记录头和图像记录装置制造方法及图纸

一种图像记录装置，利用具有多个记录元件的记录头按照输入的记录数据来进行图像记录，包括： 对上述每个记录元件设置的多个单独开关； 把上述记录元件分成多个组，对属于上述组的记录元件公用地设置的共用开关；以及 控制上述多个单独开关和上述共用开关，依照上述输入记录数据来驱动上述记录元件的驱动装置； 上述单独开关由ＭＯＳ晶体管构成；上述共用开关，由比上述单独开关用的ＭＯＳ晶体管耐压值更高的高耐压ＭＯＳ晶体管构成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及记录头和图像记录装置，尤其是在喷墨式记录头上的加热器的驱动电路。
技术介绍
作为例如文字处理机、个人计算机、传真装置等的信息输出装置，有把所希望的文字、图像等信息记录在用纸和胶片等片状记录介质上的图像记录装置。图像记录装置的记录方式有很多，但是，因为喷墨方式具有可与用纸等记录介质不接触地进行记录、易彩色化、噪音小等特点，近年来倍受关注。而且，作为其结构，在安装根据所希望的记录信息而排出墨水的记录头的同时，一边在与用纸等的记录介质的传送方向垂直方向往返扫描，一边进行记录的串行记录方式，由于既廉价，又易小型化等，所以被广泛采用。图12展示利用热能、让墨水起泡将其排出，进行打印的记录头的以往的加热器基板1100。以往的加热器基板(记录元件基板)1100，把作为电热转换元件的加热器电阻1101、进行电流开关的高耐压MOS晶体管1102以及选择所希望的记录像素(位)的位选择电路1103，配置在同一半导体基板上。图13表示记录头的以往的加热器基板1100上的加热器电阻1101和高耐压MOS晶体管1102的配置布局结构的一例。各加热器电阻1101a1～ax、1101b1～bx...1101m1～mx分别连接在对应的高耐压MOS晶体管1102a1～ax，1102b1～bx...1102m1～mx上。另外，为了缩短上述各加热器电阻和对应的高耐压MOS晶体管之间的连接布线、有效地利用基板面积，把各加热器电阻间的间距、驱动加热器的高耐压MOS晶体管的间距设置为相等。此外，作为上述加热器电阻的驱动装置，以往采用双极型晶体管，但是适合加热器电阻的高密度化的同时，也适合低费用，而采用了上述高耐压MOS晶体管。为了进行高速打印，希望尽量同时驱动多个喷嘴(加热器电阻)。然而，由于受限于电源电流供给能力、存在于从电源到加热器电阻之间的连线的电阻导致的电压降等，一次可通过的电流受到限制。因此，可以分时驱动多个加热器来排出墨水。例如，把加热器电阻分为多个组，分时驱动加热器电阻，使得在组内不同时驱动两个以上的加热器电阻，抑制电流总和，故不需要一次供给大的功率。图14展示用于从各喷嘴排出墨水的加热器电阻的驱动电路。1101是各加热器电阻，1102是各高耐压MOS晶体管，1104是与电源连接的电源布线，1105是连接在控制单元的各控制端子。与各加热器电阻1101对应的各高耐压MOS晶体管1102，采用如图14所示的、分成分别拥有相同数目的组a～m的结构。即，在组a内，电源布线1104公共地连接在各加热器电阻1101a1～ax上，各高耐压MOS晶体管1102a1～ax，在电源1104和地之间与对应的加热器电阻1101a1～ax串联。另外，在从位选择电路1103来的控制信号1106a1～ax经过控制端子1105对各加热器电阻1101输出时，连接(接通)高耐压MOS晶体管1102a1～ax的开关电路，由此，各加热器电阻1101a1～ax通过电源布线1104从电源单元获得电流来加热。其它组b～m的构成也和组a一样。从位选择电路1103来的各控制信号1106a1～ax，输入到各控制端子1105，控制对应的高耐压MOS晶体管1102a1～ax的驱动。为了给各加热器电阻1101a1～ax施加5V以上，例如16～24V的电压，高耐压MOS晶体管1102a1～ax采用与普通的MOS晶体管相比耐压更高的高耐压MOS晶体管。图15是一个加热器驱动电路的时序图，它是为了驱动图14所示的加热器电路，即驱动各组内包含的加热器电阻的。例如，以图14的组a为例，控制信号1106a1～ax是一个时序信号，用于驱动属于组a的第1～第x的加热器电阻1101a1～ax。即，控制信号1106表示输入到组a内各高耐压MOS晶体管1102的控制端子1105的波形，为Hi则导通(接通)高耐压MOS晶体管1102，为Lo则切断(断开)高耐压MOS晶体管。其他组b～m也和组a一样。如此依次分时驱动各组内的加热器，组内的电流可总是控制为1位(用1喷嘴记录的图像)以下的电流，所以无需一次供给加热器大电流。这里，图16A和图16B展示高耐压MOS晶体管和普通耐压MOS晶体管的剖面结构。图16B是P型半导体基板上形成的普通耐压NMOS晶体管。N+扩散层111和N+扩散层113分别形成源极和漏极，其间有栅极112。另一方面，图16A是P型半导体基板上形成的高耐压NMOS晶体管。高耐压MOS晶体管的N+扩散层111和N+扩散层113分别形成源极和漏极，其间配置有栅极112，这和普通耐压NMOS晶体管相同。但是，高耐压MOS晶体管的特征在于，与普通MOS晶体管相比，加长栅极长度，在栅极112和漏极113之间设置了N-扩散层114，可使得高耐压化。近年来，因为要求打印机高速化、高精密化，正在谋求打印机的记录头高密度、多喷嘴化。因此，作为记录头上使用的加热器基板的结构，需要增加加热器数量(加热器电阻数)和缩小加热器(加热器电阻)间的间距。为了把加热器和驱动电路做在同一个半导体基板上，加热器基板必须增加从一个晶片能得到的加热器基板的个数，以降低成本。因此，也需将加热器基板小型化。但是，如果增加加热器密度、使加热器基板小型化，就会产生下列问题。即，如果增加加热器密度，因为加热器驱动用的晶体管间的间距是一定的，所以加热器驱动用晶体管的单位面积就要缩小。其结果就会增加加热器驱动时晶体管的导通电阻。另一方面，即便是为了使加热器基板小型化，而减小驱动电路面积，因为晶体管面积变小了，所以其结果也会增加加热器驱动时的晶体管的导通电阻。加热器和作为加热器驱动用开关的晶体管，如图14所示，是与电源串联的。因此，增加加热器密度、使加热器基板小型化时，如果上面说明过的加热器驱动时的晶体管的导通电阻增加，晶体管上消耗的电能就会增加，加热器单元消耗的电能在输入电能中所占的比例就会减小，电能利用率将降低。此外，还会产生一个问题，如果在晶体管部分产生的热量增加，就会在晶体管单元蓄热，将使墨水的排出特性发生变化，由于发热的热量而使记录头受到破坏。因此，增加加热器密度、使加热器基板小型化时，相对于加热器电阻，降低加热器驱动时的晶体管的导通电阻比例，是一个重要的课题。作为相对于加热器电阻降低加热器驱动时的晶体管的导通电阻比例的方法，可以考虑通过提高加热器电阻值而相对地降低导通电阻比例的方法。但是，如果采用上述相对降低导通电阻比例的方法，会产生这样的问题，如果假设不能改变加热器上的发热量，因为要提高加在加热器上的电压，伴随于此，电源电压也会升高。即，电源电压如果升高，因为驱动用的高耐压MOS晶体管上的电压也上升，就要进一步提高高耐压MOS晶体管的耐压能力。为了提高高耐压MOS晶体管的耐压能力，就必须有加长栅极，或者增加电场缓和层的长度等措施。但不论哪种方法，都会增大晶体管的面积，所以将加热器基板小型化比较困难。如上所述，不增加晶体管的面积而降低加热器驱动时的晶体管的导通电阻，在增加加热器密度和使加热器基板小型化方面，是一个重要的课题。
技术实现思路
本专利技术是旨在解决上述以往技术中的问题而完成的，其目的在于，为了使加热器基板小型化，提供不增大加热器基板尺寸而能够降低导通电阻值的记录头、使用它的图像记录装置及它们的控制方法。为了达到上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：平山信之，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：