistor 103, the resistor 108,
and npn type transistor 104 are connected vertically in series in this order, npn type transistor 109, resistor 116,
and npn type transistors 110 were connected vertically in series in this order.
抵抗108はMOSFETl01.102のON時の遅
延時間を制御するものであり、その量は各MOSFET
l0I、 102固有の内部電極間容量と付加した抵抗
108との積である時定数によって決定される。また、
抵抗116も抵抗108と同様の目的で設けられている
。The resistor 108 controls the delay time when the MOSFETs 101 and 102 are turned on, and its amount varies depending on each MOSFET.
l0I, is determined by a time constant that is the product of the internal interelectrode capacitance inherent in 102 and the added resistance 108. Also,
Resistor 116 is also provided for the same purpose as resistor 108.
なお、ここでは各MOSFET素子の個体バラつきを抑
えるため、コンブリメンタルな素子を組み合わせ、しか
も製造過程で同一パッケージに内蔵したり、選別された
類似特性素子を接着したりすることで特性均一化、熱結
合による特性変化の抑制を計ることで高性能を実現して
いる。Here, in order to suppress individual variations in each MOSFET element, we combined composite elements, built them into the same package during the manufacturing process, or glued together selected elements with similar characteristics to make the characteristics uniform. High performance is achieved by suppressing changes in characteristics due to thermal bonding.
次に、従来例と同様に、入力端子S1のレベルがHで、
かつ、入力端子S2のレベルがLの状態から、入力端子
S1のレベルがLに変化し、同時に、入力端子S2のレ
ベルがHに変化した場合の動作を説明する。Next, as in the conventional example, the level of the input terminal S1 is H,
Further, the operation will be described when the level of the input terminal S2 changes from the L level to the level of the input terminal S1 and, at the same time, the level of the input terminal S2 changes to H.
入力端子S1のレベルがHからLに変化すると、トラン
ジスタ105がOFFする。すると、トランジスタ10
4のベースにWNされた電荷が抵抗R1を介して放電さ
れ、トランジスタ104がOFFされるまでの間に、ト
ランジスタ103の電圧が上昇してトランジスタ103
がONL、トランジスタ103によりトランジスタ10
4の容量CIに電流が供給され、トランジスタ103が
飽和する。そして、トランジスタ103の飽和抵抗と抵
抗108とトランジスタ104の容量C1により決まる
時定数でpMOsFET 101とnMOsFET 1
02のゲート電圧が上昇し、pMOsFETlolはO
FFされ、nMOsFET 102はONされ、出力端
子QlのレベルがLになる。When the level of the input terminal S1 changes from H to L, the transistor 105 is turned off. Then, transistor 10
4 is discharged through the resistor R1, and before the transistor 104 is turned off, the voltage of the transistor 103 rises and the voltage of the transistor 103 increases.
is ONL, transistor 103 causes transistor 10
A current is supplied to the capacitor CI of No. 4, and the transistor 103 is saturated. Then, with a time constant determined by the saturation resistance of the transistor 103, the resistor 108, and the capacitance C1 of the transistor 104, the pMOSFET 101 and the nMOSFET 1 are connected.
The gate voltage of 02 increases and pMOsFETlol becomes O
The nMOSFET 102 is turned on, and the level of the output terminal Ql becomes L.
他方、入力端子S2のレベルがLからHに変化すると、
トランジスタ113がONするとともに、トランジスタ
111がOFF L、トランジスタ112がONする。On the other hand, when the level of input terminal S2 changes from L to H,
The transistor 113 is turned on, the transistor 111 is turned off, and the transistor 112 is turned on.
すると、pMOsFET 109とnMOsFET 1
10のゲートレベルがLになり、よって、pMOsFE
T 109がONするとともに、nMOsFET 11
0がOFF L、出力端子Q2のレベルがHになる。Then, pMOsFET 109 and nMOsFET 1
The gate level of 10 becomes L, thus pMOsFE
As T 109 turns on, nMOSFET 11
0 is OFF L, and the level of the output terminal Q2 becomes H.
また、入力端子S1のレベルがLからHに変化し、かつ
、入力端子S2のレベルがHからLに変化した場合の動
作は、それぞれ、入力端子S2のレベルがLからHに変
化し、かつ入力端子S1のレベルがHからLに変化した
場合は、負荷電流の向きが逆になるだけで、動作は本質
的に同様である。Furthermore, the operation when the level of input terminal S1 changes from L to H and the level of input terminal S2 changes from H to L is, respectively, when the level of input terminal S2 changes from L to H, and When the level of the input terminal S1 changes from H to L, the operation is essentially the same except that the direction of the load current is reversed.
第2図に示すように、MOSFETl0I、 102の
出力波形は、領域501だけ抵抗108によって遅延さ
れており、MOSFETl0I、 102のオン、オフ
タイミングは同一となっている。このため、MOSFE
Tl0I、 102が同時に導通状態となることはなく
、ソース電流Isに過大電流が流れることを防止するこ
とができる。As shown in FIG. 2, the output waveforms of the MOSFETs 10I and 102 are delayed by a region 501 by the resistor 108, and the on and off timings of the MOSFETs 10I and 102 are the same. For this reason, MOSFE
Tl0I and 102 are not rendered conductive at the same time, and it is possible to prevent an excessive current from flowing into the source current Is.
なお、本実施例では、第1のインバータをnpnトラン
ジスタにより構成し、第2のインバータを9MO3FE
TとnMO3FETにより構成した例を説明したが、こ
の例に限定されるものではなく、それぞれのインバータ
をMOSFET、 FET、バイポーラトランジスタに
より構成するようにしても良い。In this example, the first inverter is configured with an npn transistor, and the second inverter is configured with a 9MO3FE transistor.
Although an example has been described in which the inverter is configured using T and nMO3FETs, the present invention is not limited to this example, and each inverter may be configured using MOSFETs, FETs, and bipolar transistors.
以上説明したように上記実施例によれば、MOSFET
素子のON遅延時間を制御することで、スイッチング時
における出力段MO5FETを介した電源とGNDの短
絡時間を短縮または除去することにより、高速なスイッ
チング動作が可能となると共に、効率向上、過大電流や
発熱による素子破壊防止といった耐久性、信頼性の向上
が可能となる。As explained above, according to the above embodiment, the MOSFET
By controlling the ON delay time of the element, the short-circuit time between the power supply and GND via the output stage MO5FET during switching can be shortened or eliminated, thereby enabling high-speed switching operation, improving efficiency, and preventing excessive current. It is possible to improve durability and reliability by preventing element destruction due to heat generation.
また、本発明は熱エネルギーを利用したインクジェット
記録技術、いわゆるバブルジェット方式の記録ヘッドの
駆動回路として優れた効果をもたらすものである。Further, the present invention brings about excellent effects as a drive circuit for a recording head of an inkjet recording technology using thermal energy, that is, a so-called bubble jet method.
近年、効率向上を目的として、インクと発熱抵抗体(ヒ
ータ)を保護膜を介することな(直接接する構成が考え
られている。この構成では、ヒータを直流電位で駆動す
ると、インクとヒータ間で電気化学反応が発生してヒー
タが破壊されてしまう。In recent years, for the purpose of improving efficiency, a configuration has been considered in which the ink and the heat generating resistor (heater) are in direct contact without passing through a protective film.In this configuration, when the heater is driven with a DC potential, there is a An electrochemical reaction will occur and the heater will be destroyed.
第3図はこれを解決する駆動回路の一例を示す。これは
負荷としてのヒータ旧9H3,・・・、Hrrlをそれ
ぞれ駆動回路Di、D2 、駆動回路D3.D4 、・
・・、駆動回路Dn−1,Dnにより駆動するようにし
たものである入力端子Sl、S2 、入力端子S3.S
4 、・・・・・・、入力端子5n−1,Snに第4図
に示す信号を順次印加して、ヒータ旧、H3,−,1(
n−1に負荷電流1zl、Iz3゜・・・・・・、 I
zn−1を流し、ヒータを直流駆動した場合にヒータと
これに接するインクの間に発生する電気化学反応に起因
して生起されるヒータ破壊を防止するようにしたもので
ある。駆動電流が印加される時間を5μsec前後とし
てあり、その間に4〜8クロツクだけ入力される。FIG. 3 shows an example of a drive circuit that solves this problem. This connects the heaters 9H3, . . . , Hrrl as loads to the drive circuits Di, D2, drive circuit D3, . D4,・
. . , input terminals Sl, S2, and input terminals S3, which are driven by drive circuits Dn-1 and Dn. S
4,..., sequentially apply the signals shown in FIG. 4 to the input terminals 5n-1 and Sn,
Load current 1zl to n-1, Iz3゜..., I
This is to prevent the heater from being destroyed due to an electrochemical reaction that occurs between the heater and the ink that comes into contact with it when the heater is driven with direct current by flowing Zn-1. The time during which the drive current is applied is approximately 5 μsec, during which time only 4 to 8 clocks are input.
第5図はバブルジェット方式記録ヘッドの駆動回路の他
の例を示す。これは、直列接続した複数のヒータH1,
−、Hnの両端に駆動回路Di、 Dnをそれぞれ接続
するとともに、ヒータH1,H2のノードに駆動回路D
2を、ヒータH2,H3のノードに駆動回路D3を、・
・・、ヒータIn−2,In−1のノードに駆動回路D
n−1を接続し、入力端子Sl、S2.・・・、Snに
第6図に示す信号を印加する。例えば、ヒータH1に電
流Izlを流すには、入力端子Slに印加される信号と
入力端子S2〜Snに印加される信号との位相な逆相に
する。その後、順次図示の関係の信号を印加すると、そ
れに従ってIz2.・・・、Izrrlの駆動電流が流
れる。よって、ヒータを直流駆動した場合にヒータとこ
れに接するインクの間に発生する電気化学反応に起因し
て生起されるヒータ破壊を防止することができる。FIG. 5 shows another example of a drive circuit for a bubble jet recording head. This consists of multiple heaters H1 connected in series,
-, Hn are connected to both ends of the drive circuits Di and Dn, respectively, and a drive circuit D is connected to the nodes of the heaters H1 and H2.
2, drive circuit D3 to the node of heaters H2 and H3,
..., drive circuit D is connected to the node of heaters In-2 and In-1.
n-1 and input terminals Sl, S2 . ..., the signal shown in FIG. 6 is applied to Sn. For example, in order to cause current Izl to flow through heater H1, the signal applied to input terminal Sl and the signal applied to input terminals S2 to Sn are made to have opposite phases. After that, when the signals of the relationship shown in the figure are sequentially applied, Iz2. ..., a drive current of Izrrl flows. Therefore, it is possible to prevent the heater from being destroyed due to the electrochemical reaction that occurs between the heater and the ink that comes into contact with it when the heater is driven by direct current.
なお、バブルジェット方式の記録ヘッドの例を説明した
が、熱転写記録ヘッドにも適用可能である。Although an example of a bubble jet recording head has been described, the present invention is also applicable to a thermal transfer recording head.
また、ステッピングモータやリニアモータなどの高速双
方向駆動回路、および液晶の高速駆動回路にも適用可能
である。It is also applicable to high-speed bidirectional drive circuits such as stepping motors and linear motors, and high-speed drive circuits for liquid crystals.
(その他)
なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも
、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギとし
て熱エネルギを発生する手段(例えば電気熱変換体やレ
ーザ光等)を備え、前記熱エネルギによりインクの状態
変化を生起させる方式の配録ヘッド、記録装置において
優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば
記録の高密度化、高精細化が達成できるがらである。(Others) In particular, the present invention is an inkjet recording method that includes a means (for example, an electrothermal converter, a laser beam, etc.) for generating thermal energy as energy used for ejecting ink, This provides excellent effects in recording heads and recording apparatuses that use energy to cause changes in the state of ink. According to such a system, it is possible to achieve high recording density and high definition.
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許
第4723129号明細書、同第4740796号明細
書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好
ましい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュ
アス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマ
ンド型の場合には、液体(インク)が保持されているシ
ートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、
記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇
を与える少なくとも1つの駆動信号を印加することによ
って、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘ
ッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆
動信号に一対一で対応した液体(インク)内の気泡を形
成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により
吐出用開口を介して液体(インク)を吐出させて、少な
くとも1つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状
とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、
特に応答性に優れた液体(インク)の吐出が達成でき、
より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米
国特許第4463359号明細書、同第4345262
号明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第4313124号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。As for typical configurations and principles thereof, it is preferable to use the basic principles disclosed in, for example, US Pat. No. 4,723,129 and US Pat. No. 4,740,796. This method can be applied to both the so-called on-demand type and continuous type, but especially in the case of the on-demand type, it is necessary to arrange the liquid (ink) in accordance with the sheet and liquid path that hold it. The electrothermal converter that is
Generating thermal energy in the electrothermal transducer and producing film boiling on the thermally active surface of the recording head by applying at least one drive signal that corresponds to recorded information and provides a rapid temperature rise above nucleate boiling. As a result, bubbles in the liquid (ink) can be formed in a one-to-one correspondence with this drive signal, which is effective. The growth and contraction of the bubble causes liquid (ink) to be ejected through the ejection opening to form at least one droplet. If this drive signal is in the form of a pulse, bubble growth and contraction will occur immediately and appropriately.
Particularly responsive liquid (ink) ejection can be achieved,
More preferred. This pulse-shaped drive signal is described in U.S. Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262.
Those described in the specification are suitable. Furthermore, if the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 concerning the invention regarding the temperature increase rate of the heat acting surface are adopted, even more excellent recording can be performed.
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示され
ているような吐出口、液路、電気熱変換体の組合せ構成
(直線状液流路または直角液流路)の他に熱作用部が屈
曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第
4558333号明細書、米国特許第4459600号
明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加
えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリット
を電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭5
9−123670号公報や熱エネルギの圧力波を吸収す
る開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭59
−138461号公報に基いた構成としても本発明の効
果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのよ
うなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率
よく行うことができるようになるからである。The configuration of the recording head includes, in addition to the combination configuration of ejection ports, liquid paths, and electrothermal converters (straight liquid flow path or right-angled liquid flow path) as disclosed in the above-mentioned specifications, a heat acting section. The present invention also includes configurations using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose configurations in which the wafer is placed in a bending region. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1989-5 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge part of a plurality of electrothermal converters.
No. 9-123670 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 59/1989 which discloses a configuration in which a discharge portion is made to correspond to an opening that absorbs pressure waves of thermal energy.
The effects of the present invention are also effective even if the structure is based on the publication No.-138461. That is, regardless of the form of the recording head, according to the present invention, recording can be performed reliably and efficiently.
さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対し
ても本発明は有効に適用できる。Furthermore, the present invention can be effectively applied to a full-line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium that can be recorded by a recording apparatus.
そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合
せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成され
た1個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。Such a recording head may have either a configuration in which the length is satisfied by a combination of a plurality of recording heads, or a configuration as a single recording head formed integrally.
加えて、上側のようなシリアルタイプのものでも、装置
本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着
されることで装置本体との電気的な接続や装置本体から
のインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの
記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインク
タンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを
用いた場合にも本発明は有効である。In addition, even with the serial type shown above, the recording head is fixed to the device body, or by being attached to the device body, electrical connection to the device body and ink supply from the device body are possible. The present invention is also effective when using a replaceable chip type recording head or a cartridge type recording head in which an ink tank is integrally provided in the recording head itself.
また、本発明に記録装置の構成として設けられる、記録
ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加
することは本発明の効果を一層安定できるので、好まし
いものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッド
に対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧
或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子
或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは
別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定し
た記録を行なうために有効である。Further, it is preferable to add recovery means for the recording head, preliminary auxiliary means, etc., which are provided as a configuration of the recording apparatus, to the present invention, because the effects of the present invention can be further stabilized. Specifically, these include capping means for the recording head, cleaning means, pressure or suction means, preheating means using an electrothermal transducer or another heating element, or a combination thereof; It is also effective to perform a preliminary ejection mode in which ejection is performed separately from printing in order to perform stable printing.
また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数について
も、例えば単色のインクに対応して1個のみが設けられ
たものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対
応して複数個数設けられるものであってもよい。すなわ
ち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主流
色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的
に構成するか複数個の組み合わせによるかいずれでもよ
いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカ
ラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて
有効である。In addition, regarding the type and number of recording heads installed, for example, in addition to one type that corresponds to single-color ink, there is also a plurality of recording heads that correspond to multiple inks with different recording colors and densities. It may be something that can be done. That is, for example, the recording mode of the recording apparatus is not limited to a recording mode for only a mainstream color such as black, but may also be a recording mode in which the recording head is configured integrally or in a combination of multiple colors, The present invention is also extremely effective for devices equipped with at least one full color by color mixture.
さらに加えて、以上説明した本発明実施例においては、
インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で
固化するインクであって、室温で軟化もしくは液化する
もの、あるいはインクジェット方式ではインク自体を3
0℃以上70℃以下の範囲内で温度調整を行ってインク
の粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが
一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状
をなすものであればよい。加えて、積極的に熱エネルギ
による昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変
化のエネルギとして使用せしめることで防止するか、ま
たはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化する
インクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギの記
録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イン
クが吐出されるものや、配録媒体に到達する時点ではす
でに固化し始めるもの等のような、熱エネルギによって
初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は
適用可能である。このような場合のインクは、特開昭5
4−56847号公報あるいは特開昭60−71260
号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫
通孔に液状又は固形物とじて保持された状態で、電気熱
変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発
明においては、上述した各インクに対して最も有効なも
のは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。Additionally, in the embodiments of the present invention described above,
Although ink is described as a liquid, it is an ink that solidifies at room temperature or below, but softens or liquefies at room temperature, or in an inkjet method, the ink itself is
Generally, the temperature is adjusted within the range of 0°C or more and 70°C or less so that the viscosity of the ink is within the stable ejection range, so even if the ink is in a liquid state when the recording signal is applied. Bye. In addition, the temperature increase caused by thermal energy can be actively prevented by using the energy to change the state of the ink from a solid state to a liquid state, or ink that solidifies when left standing is used to prevent ink evaporation. In any case, the ink is liquefied by applying thermal energy in accordance with the recording signal, and the liquid ink is ejected, and the ink already begins to solidify by the time it reaches the recording medium. The present invention is also applicable when using ink that is liquefied only by thermal energy. The ink used in this case is
Publication No. 4-56847 or JP-A-60-71260
As described in the above publication, the porous sheet may have a form in which a liquid or solid substance is held in the concave portions or through holes thereof and is opposed to the electrothermal converter. In the present invention, the most effective method for each of the above-mentioned inks is to implement the above-mentioned film boiling method.
さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態と
しては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末
として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装
置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形
態を採るもの等であってもよい。In addition, the inkjet recording apparatus of the present invention may take the form of an image output terminal for information processing equipment such as a computer, a copying apparatus combined with a reader, etc., or a facsimile apparatus having a transmitting/receiving function. It may also be something.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、上記のように構
成したので、安定的動作速度をより速(することができ
ると同時に高効率実現という効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the structure is configured as described above, there is an effect that the stable operation speed can be made faster and at the same time, high efficiency can be realized.
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は第1
図示各部のタイミングの一例を示すタイミングチャート
、
第3図はバブルジェット記録方式記録ヘッドのヒータ駆
動方法の一例を説明する説明図、第4図は第3図示回路
各部のタイミングの一例を示すタイミングチャート。
第5図はバブルジェット記録方式記録ヘッドのヒータ駆
動方法の他の例を説明する説明図、第6図は第5図示回
路各部のタイミングの一例を示すタイミングチャート、
第7図は双方向性電流スイッチング回路の従来例を示す
回路図、
第8図は第7図示回路の印加電圧レベルと負荷電流の向
きとの関係を示す図、
第9図は第7図示回路の各部のタイミングの一例を示す
タイミングチャートである。
101.109・・・pMOsFET、102.110
−・−nMOsFET、103.104,105.il
l、112,113−npn トランジスタ、117・
・・負荷。
第1図
第3図
Sl −−−−−□l
zt −用卯一一一−−−−
第4図
第7図Fig. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
3 is an explanatory diagram illustrating an example of a heater driving method of a bubble jet recording recording head; FIG. 4 is a timing chart showing an example of timing of each part of the circuit shown in FIG. 3; FIG. . FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating another example of a heater driving method for a recording head using the bubble jet recording method, FIG. 6 is a timing chart showing an example of the timing of each part of the circuit shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a bidirectional current A circuit diagram showing a conventional example of a switching circuit. Fig. 8 is a diagram showing the relationship between the applied voltage level and the direction of load current in the circuit shown in Fig. 7. Fig. 9 shows an example of the timing of each part of the circuit shown in Fig. 7. This is a timing chart. 101.109...pMOsFET, 102.110
-・-nMOsFET, 103.104,105. il
l, 112, 113-npn transistor, 117.
··load. Figure 1 Figure 3 Sl ------□l
zt - U111 ---- Figure 4 Figure 7
Claims (1)
電流スイッチング回路において、 前記相補的スイッチング素子のオン、オフタイミングを
制御するためのインピーダンス素子を設けたことを特徴
とする双方向性電流スイッチング回路。 2)相補的スイッチング素子と、この相補的スイッチン
グ素子のオン、オフタイミングを制御するためのインピ
ーダンス素子を有する第1の双方向性電流スイッチング
回路と、 この第1の双方向性電流スイッチング回路と相補的にス
イッチング動作を行う第2の双方向性電流スイッチング
回路と、 前記第1、第2の双方向性電流スイッチング回路間に接
続された負荷と を有することを特徴とする駆動回路。 3)前記負荷は、インクに熱による状態変化を生起させ
、該状態変化に基づいてインクをインク吐出口から吐出
させて飛翔的液滴を形成する発熱抵抗体であることを特
徴とする請求項2記載の駆動回路。 4)前記発熱抵抗体の発熱部はインクと直接接している
ことを特徴とする請求項3記載の駆動回路。[Scope of Claims] 1) A bidirectional current switching circuit configured with complementary switching elements, characterized in that an impedance element is provided for controlling on/off timing of the complementary switching elements. Directional current switching circuit. 2) a first bidirectional current switching circuit having a complementary switching element and an impedance element for controlling on/off timing of the complementary switching element; and complementary to the first bidirectional current switching circuit. A drive circuit comprising: a second bidirectional current switching circuit that performs a switching operation; and a load connected between the first and second bidirectional current switching circuits. 3) The load is a heat-generating resistor that causes a state change in the ink due to heat and causes the ink to be ejected from the ink ejection port to form flying droplets based on the state change. 2. The drive circuit according to 2. 4) The drive circuit according to claim 3, wherein the heat generating portion of the heat generating resistor is in direct contact with ink.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32973490A JPH04207412A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Bidirectional current switching and driving circuits |
| AT91311147T ATE142563T1 (en) | 1990-11-30 | 1991-11-29 | INK JET PRINT HEAD WITH CONTROL CIRCUIT THEREOF |
| DE69122050T DE69122050T2 (en) | 1990-11-30 | 1991-11-29 | Ink jet print head with control circuit therefor |
| EP91311147A EP0488806B1 (en) | 1990-11-30 | 1991-11-29 | Ink jet recording head and driving circuit therefor |
| ES91311147T ES2091303T3 (en) | 1990-11-30 | 1991-11-29 | HEAD FOR INK PRINTING AND CONTROL CIRCUIT FOR THE SAME. |
| US07/801,549 US5504505A (en) | 1990-11-30 | 1991-12-02 | Ink jet recording head and driving circuit therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32973490A JPH04207412A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Bidirectional current switching and driving circuits |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04207412A true JPH04207412A (en) | 1992-07-29 |
Family
ID=18224679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32973490A Pending JPH04207412A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Bidirectional current switching and driving circuits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04207412A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008511474A (en) * | 2004-09-02 | 2008-04-17 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Inkjet print head |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP32973490A patent/JPH04207412A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008511474A (en) * | 2004-09-02 | 2008-04-17 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Inkjet print head |
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