JP2001080060A - Recording head, head cartridge with the recording head, recording apparatus using the recording head, and, recording head element substrate - Google Patents

Recording head, head cartridge with the recording head, recording apparatus using the recording head, and, recording head element substrate

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JP2001080060A
JP2001080060A JP21915699A JP21915699A JP2001080060A JP 2001080060 A JP2001080060 A JP 2001080060A JP 21915699 A JP21915699 A JP 21915699A JP 21915699 A JP21915699 A JP 21915699A JP 2001080060 A JP2001080060 A JP 2001080060A
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Japan
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recording head
recording
signal
circuit
output
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Tatsuo Furukawa
達生 古川
Hiroyuki Maru
博之 丸
Takashi Yoshida
貴 吉田
Kazuki Ota
和樹 太田
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a recording head and a recording apparatus using the recording head for outputting as digital data outputs from a sensor element set to monitor various states of the recording head. SOLUTION: An output from an element for detecting a state of the recording head, e.g. information representing a temperature of a substrate 101, a resistance value of an electrothermal conversion body, an ON resistance of a power transistor for driving the electrothermal conversion body, etc., is all digitized by an A/D converting block 130 on the substrate. The information is outputted outside as digital information afterwards. At this time, the number of wirings and an area of the substrate are prevented from being increased by utilizing a clock signal and a latch signal used for transferring recording data to the recording head.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は記録ヘッド、その記
録ヘッドを有するヘッドカートリッジ、その記録ヘッド
を用いた記録装置、及び、記録ヘッド基板に関し、特
に、記録ヘッドとその記録ヘッドを用いた記録装置との
データの送受信に関するものである。
The present invention relates to a recording head, a head cartridge having the recording head, a recording apparatus using the recording head, and a recording head substrate, and more particularly to a recording head and a recording apparatus using the recording head. And transmission and reception of data with the

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のインクジェット方式に従う記録装
置に搭載される記録ヘッドの電気熱変換素子(ヒータ)
と、入力画像信号に従ってそれを駆動する駆動回路は、
例えば、特開平5−185594号公報に示されている
ように、半導体プロセス技術を用いて、同一基板上に形
成されている。また、この基板上の状態、例えば、基板
温度や抵抗値の分布状態、駆動回路の特性変動などを検
知するための素子を同一基板上に形成することも提案さ
れている。
2. Description of the Related Art An electrothermal transducer (heater) of a recording head mounted on a recording apparatus according to a conventional ink jet system.
And a driving circuit for driving it according to the input image signal,
For example, as shown in JP-A-5-185594, they are formed on the same substrate by using a semiconductor process technique. Further, it has been proposed to form an element on the same substrate for detecting a state on the substrate, for example, a distribution state of the substrate temperature and the resistance value, a variation in characteristics of the driving circuit, and the like.

【0003】図8は、従来のインクジェット記録ヘッド
における基板状態の検知方法を概念的に示すブロック図
である。
FIG. 8 is a block diagram conceptually showing a method of detecting a substrate state in a conventional ink jet recording head.

【0004】図8において、101は記録ヘッドを構成
する半導体基板(以下、基板という)、102はインク
を吐出するために必要な熱エネルギーを発生する電気熱
変換素子(ヒータ)を複数個配列したヒータアレイ、1
03はヒータアレイ102を構成する一つのヒータ、1
04はヒータに所望の電流を供給してヒータを駆動する
パワートランジスタブロック、105は外部からのデー
タ転送に応じて各ヒータのON/OFFを切り換えるた
めのラッチ回路やシフトレジスタなどで構成されるロジ
ック回路部、106はヒータに所定の電圧を印加し、電
流を供給するための電源ライン、107はヒータ及びパ
ワートランジスタを流れた電流が流れ込むGNDライ
ン、108、109はそれぞれGNDライン、電源ライ
ンを記録ヘッドの外部へ引き出すためのGND端子、電
源端子である。
In FIG. 8, reference numeral 101 denotes a semiconductor substrate (hereinafter, referred to as a substrate) constituting a recording head, and reference numeral 102 denotes an array of a plurality of electrothermal transducers (heaters) for generating heat energy necessary for discharging ink. Heater array, 1
03 denotes one heater constituting the heater array 102, 1
Reference numeral 04 denotes a power transistor block that supplies a desired current to the heater to drive the heater, and reference numeral 105 denotes a logic including a latch circuit and a shift register for switching ON / OFF of each heater in accordance with external data transfer. A circuit section, 106 is a power supply line for applying a predetermined voltage to the heater to supply a current, 107 is a GND line into which the current flowing through the heater and the power transistor flows, and 108 and 109 are a GND line and a power supply line, respectively. A GND terminal and a power supply terminal for pulling out to the outside of the head.

【0005】さらに、410は基板101の温度を検出
するための温度検出素子、411は温度検出素子410
の信号が伝送される配線、412は温度検出素子の信号
を記録ヘッドの外部へ引き出すための端子、420は基
板上に形成された電気熱変換素子の抵抗値をモニタする
ための抵抗体、421は抵抗体420に電圧を印加し抵
抗値を測定するための配線、422は配線421を記録
ヘッドの外部へ引き出すための端子、430は温度検知
素子及び抵抗値モニタ用抵抗体の出力を処理するための
信号処理回路ブロック、413、423はそれぞれ温度
検知素子410、抵抗体420と信号処理回路ブロック
430とを結ぶ配線、440は信号処理回路ブロック4
30からの出力を受けて、基板の状態を検出し、それに
応じた適切な制御を基板に対してフィードバックする判
定回路ブロック、450は信号処理回路ブロック430
と判定回路ブロック440とを結ぶ配線、460は判定
回路ブロック440と基板内のロジック回路部105と
を結ぶ配線である。
[0005] Further, reference numeral 410 denotes a temperature detecting element for detecting the temperature of the substrate 101, and 411 denotes a temperature detecting element 410.
412, a terminal for extracting the signal of the temperature detecting element to the outside of the recording head, 420, a resistor for monitoring the resistance value of the electrothermal transducer formed on the substrate, 421 Is a wiring for applying a voltage to the resistor 420 to measure the resistance value, 422 is a terminal for drawing out the wiring 421 to the outside of the recording head, and 430 processes the output of the temperature detecting element and the resistance monitoring resistor. Signal processing circuit blocks 413 and 423 are wires for connecting the temperature detection element 410, the resistor 420 and the signal processing circuit block 430, respectively, and 440 is a signal processing circuit block 4
The decision circuit block 450 receives the output from the circuit 30, detects the state of the board, and feeds back appropriate control to the board according to the state. 450 is a signal processing circuit block 430.
And 460, a wiring connecting the determination circuit block 440 and the logic circuit unit 105 in the substrate.

【0006】ここで、図8を参照して、従来の記録ヘッ
ドにおける基板の温度検知及びその検知温度に従う制御
の概念を説明する。
Here, the concept of substrate temperature detection and control in accordance with the detected temperature in a conventional recording head will be described with reference to FIG.

【0007】ヒータアレイ102には、パワートランジ
スタにより吐出に必要な熱エネルギーを発生するための
電流が供給され、その電流を流すタイミングは記録情報
やその時々に応じた基板状態に対して最適な駆動方法な
どが判定回路ブロック440で決定され、その決定され
た駆動方法に従う制御信号がロジック回路部105に送
られ、ロジック回路部105がパワートランジスタの制
御端子にその制御信号を供給する。
The heater array 102 is supplied with a current for generating thermal energy required for ejection by a power transistor, and the timing at which the current is passed is determined by a driving method which is optimal for recording information and a substrate state corresponding to the time. Are determined by the determination circuit block 440, a control signal according to the determined driving method is sent to the logic circuit unit 105, and the logic circuit unit 105 supplies the control signal to the control terminal of the power transistor.

【0008】この時、ヒータに流れる電流のタイミング
により、ヒータでの発熱量及び発熱時間が決定され、そ
れに見合ったインクが吐出される。しかしながら、ヒー
タによる発熱エネルギーはインクにのみ供給されるわけ
ではなく、基板101にも供給されるので、同時に基板
101の温度は上昇する。従って、常に一定の条件の下
でインク吐出を行うことができる訳ではない。つまり、
一定の駆動タイミングのみで、広い温度範囲にわたって
同一の吐出状態を保つことは困難である。このような訳
で、基板温度を検知しながら、インク吐出のための最適
条件を選択してヒータの駆動を行う必要が生じる。
At this time, the amount of heat generated by the heater and the heat generation time are determined by the timing of the current flowing through the heater, and the ink corresponding to the amount is discharged. However, the heat generated by the heater is not only supplied to the ink but also to the substrate 101, so that the temperature of the substrate 101 rises at the same time. Therefore, ink cannot always be ejected under certain conditions. That is,
It is difficult to maintain the same ejection state over a wide temperature range only with a fixed drive timing. For this reason, it is necessary to drive the heater while selecting the optimum conditions for ink ejection while detecting the substrate temperature.

【0009】そこで、基板内の温度変化をモニタできる
素子、これは温度特性が既知の素子であることが望まし
く、例えば、P−n接合ダイオードを用い、そのダイオ
ードの順方向電圧−電流特性などが利用される。このダ
イオードを基板上に配置しておき、この素子の特性変化
を外部からある一定の期間毎に検出し、その値によって
その期間内の基板の温度変化を検知して、それに見合っ
た最適な駆動タイミングを外部から供給することで、広
い温度範囲にわたって、安定的なインク吐出を保つこと
ができるようにしている。
Therefore, it is desirable that an element capable of monitoring a temperature change in the substrate, that is, an element having a known temperature characteristic. For example, a pn junction diode is used, and the forward voltage-current characteristic of the diode is used. Used. This diode is placed on the substrate, and the characteristic change of this element is detected from the outside at regular intervals, and the temperature change of the substrate during that period is detected based on the value. By supplying the timing from the outside, stable ink ejection can be maintained over a wide temperature range.

【0010】即ち、図8に示す回路においては、電源端
子109に所定の電圧を印加しておき、ロジック回路部
105から記録情報と駆動条件に基づいたタイミングパ
ルスがパワートランジスタブロック104へ入力される
と、ヒータアレイ102の中のそれに応じたヒータ10
3が駆動され、その駆動ヒータに対応した特定の位置に
あるノズルからインクが吐出される。
That is, in the circuit shown in FIG. 8, a predetermined voltage is applied to the power supply terminal 109, and a timing pulse based on recording information and driving conditions is input from the logic circuit unit 105 to the power transistor block 104. And the corresponding heater 10 in the heater array 102
3 is driven, and ink is ejected from a nozzle at a specific position corresponding to the driving heater.

【0011】このとき、ヒータへの発熱動作が連続的に
繰り返されると、基板の温度もそれに応じて上昇する
が、温度検知素子410は基板温度に対応した出力信号
を基板内の配線411、端子412、基板外部の配線4
13を介して装置側の信号処理回路ブロック430へ送
る。通常、温度検知素子410の出力は、アナログ出力
であり、信号処理回路ブロック430はこのアナログ出
力を増幅し、デジタル値に変換した上で判定回路ブロッ
ク440へそのデジタル値を配線450を介して送る。
At this time, if the heating operation to the heater is continuously repeated, the temperature of the substrate rises accordingly. However, the temperature detecting element 410 outputs an output signal corresponding to the substrate temperature to the wiring 411 in the substrate and the terminal. 412, wiring 4 outside the substrate
13 to the signal processing circuit block 430 on the device side. Normally, the output of the temperature detection element 410 is an analog output, and the signal processing circuit block 430 amplifies the analog output, converts it to a digital value, and sends the digital value to the determination circuit block 440 via the wiring 450. .

【0012】判定回路ブロック440はこのデジタル値
によって、基板101の温度上昇を検知し、その温度に
おける最適駆動条件を表す駆動信号を配線460を介し
てロジック回路部105へ送る。これによって、ロジッ
ク回路部105は基板温度に見合ったタイミングパルス
をパワートランジスタへ供給し、その結果、ヒータが駆
動されてインクが吐出する。
The determination circuit block 440 detects a rise in the temperature of the substrate 101 based on the digital value, and sends a drive signal indicating an optimum drive condition at that temperature to the logic circuit unit 105 via the wiring 460. Accordingly, the logic circuit unit 105 supplies a timing pulse corresponding to the substrate temperature to the power transistor, and as a result, the heater is driven to discharge ink.

【0013】このように、基板の温度検出をある一定の
期間毎に行うことにより、基板の温度変化があっても、
常に安定した吐出条件を保つことができるようになる。
As described above, by detecting the temperature of the substrate every certain period, even if the temperature of the substrate changes,
It is possible to always maintain stable ejection conditions.

【0014】次に、従来の記録ヘッドにおける基板上に
形成された電気熱変換素子(ヒータ)の抵抗値のモニタ
及びそのモニタ結果に従う制御の概念を説明する。
Next, the concept of monitoring the resistance value of an electrothermal transducer (heater) formed on a substrate in a conventional recording head and the control according to the monitoring result will be described.

【0015】インクジェット記録ヘッドにおいては、ヒ
ータ103で発生した熱がインクを沸騰させ、それによ
って発生した泡の圧力によってインクを吐出して記録を
行うが、この時発生する熱量(Q)は、ヒータに流れる
電流(I)とヒータの抵抗値(R)を用いて、Q=I2
Rで表わされる。このQとRとの関係によれば、ヒータ
自身の抵抗値(R)によって発生する熱量(Q)は変化
する。従って、これによる泡の形成も変化することにな
る。
In the ink jet recording head, the heat generated by the heater 103 causes the ink to boil, and the ink is ejected by the pressure of the bubbles generated thereby to perform the recording. Q = I 2 using the current (I) flowing through the heater and the resistance (R) of the heater.
It is represented by R. According to the relationship between Q and R, the amount of heat (Q) generated by the resistance value (R) of the heater itself changes. Therefore, the formation of bubbles due to this will also change.

【0016】ここで、記録ヘッドを新しく交換する際の
ことを考えると、この交換によって、発生熱量(Q)は
新しい記録ヘッドのヒータの抵抗値に依存することにな
る。しかしながら、そのヒータ抵抗値には固体差(バラ
ツキ)があるので、常に同一の駆動条件でヒータを駆動
していては、発生熱量が異なり、その結果、均一な記録
は行えないことになる。一般に、ヒータの形成に半導体
プロセスによって形成される金属または金属化合物の薄
膜抵抗を用いる場合、その製造上のバラツキは±20%
程度と予測される。
Considering the case where the recording head is newly replaced, the amount of heat (Q) generated by this replacement depends on the resistance value of the heater of the new recording head. However, since there is an individual difference (variation) in the heater resistance value, if the heater is always driven under the same driving condition, the amount of generated heat is different, and as a result, uniform printing cannot be performed. In general, when a thin film resistor of a metal or a metal compound formed by a semiconductor process is used to form a heater, the manufacturing variation is ± 20%.
Expected to be about.

【0017】このような理由で、記録ヘッド各々のヒー
タ抵抗値を検知して、それに見合った最適な駆動タイミ
ングを外部から供給することによって、抵抗値のバラツ
キに対しても、安定したインク吐出を保持するという必
要がある。
For this reason, by detecting the heater resistance value of each recording head and supplying an optimum drive timing corresponding to the detected resistance value from the outside, stable ink ejection can be performed even when the resistance value varies. It is necessary to keep.

【0018】即ち、図8に示す回路においては、ヒータ
抵抗値をモニタするために用いる抵抗体420の素子を
実際の熱発生を行うヒータ103と同一材料、同一プロ
セスで形成しておき、この抵抗値を基板内配線421、
端子422、外部の配線423を介して、信号処理回路
ブロック430が読み取る。
That is, in the circuit shown in FIG. 8, the element of the resistor 420 used for monitoring the heater resistance value is formed of the same material and the same process as the heater 103 that actually generates heat. The value is set to the wiring 421 in the board,
The signal is read by the signal processing circuit block 430 via the terminal 422 and the external wiring 423.

【0019】抵抗値420から記録ヘッド外部への出力
はアナログ出力であり、信号処理回路ブロック430で
は、このアナログ出力を増幅しデジタル値に変換した上
で、判定回路ブロック440へそのデジタル値を配線4
50を介して送る。判定回路ブロック440ではこのデ
ジタル値によって、ヒータ抵抗値を検知し、その抵抗値
に従う最適駆動条件を表す駆動信号を配線460を介し
てロジック回路部105へフィードバックする。
The output from the resistance value 420 to the outside of the recording head is an analog output. The signal processing circuit block 430 amplifies the analog output and converts it to a digital value, and then routes the digital value to the determination circuit block 440. 4
Send via 50. The determination circuit block 440 detects the heater resistance value based on the digital value, and feeds back a drive signal indicating an optimum drive condition according to the resistance value to the logic circuit unit 105 via the wiring 460.

【0020】このような制御を新しく記録ヘッドを交換
した時や、プリンタ本体の電源投入時等に行うことによ
り、異なる抵抗値を持ったヒータでも常に安定したイン
ク吐出条件を保つことができるようにしている。
By performing such control when a new recording head is replaced or when the power of the printer body is turned on, stable ink ejection conditions can be maintained at all times even with heaters having different resistance values. ing.

【0021】また、上記のような記録ヘッドの基板の温
度以外に、駆動制御の変更を行なうための記録ヘッドの
ID(識別)情報、記録パラメータを決定するためのラ
ンク情報等を、記録ヘッドから装置本体に送信すること
も提案されている。
In addition to the above-described substrate temperature of the recording head, ID (identification) information of the recording head for changing the drive control, rank information for determining the recording parameters, and the like are transmitted from the recording head. It has also been proposed to transmit to the device body.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、検知された基板温度を表す情報やモニタされた
ヒータ抵抗値を表す情報の出力は、いずれもアナログ出
力として基板上から記録ヘッドの外部に対して行なわれ
る。このため、例えば、インク吐出のためのヒートパル
スに同期して大電流が流れる際に発生する電源ノイズや
GNDノイズによる影響や、外部に引き出す配線に飛び
込むカップリングノイズや放射ノイズなどによる影響を
上記各情報は受けやすく、その情報を精度よく読み取る
ことが困難であるという問題があった。
However, in the above conventional example, the output of the information indicating the detected substrate temperature and the information indicating the monitored heater resistance value are both output from the substrate to the outside of the recording head as analog outputs. It is performed for. For this reason, for example, the effects of power supply noise and GND noise generated when a large current flows in synchronization with a heat pulse for ink ejection, and the effects of coupling noise and radiation noise jumping into a wiring drawn outside are described above. There is a problem that each piece of information is easily received and it is difficult to read the information with high accuracy.

【0023】また、上記のノイズを低減するために、ノ
イズ除去回路や素子等を用いることは、記録ヘッドを構
成する部品の数やその基板スペースの増大につながりコ
ストアップの要因となる。更に、アナログ出力をそのま
ま信号制御に用いるには、必ずA/D変換器を用いて、
一度デジタル値に変換してから、判定回路に送る必要が
あるため、記録ヘッドの外部にA/D変換器を設けねば
ならず、システム全体の構成を複雑にしたり、またコス
トアップを引き起こすものとなっていた。
The use of a noise elimination circuit, element, or the like to reduce the above-mentioned noise increases the number of components constituting the recording head and the space for the substrate, resulting in an increase in cost. Furthermore, in order to use the analog output as it is for signal control, be sure to use an A / D converter.
Since it is necessary to convert the data once to a digital value and send it to the judgment circuit, an A / D converter must be provided outside the recording head, which complicates the configuration of the entire system and increases the cost. Had become.

【0024】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、記録ヘッドの種々の状態を監視するために設けられ
たセンサ素子からの出力の耐ノイズ性を高め、より正確
なセンサ出力を得ることを可能にするとともに、ノイズ
除去のための回路や素子をより少なくすることにより、
コストダウンを図った記録ヘッド及びその記録ヘッドを
用いた記録装置を提供することを第1の目的としてい
る。
The present invention has been made in view of the above conventional example, and improves the noise resistance of an output from a sensor element provided for monitoring various states of a recording head to obtain a more accurate sensor output. By reducing the number of circuits and elements for noise removal,
It is a first object of the present invention to provide a recording head that reduces costs and a recording apparatus that uses the recording head.

【0025】更に、記録ヘッドと記録装置本体との信号
の授受は通常は入出力パッド(PAD)を用いて行われ
るが、上記温度情報に加え、記録ヘッドの識別情報やラ
ンク情報の送受信を行うためにはパッドの数が多くなる
ので、以下のような欠点があった。
Further, transmission and reception of signals between the printhead and the printing apparatus main body are usually performed using an input / output pad (PAD). In addition to the above temperature information, printhead identification information and rank information are transmitted and received. For this reason, the number of pads increases, so that the following disadvantages are caused.

【0026】(1)パッドの数が多いと記録ヘッドの回
路基板の面積が大きくなり、装置が大型化し、コストア
ップにつながる。
(1) If the number of pads is large, the area of the circuit board of the recording head becomes large, which leads to an increase in the size of the apparatus and an increase in cost.

【0027】(2)パッドを外部接点と導通させるため
のポインティングワイヤの数が増えるため、記録ヘッド
製造上の工程数アップによってコストアップにつなが
る。
(2) Since the number of pointing wires for connecting the pads to the external contacts increases, the number of steps in manufacturing the recording head increases, which leads to an increase in cost.

【0028】(3)制御信号ライン数が多くなること
は、回路基板の簡素化に伴うコストダウンの妨げとな
る。
(3) Increasing the number of control signal lines hinders cost reduction due to simplification of the circuit board.

【0029】本発明はこのような欠点を解消するべく、
記録ヘッドの回路基板のパッド数を削減することにより
装置を小型化し、その生産コストを抑えることができる
記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いる記録装置を提供
することを第2の目的としている。
The present invention has been developed in order to solve such disadvantages.
It is a second object of the present invention to provide a recording head capable of reducing the size of the apparatus by reducing the number of pads on the circuit board of the recording head and suppressing the production cost, and a recording apparatus using the recording head.

【0030】特に、記録ヘッドの識別情報やランク情報
を装置本体側へ送信する場合には、情報量に比例して、
記録ヘッドから装置本体のメイン基板への配線数が増加
し、コンタクト部分(パッド)および双方の基板面積の
上昇を招くと共に、コストを上昇させる要因となってし
まう。
In particular, when transmitting the identification information and rank information of the recording head to the apparatus main body side, in proportion to the information amount,
The number of wirings from the recording head to the main board of the apparatus main body increases, which leads to an increase in the area of the contact portion (pad) and both substrates, and also causes an increase in cost.

【0031】また、温度情報等の時間によって変動する
情報は、記録動作中においても定期的に伝送される必要
があるので、通常は記録データ用のクロックとは異なる
独自の転送クロックを用いて情報を伝送することとな
り、この転送クロックのための配線が更に増える。この
とき、この転送クロック信号は、記録データ用クロック
と共にノイズ発生源となるので、配線経路を考慮する必
要があり、発生するノイズの影響を低減するために特別
な回路や部品が必要となる場合がある。
Also, information that fluctuates with time, such as temperature information, needs to be transmitted periodically even during the recording operation. Therefore, the information is usually transmitted using a unique transfer clock different from the clock for recording data. , And the number of wires for the transfer clock further increases. At this time, since the transfer clock signal becomes a noise source together with the recording data clock, it is necessary to consider a wiring path, and a special circuit or component is required to reduce the influence of the generated noise. There is.

【0032】本発明はこのような問題を解決するため
に、記録ヘッドから装置本体へ送信する情報量が増加し
ても、配線数や基板面積の増加並びにノイズの発生を防
止して生産コストを抑えることができる記録ヘッド及び
その記録ヘッドを用いる記録装置を提供することを第3
の目的としている。
According to the present invention, the production cost can be reduced by preventing the increase in the number of wirings and the area of the substrate and the generation of noise even when the amount of information transmitted from the recording head to the apparatus main body increases. A third object is to provide a recording head that can be suppressed and a recording apparatus that uses the recording head.
The purpose is.

【0033】更に、記録ヘッドの温度の検出は、一般的
に比較器(コンパレータ)を用いて行われているが、基
準電圧の切換えと比較器の作動に時間がかかるため、記
録装置からの記録データ転送が高速になると温度データ
の転送が間に合わなくなるという欠点があった。
Further, the temperature of the recording head is generally detected by using a comparator. However, it takes time to switch the reference voltage and to operate the comparator. When the data transfer speed is increased, there is a disadvantage that the transfer of the temperature data cannot be performed in time.

【0034】特に、記録装置からの記録データの転送速
度を温度データの転送速度に合わせていては、最近の記
録速度に対する高速化の要求には対応できない。また、
基準電圧の切換と比較器の動作を高速化することも可能
ではあるが、その分だけこれらの動作を実行するアナロ
グ回路の消費電流が増大してしまい記録動作待機中(即
ち、温度検出をしていない状態)の消費電力が記録デー
タの受信と格納を行なうデジタル回路に比して大きくな
ってしまうという別の問題が発生する。
In particular, if the transfer speed of print data from the printing apparatus is matched with the transfer speed of temperature data, it is not possible to cope with recent demands for higher print speeds. Also,
Although it is possible to speed up the switching of the reference voltage and the operation of the comparator, the current consumption of the analog circuit for executing these operations is increased by that much, and the recording operation is waiting (that is, the temperature is detected). Another problem arises in that the power consumption in the non-operating state) is greater than that of a digital circuit for receiving and storing print data.

【0035】この問題に対処するために、アナログ回路
の電源供給を記録ヘッド外部から制御することも考えら
れるが、その電源供給をON/OFFする制御回路での
電圧降下が温度検出精度に影響したり、記録ヘッドと外
部とを接続する信号線の数が増えるなどの問題も多い。
To cope with this problem, it is conceivable to control the power supply of the analog circuit from outside the recording head. However, a voltage drop in the control circuit for turning on / off the power supply affects the temperature detection accuracy. Also, there are many problems such as an increase in the number of signal lines connecting the recording head to the outside.

【0036】本発明はこのような問題を解消するべく、
記録データの高速転送にも対応しつつ、温度情報を検出
し送出できる記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記
録装置を提供することを第4の目的としている。
The present invention solves such a problem.
It is a fourth object of the present invention to provide a recording head capable of detecting and transmitting temperature information while supporting high-speed transfer of recording data, and a recording apparatus using the recording head.

【0037】[0037]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
る本発明の第1の態様による記録ヘッドは、インクを吐
出するために利用される熱エネルギーを発生するための
電気熱変換素子と該電気熱変換素子を駆動するための駆
動回路とが同一の素子基体上に設けられた記録ヘッドで
あって、前記素子基体の状態を検知しアナログ出力を行
なうセンサと、前記センサのアナログ出力をデジタル値
に変換するA/D変換器とを有し、前記センサと前記A
/D変換器とが前記素子基体上に設けられている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a recording head for achieving the first object, comprising: an electrothermal transducer for generating thermal energy used for discharging ink; A recording head in which a drive circuit for driving the electrothermal transducer is provided on the same element substrate, a sensor that detects a state of the element substrate and performs analog output, and an analog output of the sensor. An A / D converter for converting into a digital value, wherein the sensor and the A
A / D converter is provided on the element base.

【0038】なお、前記駆動回路は、前記電気熱変換体
を駆動するパワートランジスタと、前記パワートランジ
スタを駆動するための記録データを一時的に格納するシ
フトレジスタと、前記シフトレジスタに格納された記録
データをラッチするラッチ回路とを含んでいても良い。
The driving circuit includes a power transistor for driving the electrothermal transducer, a shift register for temporarily storing recording data for driving the power transistor, and a recording register for storing the data stored in the shift register. And a latch circuit for latching data.

【0039】また、前記素子基体の状態とは、前記素子
基体の温度、前記電気熱変換体の抵抗値、前記パワート
ランジスタのON抵抗値などである。
The state of the element substrate includes a temperature of the element substrate, a resistance value of the electrothermal converter, an ON resistance value of the power transistor, and the like.

【0040】さて、前記センサは、前記素子基体の温度
を検知するための温度特性が既知のp−n接合ダイオー
ド、前記電気熱変換体の抵抗値を検知するために電気熱
変換体と同一材料、同一プロセスで形成された抵抗、前
記パワートランジスタのON抵抗を検知するためにパワ
ートランジスタと同一の導伝型で、かつ同一プロセスで
形成されたトランジスタなどで構成されていると良い。
The sensor is a pn junction diode having a known temperature characteristic for detecting the temperature of the element substrate, and the same material as the electrothermal converter for detecting the resistance value of the electrothermal converter. In order to detect the resistance formed in the same process and the ON resistance of the power transistor, it is preferable that the power transistor be formed of a transistor having the same conductivity type as the power transistor and formed in the same process.

【0041】さらに、電気熱変換体の抵抗値やパワート
ランジスタのON抵抗などを表すデジタル情報を格納す
る、例えば、EPROM、EEPROM、フューズ式R
OMなどの経時変化を起こさない不揮発性メモリを前記
基板上に備えることが望ましい。そして、その不揮発性
メモリには、記録ヘッドの工場出荷時に測定された電気
熱変換体の抵抗値やパワートランジスタのON抵抗を表
すデジタル情報を格納しておくと良い。
Further, digital information indicating the resistance value of the electrothermal converter, the ON resistance of the power transistor, and the like is stored. For example, an EPROM, an EEPROM, a fuse type R
It is desirable to provide a non-volatile memory such as OM which does not change with time on the substrate. The nonvolatile memory may store digital information indicating the resistance value of the electrothermal transducer and the ON resistance of the power transistor measured when the recording head is shipped from the factory.

【0042】以上のような構成により本発明の第1の態
様による記録ヘッドでは、記録ヘッドの状態を検知する
ための素子からの出力を素子基体上でデジタル化してか
ら、外部にデジタル情報を出力する。
With the above configuration, in the recording head according to the first aspect of the present invention, the output from the element for detecting the state of the recording head is digitized on the element substrate, and then the digital information is output to the outside. I do.

【0043】また上記第1の目的は、以上の構成の記録
ヘッドを用いて記録を行なう記録装置であって、前記セ
ンサから出力されデジタル値に変換された情報を受信し
て、前記デジタル情報に基づいて、前記記録ヘッドの駆
動制御を行なう制御手段を有することを特徴とする記録
装置によっても達成される。
A first object of the present invention is to provide a recording apparatus for performing recording by using the recording head having the above-mentioned configuration, wherein the recording apparatus receives information output from the sensor and converted into a digital value, and converts the information into digital information. The present invention is also achieved by a printing apparatus having control means for controlling the drive of the printhead based on the control information.

【0044】またさらに上記第1の目的を達成する本発
明の記録ヘッド素子基板は、インクを吐出するために利
用される熱エネルギーを発生するための電気熱変換素子
と該電気熱変換素子を駆動するための駆動回路とが同一
の素子基体上に設けられた記録ヘッド素子基板であっ
て、前記基板の状態を検知しアナログ出力を行なうセン
サと、前記センサのアナログ出力をデジタル値に変換す
るA/D変換器とを有し、前記センサと前記A/D変換
器とが前記基板上に設けられていることを特徴とする。
Further, a recording head element substrate according to the present invention, which achieves the first object, comprises an electrothermal conversion element for generating thermal energy used for discharging ink, and a driving element for driving the electrothermal conversion element. A printhead element substrate provided on the same element substrate as a drive circuit for performing the operation, a sensor for detecting the state of the substrate and outputting an analog output, and an A for converting the analog output of the sensor to a digital value. / D converter, wherein the sensor and the A / D converter are provided on the substrate.

【0045】上記第2の目的を達成する本発明の第2の
態様による記録ヘッドは、インクジェット方式に従って
インクを吐出して記録を行う記録ヘッドであって、イン
クを吐出する複数の記録素子の記録特性を格納したメモ
リと、アナログ信号をデジタルデータに変換して出力す
る変換回路と、前記複数の記録素子を入力される記録信
号に従って駆動する駆動回路とを有し、前記メモリから
の記録特性の読み出しを前記記録信号を入力するために
用いるクロック信号とラッチ信号とを利用して行い、さ
らに、前記変換回路からのデジタル信号の出力を前記ク
ロック信号を利用して行う。
A recording head according to a second aspect of the present invention that achieves the second object is a recording head that performs recording by discharging ink in accordance with an ink-jet method, and includes recording of a plurality of recording elements that discharge ink. A memory that stores the characteristics, a conversion circuit that converts an analog signal into digital data and outputs the data, and a drive circuit that drives the plurality of printing elements in accordance with the input recording signals, Reading is performed using a clock signal and a latch signal used to input the recording signal, and further, a digital signal is output from the conversion circuit using the clock signal.

【0046】なお、前記駆動回路が駆動する複数の記録
素子各々は、ヒータと、そのヒータに対する通電のオン
/オフを制御するスイッチと、そのヒータからの発熱に
よって加熱されるインクを吐出する吐出ノズルとを含む
ことが望ましい。
Each of the plurality of printing elements driven by the drive circuit includes a heater, a switch for controlling on / off of energization of the heater, and a discharge nozzle for discharging ink heated by heat generated from the heater. It is desirable to include

【0047】また、前記駆動回路は、シフトレジスタと
ラッチ回路とを有し、ヒータに対してヒートパルス信号
を入力する第1の入力パッドと、シフトレジスタに記録
信号を入力する第2の入力パッドと、クロック信号を入
力する第3の入力パッドと、ラッチ回路に対するラッチ
信号を入力する第4の入力パッドとを有すると良い。
The drive circuit has a shift register and a latch circuit, and a first input pad for inputting a heat pulse signal to the heater and a second input pad for inputting a recording signal to the shift register. And a third input pad for inputting a clock signal, and a fourth input pad for inputting a latch signal to the latch circuit.

【0048】一方、前記メモリは、複数のROMと、こ
れら複数のROM各々に1対1に対応した複数のシフト
レジスタとを含み、第3の入力パッドから入力されるク
ロック信号に従って、複数のシフトレジスタから複数の
ROM各々に読み出し信号を出力し、これら複数のRO
M各々に格納された情報をシリアルに出力すると良い。
On the other hand, the memory includes a plurality of ROMs and a plurality of shift registers corresponding to each of the plurality of ROMs, and a plurality of shift registers are provided in accordance with a clock signal input from a third input pad. A read signal is output from the register to each of the plurality of ROMs, and the plurality of ROs are output.
It is preferable to output information stored in each of M serially.

【0049】さらに、前記変換回路は、これら複数のシ
フトレジスタから出力される読み出し信号を入力してア
ナログ/デジタル変換を行うための閾値信号を発生す
る。この変換回路は、さらに、複数のシフトレジスタか
ら出力される読み出し信号の周波数を低減する低減回路
を備え、その低減回路によって低減された周波数に従っ
て、アナログ信号に対するアナログ/デジタル変換を行
うようにしても良い。
Further, the conversion circuit receives read signals output from the plurality of shift registers and generates a threshold signal for performing analog / digital conversion. The conversion circuit may further include a reduction circuit for reducing the frequency of the read signals output from the plurality of shift registers, and may perform analog / digital conversion on an analog signal according to the frequency reduced by the reduction circuit. good.

【0050】なお、前記アナログ信号として、記録ヘッ
ドの内部温度を測定する温度センサからの出力を利用す
ることができる。
The output from the temperature sensor for measuring the internal temperature of the recording head can be used as the analog signal.

【0051】上記第3の目的を達成する本発明の第3の
態様による記録ヘッドは、入力された記録信号に従って
記録を行う記録ヘッドであって、前記記録ヘッドに関す
る情報を格納した不揮発性メモリと、前記メモリに格納
された情報を、前記記録信号を入力するために用いるク
ロック信号とラッチ信号とを利用して、前記記録信号の
入力される期間内にシリアル形式で外部に出力する出力
手段とを備えている。
A recording head according to a third aspect of the present invention for achieving the third object is a recording head for performing recording in accordance with an inputted recording signal, comprising: a non-volatile memory storing information relating to the recording head; Output means for outputting information stored in the memory to the outside in a serial format within a period in which the recording signal is input, using a clock signal and a latch signal used to input the recording signal; and It has.

【0052】また、本発明の記録ヘッドは、前記記録ヘ
ッドの状態に関する情報をデジタルデータに変換し、変
換されたデジタルデータを、前記記録信号を入力するた
めに用いるクロック信号とラッチ信号とを利用して、前
記記録信号の入力される期間内にシリアル形式で外部に
出力する変換手段を更に備えていてもよい。
Further, the recording head of the present invention converts information relating to the state of the recording head into digital data, and uses the converted digital data with a clock signal and a latch signal used for inputting the recording signal. The image processing apparatus may further include a conversion unit that outputs the data in a serial format to the outside during a period in which the recording signal is input.

【0053】前記不揮発性メモリは、前記記録ヘッドの
識別情報を格納し、EPROM、EEPROM、フュー
ズ式ROMの少なくとも1つを含むのが良い。
The non-volatile memory stores identification information of the recording head, and preferably includes at least one of an EPROM, an EEPROM, and a fuse ROM.

【0054】更に、前記出力手段は、前記クロック信号
に同期して前記メモリに格納された情報を1ビットずつ
出力するように構成されているのがよい。
Further, it is preferable that the output means is configured to output the information stored in the memory bit by bit in synchronization with the clock signal.

【0055】上記第4の目的を達成する本発明の第4の
態様による記録ヘッドは、温度情報を記録データの入力
に従って出力することができる記録ヘッドであって、第
1の周波数のクロックに従って記録データを入力するシ
フトレジスタと、前記記録データに従って通電され発熱
するヒータと、記録ヘッド内部の温度を検出する温度検
出回路と、前記第1の周波数のクロックを分周して第2
の周波数のクロックを生成する分周回路とを有し、前記
温度検出回路は前記第2の周波数のクロックに従って、
検出温度を示す信号を出力する。
A recording head according to a fourth aspect of the present invention for achieving the fourth object is a recording head capable of outputting temperature information in accordance with input of recording data, and recording in accordance with a clock of a first frequency. A shift register for inputting data, a heater that is energized and generates heat according to the print data, a temperature detection circuit that detects a temperature inside the print head, and a second clock that divides the clock of the first frequency to generate a second clock.
A frequency dividing circuit that generates a clock having a frequency of
A signal indicating the detected temperature is output.

【0056】ここで、その温度検出回路は、温度センサ
と、基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記第2
の周波数のクロックに従って、前記基準電圧を変化させ
る切換回路と、前記温度センサからの出力電圧と前記切
換回路からの基準電圧とを比較し、該比較結果を前記検
出温度を示す信号として出力する比較回路とを有するこ
とが望ましい。
Here, the temperature detecting circuit includes a temperature sensor, a reference voltage generating circuit for generating a reference voltage, and the second
A switching circuit for changing the reference voltage in accordance with a clock having a frequency of, and comparing the output voltage from the temperature sensor with the reference voltage from the switching circuit, and outputting the comparison result as a signal indicating the detected temperature. It is desirable to have a circuit.

【0057】また、前記分周回路は、第1の周波数のク
ロックを少なくとも2分周できるようにすると良い。
Further, it is preferable that the frequency dividing circuit is capable of dividing the clock of the first frequency by at least two.

【0058】さらに、前記シフトレジスタに格納された
記録データをラッチするラッチ回路を有すると良い。
Further, it is preferable to have a latch circuit for latching the recording data stored in the shift register.

【0059】なお、この記録ヘッドは、インクを吐出し
て記録を行うインクジェット記録ヘッドである場合に
は、その記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインク
を吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生
するための熱エネルギー変換体を備えていることが望ま
しい。
When the recording head is an ink jet recording head which performs recording by discharging ink, the recording head uses thermal energy to discharge ink so that thermal energy given to ink is used. It is desirable to have a thermal energy converter for generating the heat energy.

【0060】[0060]

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
好適な実施形態について詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0061】なお、本発明において用いている「記録」
という語は、文字や図形などの意味をもつ画像を記録媒
体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味
をもたない画像を付与することをも意味するものであ
る。
The "recording" used in the present invention
The term means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a recording medium, but also giving an image having no meaning such as a pattern.

【0062】また、本発明は紙、糸、繊維、布帛、皮
革、金属、プラスティック、ガラス、木材、セラミック
ス等の記録媒体に対して記録を行なう、プリンタ、複写
機、通信システムを有するファクシミリや通信システム
とプリンタ部とを組み合わせたプリンタシステム、プリ
ンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには
各種処理装置と複合的に組み合わせた産業用記録装置に
適用可能な発明である。
The present invention also provides a facsimile or communication system having a printer, a copier, a communication system for recording on a recording medium such as paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, and the like. The present invention is applicable to a printer system in which a system and a printer unit are combined, a device such as a word processor having a printer unit, and an industrial recording device in combination with various processing devices.

【0063】さらに、以下に用いる「素子基体」という
語は、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すも
のではなく、各素子や配線などが設けられた基体を示す
ものである。
Further, the term "element substrate" used below does not indicate a mere substrate made of a silicon semiconductor but a substrate provided with each element, wiring, and the like.

【0064】さらに、以下の説明で用いる「素子基体
上」という表現は、単に素子基体の上を指し示すだけで
なく、素子基体の表面、表面近傍の素子基体内部側をも
示すものである。また、本発明でいう「作りこみ(ビル
トイン(built-in))」とは、別体の各素子を単に基体上
に配置することを指し示している言葉ではなく、各素子
を半導体回路の製造工程などによって素子基体上に一体
的に形成、製造することを示すものである。
Further, the expression “on the element substrate” used in the following description indicates not only the upper side of the element substrate but also the surface of the element substrate and the inside of the element substrate near the surface. The term "built-in" as used in the present invention is not a term indicating that each element is simply disposed on a substrate, but is a step of manufacturing a semiconductor circuit. This indicates that the device is integrally formed and manufactured on an element substrate by, for example, the method described above.

【0065】始めに、以下で説明する本発明の記録ヘッ
ドを用いる記録装置の代表的な全体構成および制御構成
について説明する。
First, a typical overall configuration and a control configuration of a recording apparatus using the recording head of the present invention described below will be described.

【0066】図1は、本発明の記録ヘッドを用いたイン
クジェットプリンタIJRAの構成の概要を示す外観斜
視図である。図1において、駆動モータ5013の正逆
回転に連動して駆動力伝達ギア5009〜5011を介
して回転するリードスクリュー5005の螺旋溝500
4に対して係合するキャリッジHCはピン(不図示)を
有し、ガイドレール5003に支持されて矢印a,b方
向を往復移動する。キャリッジHCには、記録ヘッドI
JHとインクタンクITとを内蔵した一体型インクジェ
ットカートリッジIJCが搭載されている。5002は
紙押え板であり、キャリッジHCの移動方向に亙って記
録用紙Pをプラテン5000に対して押圧する。500
7,5008はフォトカプラで、キャリッジのレバー5
006のこの域での存在を確認して、モータ5013の
回転方向切り換え等を行うためのホームポジション検知
器である。5016は記録ヘッドIJHの前面をキャッ
プするキャップ部材5022を支持する部材で、501
5はこのキャップ内を吸引する吸引器で、キャップ内開
口5023を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。50
17はクリーニングブレードで、5019はこのブレー
ドを前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板
5018にこれらが支持されている。ブレードは、この
形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用で
きることは言うまでもない。又、5021は、吸引回復
の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジと係合す
るカム5020の移動に伴って移動し、駆動モータから
の駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達機構で移動
制御される。
FIG. 1 is an external perspective view showing the outline of the configuration of an ink jet printer IJRA using the recording head of the present invention. In FIG. 1, a spiral groove 500 of a lead screw 5005 that rotates via driving force transmission gears 5009 to 5011 in conjunction with forward and reverse rotation of a drive motor 5013.
The carriage HC engaged with the carriage 4 has a pin (not shown), and is supported by the guide rail 5003 to reciprocate in the directions of arrows a and b. The print head I is provided on the carriage HC.
An integrated ink jet cartridge IJC containing a JH and an ink tank IT is mounted. A paper pressing plate 5002 presses the recording paper P against the platen 5000 in the moving direction of the carriage HC. 500
Reference numeral 7,5008 denotes a photo coupler, which is a lever 5 of the carriage.
006 is a home position detector for confirming the existence in this area and switching the rotation direction of the motor 5013. Reference numeral 5016 denotes a member for supporting a cap member 5022 for capping the front surface of the recording head IJH.
Reference numeral 5 denotes a suction device that suctions the inside of the cap, and performs suction recovery of the recording head through the opening 5023 in the cap. 50
Reference numeral 17 denotes a cleaning blade. Reference numeral 5019 denotes a member that allows the blade to move in the front-rear direction. These members are supported by a main body support plate 5018. It goes without saying that the blade is not limited to this form and a known cleaning blade can be applied to this example. Reference numeral 5021 denotes a lever for starting suction for recovery of suction. The lever 5021 moves with the movement of the cam 5020 that engages with the carriage, and the driving force from the driving motor is controlled by a known transmission mechanism such as clutch switching. Is done.

【0067】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来
た時にリードスクリュー5005の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。
The capping, cleaning, and suction recovery are configured so that desired processing can be performed at the corresponding position by the action of the lead screw 5005 when the carriage comes to the area on the home position side. If a desired operation is performed at the timing, any of the embodiments can be applied.

【0068】次に、上述した装置の記録制御を実行する
ための制御構成について説明する。
Next, a control configuration for executing the recording control of the above-described apparatus will be described.

【0069】図2はインクジェットプリンタIJRAの
制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示
す同図において、1700は記録信号を入力するインタ
フェース、1701はMPU、1702はMPU170
1が実行する制御プログラムを格納するROM、170
3は各種データ(上記記録信号や記録ヘッドIJHに供
給される記録データ等)を保存しておくDRAMであ
る。1704は記録ヘッドIJHに対する記録データの
供給制御を行うゲートアレイ(G.A.)であり、イン
タフェース1700、MPU1701、RAM1703
間のデータ転送制御も行う。1710は記録ヘッドIJ
Hを搬送するためのキャリアモータ、1709は記録紙
などの記録媒体搬送のための搬送モータである。170
5は記録ヘッドを駆動するヘッドドライバ、1706,
1707はそれぞれ搬送モータ1709、キャリアモー
タ1710を駆動するためのモータドライバである。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control circuit of the ink jet printer IJRA. In the figure showing a control circuit, 1700 is an interface for inputting a recording signal, 1701 is an MPU, 1702 is an MPU 170
ROM for storing a control program to be executed by PC 1, 170
Reference numeral 3 denotes a DRAM for storing various data (such as the print signal and print data supplied to the print head IJH). Reference numeral 1704 denotes a gate array (GA) for controlling supply of print data to the print head IJH, and includes an interface 1700, an MPU 1701, and a RAM 1703.
It also controls data transfer between them. 1710 is a recording head IJ
Reference numeral 1709 denotes a carrier motor for transporting a recording medium such as recording paper. 170
5 is a head driver for driving the recording head, 1706
Reference numeral 1707 denotes a motor driver for driving the transport motor 1709 and the carrier motor 1710, respectively.

【0070】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
フェース1700に記録信号が入るとゲートアレイ17
04とMPU1701との間で記録信号がプリント用の
記録データに変換される。そして、モータドライバ17
06、1707が駆動されると共に、ヘッドドライバ1
705に送られた記録データに従って記録ヘッドIJH
が駆動され、記録が行われる。
The operation of the above control configuration will be described. When a recording signal enters the interface 1700, the gate array 17
04 and the MPU 1701 converts the recording signal into recording data for printing. Then, the motor driver 17
06 and 1707 are driven, and the head driver 1
Print head IJH according to the print data sent to
Is driven, and recording is performed.

【0071】なお、上述のように、インクタンクITと
記録ヘッドIJHとは一体的に形成されて交換可能なイ
ンクカートリッジIJCを構成しても良いが、これらイ
ンクタンクITと記録ヘッドIJHとを分離可能に構成
して、インクがなくなったときにインクタンクITだけ
を交換できるようにしても良い。
As described above, the ink tank IT and the recording head IJH may be integrally formed to constitute a replaceable ink cartridge IJC. However, the ink tank IT and the recording head IJH are separated. It may be configured so that only the ink tank IT can be replaced when the ink runs out.

【0072】図3は、インクタンクとヘッドとが分離可
能なインクカートリッジIJCの構成を示す外観斜視図
である。インクカートリッジIJCは、図3に示すよう
に、境界線Kの位置でインクタンクITと記録ヘッドI
JHとが分離可能である。インクカートリッジIJCに
はこれがキャリッジHCに搭載されたときには、キャリ
ッジHC側から供給される電気信号を受け取るための電
極(不図示)が設けられており、この電気信号によっ
て、前述のように記録ヘッドIJHが駆動されてインク
が吐出される。
FIG. 3 is an external perspective view showing the structure of an ink cartridge IJC in which the ink tank and the head can be separated. As shown in FIG. 3, the ink cartridge IJC holds the ink tank IT and the recording head I at the position of the boundary line K.
JH can be separated. When the ink cartridge IJC is mounted on the carriage HC, the ink cartridge IJC is provided with an electrode (not shown) for receiving an electric signal supplied from the carriage HC side. Is driven to eject ink.

【0073】なお、図3において、500はインク吐出
口列である。また、インクタンクITにはインクを保持
するために繊維質状もしくは多孔質状のインク吸収体が
設けられており、そのインク吸収体によってインクが保
持される。
In FIG. 3, reference numeral 500 denotes an ink ejection port array. The ink tank IT is provided with a fibrous or porous ink absorber for holding ink, and the ink is held by the ink absorber.

【0074】以下、本発明の記録ヘッドの具体的な実施
形態により、記録ヘッドと装置本体とのデータの送受信
について詳細に説明する。
Hereinafter, transmission and reception of data between the recording head and the apparatus main body will be described in detail with reference to a specific embodiment of the recording head of the present invention.

【0075】<第1の実施形態>図4は本発明の第1の
実施形態による記録ヘッドIJHの駆動制御を行なう回
路を示すブロック図である。
<First Embodiment> FIG. 4 is a block diagram showing a circuit for controlling the driving of the recording head IJH according to the first embodiment of the present invention.

【0076】なお、図4において、図8の従来例で示し
たのと同じ構成要素には同じ参照番号を付し、その説明
は省略する。
In FIG. 4, the same components as those shown in the conventional example of FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0077】さて、図4において、120は記録ヘッド
の基板(素子基体)101上に作り込まれた構成として
の、基板101の状態を検出するための素子を有する素
子ブロック、130は素子ブロック120内の素子の出
力信号をデジタル化するA/D変換ブロック、131は
A/D変換ブロック130の出力を記録ヘッドIJHの
外部へ引き出すための端子である。140はA/D変換
ブロック130の出力を入力して基板101の状態を検
知し、それに応じた適切な制御を基板101に対してフ
ィードバックする判定回路ブロック、133は端子13
1と判定回路ブロック140とを結ぶ外部配線、160
は判定回路ブロック140とロジック回路部105とを
結ぶ配線である。
In FIG. 4, reference numeral 120 denotes an element block having an element for detecting the state of the substrate 101 as a structure formed on a substrate (element base) 101 of the recording head, and 130 denotes an element block 120. An A / D conversion block 131 digitizes the output signals of the elements inside, and 131 is a terminal for drawing the output of the A / D conversion block 130 to the outside of the recording head IJH. A determination circuit block 140 receives the output of the A / D conversion block 130, detects the state of the substrate 101, and feeds back appropriate control according to the state to the substrate 101.
External wiring 160 connecting 1 to the determination circuit block 140;
Is a wiring connecting the determination circuit block 140 and the logic circuit unit 105.

【0078】なお、図2との関係で説明すると、判定回
路ブロック140は図2に示す制御回路のMPU170
1やヘッドドライバ1705が実行する機能の一部とし
て構成される。
Note that, with reference to FIG. 2, the determination circuit block 140 is the MPU 170 of the control circuit shown in FIG.
1 and a part of the function executed by the head driver 1705.

【0079】図5は素子基体上に作り込まれた素子ブロ
ック120を構成する各素子を示す図である。
FIG. 5 is a view showing each element constituting the element block 120 formed on the element substrate.

【0080】図5に示すように、素子ブロック120
は、温度を検出するための温度検出素子として温度特性
が既知のp−n接合ダイオード201と、インクを吐出
するためのヒータ103の抵抗値をモニタするためにヒ
ータと同一材料、同一プロセスで形成されたモニタ用抵
抗202と、パワートランジスタのON抵抗をモニタす
るためにパワートランジスタと同一導伝型で、かつ同一
プロセスで形成されたモニタ用のトランジスタ203と
で構成されている。これらの素子夫々に対して、定電流
源210から一定の電流が供給され、各素子に設けられ
た出力端子220から基板温度、ヒータ抵抗値、パワー
トランジスタのON抵抗を夫々反映した出力電圧がアナ
ログ値で出力される。
As shown in FIG. 5, the element block 120
Is formed of the same material and in the same process as the pn junction diode 201 having a known temperature characteristic as a temperature detecting element for detecting the temperature and the heater 103 for monitoring the resistance value of the heater 103 for discharging ink. And a monitoring transistor 203 formed of the same conductivity type and the same process as the power transistor for monitoring the ON resistance of the power transistor. A constant current is supplied from the constant current source 210 to each of these elements, and an output voltage reflecting the substrate temperature, the heater resistance value, and the ON resistance of the power transistor is output from an output terminal 220 provided in each element. Output by value.

【0081】ここでは、素子ブロック120を構成する
素子として温度検出素子と、モニタ用抵抗と、モニタ用
トランジスタの3つの素子を有する構成として説明した
が、これら素子のいずれかを単独で用いても良く、ま
た、それらの組み合わせであっても良い。
Here, a description has been given of a configuration having three elements, that is, a temperature detection element, a monitoring resistor, and a monitoring transistor, as elements constituting the element block 120. However, any one of these elements may be used alone. Or a combination thereof.

【0082】素子ブロック120を構成するそれぞれの
素子、即ち、p−n接合ダイオード201、抵抗20
2、トランジスタ203に定電流源210からそれぞれ
定電流が供給されると、端子220からは以下のような
出力が得られる。
Each element constituting the element block 120, that is, the pn junction diode 201 and the resistor 20
2. When a constant current is supplied from the constant current source 210 to the transistor 203, the following output is obtained from the terminal 220.

【0083】p−n接合ダイオード201を素子として
用いた場合は、その時の基板温度に対応して順方向電圧
を端子220から出力し、抵抗202を素子として用い
た場合は、吐出のためのヒータ103の抵抗値に対応し
た抵抗値に見合う電位降下分を端子220から出力し、
トランジスタ203を素子として用いた場合は、パワー
トランジスタのON抵抗値に対応した抵抗値に見合う電
位降下分を端子220から出力する。なお、これらの出
力電圧は、すべてのアナログ値である。
When the pn junction diode 201 is used as an element, a forward voltage is output from the terminal 220 corresponding to the substrate temperature at that time. When the resistor 202 is used as an element, a heater for discharging is used. A potential drop corresponding to the resistance value corresponding to the resistance value of 103 is output from the terminal 220,
When the transistor 203 is used as an element, a potential drop corresponding to a resistance value corresponding to the ON resistance value of the power transistor is output from the terminal 220. Note that these output voltages are all analog values.

【0084】図6は素子ブロック120から出力された
アナログ出力をデジタル値に変換するA/D変換ブロッ
ク130との関係を説明するためのブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram for explaining the relationship with the A / D conversion block 130 for converting an analog output output from the element block 120 into a digital value.

【0085】図6において、301はA/D変換器であ
る。
In FIG. 6, reference numeral 301 denotes an A / D converter.

【0086】図5に示した端子220から得られる出力
信号は、A/D変換器301によってデジタル値へと変
換される。このとき、図5に示した素子ブロック120
内の定電流源201は、外部電流源、即ち、記録ヘッド
IJH外部から供給される定電流源であっても同様の効
果が得られ、また各素子の特性が得られる他の手段、例
えば、定電圧源や固定パターン発生器のようなものに置
き換えても同様の効果が得られる。
The output signal obtained from the terminal 220 shown in FIG. 5 is converted into a digital value by the A / D converter 301. At this time, the element block 120 shown in FIG.
The same effect can be obtained even if the constant current source 201 inside is an external current source, that is, a constant current source supplied from outside the print head IJH, and other means for obtaining the characteristics of each element, for example, The same effect can be obtained by replacing with a constant voltage source or a fixed pattern generator.

【0087】また、A/D変換器301は、必要となる
範囲で、その方式や精度に任意のものを選択することが
可能である。
Further, the A / D converter 301 can select an arbitrary one in terms of its system and accuracy within a necessary range.

【0088】例えば、基板の温度上昇を検知するための
P−N接合ダイオードの順方向電圧をA/D変換する場
合の実施形態を以下に示す。
For example, an embodiment in which the forward voltage of a PN junction diode for detecting a rise in the temperature of a substrate is subjected to A / D conversion will be described below.

【0089】ここで、基板上に作り込むA/D変換器と
してはインクを吐出するためのドライバー部と同一基板
上に構成することが必要であるためコストアップを最小
限に抑えるという観点からなるべく回路規模の小さいも
のが望ましい。
Here, since the A / D converter built on the substrate needs to be configured on the same substrate as the driver for discharging ink, it is necessary to minimize cost increase. It is desirable that the circuit size be small.

【0090】また、A/D変換器の精度としてインクを
一定の吐出特性のもとに行なうという観点では、その最
小分解能に相当する温度範囲が約5℃程度の比較的粗い
ものでも十分実用に堪え、かつ温度の刻み幅が一定では
なく必要とする温度において連続的ではない離散的な値
が出力されてもよく、このような特性を満足する範囲で
最小限の回路規模のものを採用することが望ましい。さ
らには、このA/D変換器における消費電力が大きい
と、その影響で基板温度が上昇してしまい基板全体とし
ての温度上昇に悪影響を及ぼすことが懸念されるため、
なるべく消費電力の小さいものを用いることが望まし
い。
In terms of the accuracy of the A / D converter, from the viewpoint of performing ink ejection under a certain ejection characteristic, even a relatively coarse temperature range corresponding to the minimum resolution of about 5 ° C. is sufficiently practical. It is possible to output discrete values that are not continuous at the required temperature because the step size of the temperature is not constant and the temperature step size is not constant, and adopt a circuit with the minimum circuit size as long as such characteristics are satisfied It is desirable. Furthermore, if the power consumption of the A / D converter is large, there is a concern that the substrate temperature rises due to the influence and adversely affects the temperature rise of the whole substrate.
It is desirable to use one with low power consumption as much as possible.

【0091】このような観点から、例えば、図9に示す
ようなA/D変換器の構成が本発明のA/D変換器とし
ては好適である。
From such a viewpoint, for example, the configuration of the A / D converter as shown in FIG. 9 is suitable as the A / D converter of the present invention.

【0092】図9において、210は定電流源、201
は温度に対してリニアな出力電圧特性をもつP−N接合
ダイオード、230は温度に対してほぼ不変の出力電圧
特性をもつ基準電圧発生回路、231はバッフア回路、
232はコンパレータ、234は検出する所望の温度に
対応した電圧を基準電圧発生回路の出力から分圧して得
るための分圧抵抗とアナログスイッチ群、233は出カ
バッファ、236はシフトレジスタ、235は出力端子
である。
In FIG. 9, reference numeral 210 denotes a constant current source;
Is a PN junction diode having a linear output voltage characteristic with respect to temperature, 230 is a reference voltage generating circuit having an output voltage characteristic substantially invariant with respect to temperature, 231 is a buffer circuit,
232 is a comparator, 234 is a voltage dividing resistor and an analog switch group for obtaining a voltage corresponding to a desired temperature to be detected from the output of the reference voltage generating circuit, 233 is an output buffer, 236 is a shift register, and 235 is an output. Terminal.

【0093】また、図10は図9に示す回路の動作を説
明するためのタイミングチャートである。
FIG. 10 is a timing chart for explaining the operation of the circuit shown in FIG.

【0094】210から定電流を供給された201のダ
イオード出力は温度に対してリニアな出力電圧特性をも
つ。また、基準電圧発生回路の出力電圧特性は温度に対
してほぼ不変の特性をもつ。この両者をコンパレータに
より比較することにより、ダイオードのアナログ出力電
庄はデジタル値に変換される。このとき、基準電圧側を
抵抗分圧により検出したい所望の温度に対応した電圧に
設定しておけば分圧抵抗の分圧点〜に接続されたス
イッチをクロックパルスに同期して動作するシフトレジ
スタにより順次切り換えることにより、例えば、ダイオ
ード出力が−2mV/℃の温度特性をもつ電圧を発生
し、抵抗分圧の分圧点の電圧を10mV刻みに8点とっ
ていれば、5℃間隔で8点の温度がクロックパルスに同
期して変化するOUT端子の出力より検出できる。これ
は、40℃の範囲の温度を5℃の分解能でデジタル変換
したのと同じ効果を得ることになる。
The diode output of 201 supplied with a constant current from 210 has an output voltage characteristic that is linear with respect to temperature. Further, the output voltage characteristic of the reference voltage generation circuit has a substantially invariant characteristic with respect to temperature. By comparing the two with a comparator, the analog output voltage of the diode is converted into a digital value. At this time, if the reference voltage side is set to a voltage corresponding to a desired temperature to be detected by resistance division, a switch connected from a voltage dividing point of the voltage dividing resistor to a shift register that operates in synchronization with a clock pulse. For example, if the diode output generates a voltage having a temperature characteristic of −2 mV / ° C., and the voltage at the voltage dividing point of the resistance voltage dividing is set to 8 at 10 mV intervals, for example, 8 The temperature at the point can be detected from the output of the OUT terminal which changes in synchronization with the clock pulse. This has the same effect as digitally converting a temperature in the range of 40 ° C. with a resolution of 5 ° C.

【0095】図10に示すとおり、シフトレジスタにク
ロック入力端子とリセット信号入力端子とを設けてお
き、所定のタイミングでリセットした後にクロックパル
スの立上りに同期して、OUT端子の出力をモニタすれ
ば所望の温度に対応したタイミングでOUT端子の出力
がハイ(High)レベルからロー(Low)レベルへ
と変化することによりデジタル的に温度を検出すること
が可能になる。
As shown in FIG. 10, the shift register is provided with a clock input terminal and a reset signal input terminal, and after resetting at a predetermined timing, the output of the OUT terminal is monitored in synchronization with the rising edge of the clock pulse. When the output of the OUT terminal changes from a high (High) level to a low (Low) level at a timing corresponding to a desired temperature, the temperature can be digitally detected.

【0096】このような構成をとることにより、例え
ば、5℃刻みという比較的粗い分解能であれば基準電圧
とコンパレータさらには検出温度ポイント数だけの抵抗
という小規模な回路構成でインクジェット記録ヘッド用
基板上にA/D変換器を作り込む事ができる。また、基
準電圧発生回路およぴコンパレータはそれぞれ1つです
むため、回路全体での消費電力も抑えられ基板の温度上
昇に悪影響を与えずにすむということも可能になる。
By adopting such a configuration, for example, if the resolution is relatively coarse in increments of 5 ° C., the substrate for the ink jet recording head has a small circuit configuration including a reference voltage, a comparator, and a resistor corresponding to the number of detected temperature points. An A / D converter can be built on top. Further, since only one reference voltage generation circuit and one comparator are required, the power consumption of the entire circuit can be suppressed, and it is possible to prevent the temperature rise of the substrate from being adversely affected.

【0097】さらには、P−N結合ダイオードの代わり
に、ヒータ抵抗値モニタ用抵抗またはパワートランジス
タON抵抗モニタ用トランジスタを定電流源に接続すれ
ば、それぞれの値を所望の分解能でA/D変換すること
が可能となる。
Further, if a resistor for monitoring the heater resistance value or a transistor for monitoring the ON resistance of the power transistor is connected to the constant current source instead of the PN-coupled diode, the respective values can be A / D converted at a desired resolution. It is possible to do.

【0098】次に、以上のような構成の記録ヘッドIJ
Hの動作について説明する。
Next, the recording head IJ having the above-described configuration will be described.
The operation of H will be described.

【0099】記録ヘッドIJHの記録動作によって発生
する熱による基板温度の上昇は、従来例でも説明したよ
うに常に一定のインク吐出を行おうとする制御に悪影響
をもたらす。また、個々の記録ヘッドのヒータ抵抗値の
バラツキは、ヒータ発熱量にバラツキをもたらして、記
録ヘッドを新しく交換した後のインク吐出制御に悪影響
をもたらす。
The rise in the substrate temperature due to the heat generated by the recording operation of the recording head IJH has a bad influence on the control for always performing a constant ink discharge as described in the conventional example. Further, variations in the heater resistance values of the individual print heads cause variations in the amount of heat generated by the heaters, and adversely affect ink discharge control after a new print head is replaced.

【0100】また、ヒータを駆動するためのパワートラ
ンジスタは、その抵抗成分によって、駆動電流を消費し
てしまうため、ヒータでの発熱量を低下させる要因とな
るので、なるべく抵抗成分の小さいものを使用すること
が好ましい。しかし、いくら小さい抵抗成分とはいって
も、電力損失を生じることは避けられず、これもヒータ
抵抗値同様、記録ヘッド各々の個体差がある。従って、
電力損失にも個体差が生じ、ひいては、これがヒータに
おける発熱量のバラツキとなって現れ、結果的にインク
吐出特性のバラツキという悪影響をもたらすことにな
る。従って、このパワートランジスタの抵抗成分も記録
ヘッド各個体における値をモニタして、常に最適な駆動
を行う制御を行う必要が生じる。
A power transistor for driving the heater consumes a driving current due to its resistance component, which causes a reduction in the amount of heat generated by the heater. Therefore, a power transistor having as small a resistance component as possible is used. Is preferred. However, no matter how small the resistance component is, it is inevitable that a power loss will occur, and there is also an individual difference between the recording heads, similarly to the heater resistance value. Therefore,
There is also an individual difference in power loss, which eventually appears as a variation in the amount of heat generated by the heater, and consequently has an adverse effect of a variation in the ink ejection characteristics. Therefore, it is necessary to monitor the value of the resistance component of the power transistor in each recording head and perform control for always performing optimal driving.

【0101】このように、記録ヘッドIJHの基板の状
態を表わすための要素として、基板の温度、ヒータ抵抗
値、パワートランジスタON抵抗値が代表的なものとし
て挙げられる。
As described above, typical elements for representing the state of the substrate of the recording head IJH include the substrate temperature, the heater resistance value, and the power transistor ON resistance value.

【0102】これらの要素を、それぞれモニタするため
の素子が、素子ブロック120内に収められた素子であ
り、これらの素子はそれぞれの値をアナログ値として出
力する。このアナログ値は、A/D変換器301へ送ら
れデジタル値に変換される。これらのデジタル値は端子
131、配線133を介して判定回路ブロック140へ
送られる。一方、判定回路ブロック140は、デジタル
値の出力を受信して基板101のそれぞれの状態(基板
温度、ヒータ抵抗値、パワートランジスタON抵抗値)
を検知し、それに応じた最適な駆動パルスを選択して、
ロジック回路部105へフィードバックする。
Elements for monitoring these elements are elements contained in the element block 120, and these elements output their values as analog values. This analog value is sent to the A / D converter 301 and converted into a digital value. These digital values are sent to the determination circuit block 140 via the terminal 131 and the wiring 133. On the other hand, the judgment circuit block 140 receives the output of the digital value and receives the respective states of the substrate 101 (substrate temperature, heater resistance value, power transistor ON resistance value).
And select the optimal drive pulse according to it,
This is fed back to the logic circuit unit 105.

【0103】ここで、インクの吐出状態を一定に保つた
めには基板の状態に応じて最適な駆動を行なう必要があ
るが、これはヒータに電流を流す時間、即ち、ドライバ
トランジスタを駆動するパルス(以下、ヒートパルス)
のパルス幅を変化させることで可能になる。そこで、基
板の状態をデジタル値で受信した後、その値に対応した
ヒートパルス幅を決定してヘツドを駆動することにな
る。
Here, in order to keep the ink ejection state constant, it is necessary to perform optimal driving in accordance with the state of the substrate. This is because the time for flowing current to the heater, that is, the pulse for driving the driver transistor, is required. (Hereinafter, heat pulse)
Is made possible by changing the pulse width. Therefore, after receiving the state of the substrate as a digital value, the head is driven by determining the heat pulse width corresponding to the digital value.

【0104】図11は温度状態、ヒータ抵抗値、トラン
ジスタON抵抗値がある一定の範囲内で変化したときの
それに対応するヒートトパルス幅を決定するためのテー
ブルを示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a table for determining a heated pulse width corresponding to a change in the temperature state, the heater resistance value, and the transistor ON resistance value within a certain range.

【0105】例えば、図11(a)に示すように、温度
検出の分解能を8段階に設定した場合、4番目の状態を
規格値のヒートパルス幅(Th)とし、ここから1ラン
クずつ温度が上昇するごとに2%ずつそのパルス幅を減
らし、1ランクずつ温度が低下するごとに2%ずつその
パルス幅を増やすというテーブルを作成しておき、これ
を駆動装置内のメモリに格納しておき、デジタル値を受
信後、そのテーブルから得られたThを用いてドライバ
トランジスタを駆動するようにする。
For example, as shown in FIG. 11A, when the resolution of the temperature detection is set to eight levels, the fourth state is set to the standard value of the heat pulse width (Th), and the temperature is increased by one rank from this point. A table is created in which the pulse width is reduced by 2% each time the temperature rises, and the pulse width is increased by 2% each time the temperature decreases by one rank, and this table is stored in the memory in the drive device. After receiving the digital value, the driver transistor is driven using Th obtained from the table.

【0106】また、ヒータおよびトランジスタは基板内
では直列に接続されているため、それらの抵抗値は双方
の抵抗値の合計値で表わされるので、その合計の抵抗値
でパルス幅を決定すればよく、図11(b)に示すよう
にマトリクス形式でテーブルを作成しておくことで効率
よく、所定のThを選定することができる。
Further, since the heater and the transistor are connected in series in the substrate, their resistance values are represented by the sum of the two resistance values, so that the pulse width may be determined by the total resistance value. By preparing a table in a matrix format as shown in FIG. 11B, a predetermined Th can be efficiently selected.

【0107】デジタル値で受信する抵抗値に対応したラ
ンクのマトリクスにおいて、ランク抵抗が増えればTh
を増やし、ランク抵抗が減ればThを減らすことで最適
な駆動パルスを決定することができる。本実施形態にお
いては、1ランク抵抗の増減に応じてThを1%増減さ
せているが、増減の量は適宜決定決定すればよい。
In a rank matrix corresponding to resistance values received as digital values, if rank resistance increases, Th
Is increased, and if the rank resistance is reduced, the optimum drive pulse can be determined by reducing Th. In the present embodiment, Th is increased or decreased by 1% in accordance with the increase or decrease of the one-rank resistance, but the amount of increase or decrease may be determined and determined as appropriate.

【0108】従って以上説明した実施形態に従えば、記
録ヘッドの基板上にA/D変換器を設け、基板温度、ヒ
ータ抵抗値、パワートランジスタON抵抗値を反映した
情報をデジタル信号として記録装置に出力することがで
きるので、記録動作に伴って記録ヘッドから発生する様
々なノイズに対する影響を受けにくく、精度よく信号を
受け取ることができる。
Therefore, according to the embodiment described above, an A / D converter is provided on the substrate of the recording head, and information reflecting the substrate temperature, the heater resistance value, and the power transistor ON resistance value is converted into a digital signal by the recording apparatus. Since the signal can be output, it is hardly affected by various noises generated from the recording head in association with the recording operation, and the signal can be received with high accuracy.

【0109】これにより、基板温度、ヒータ抵抗値、パ
ワートランジスタのON抵抗値の変化をより正確に反映
した情報に基づいて、記録ヘッドの駆動制御をより正確
に行なうことが可能になり、より安定したインク吐出特
性が得られるように記録ヘッドを制御することできる。
As a result, it becomes possible to more accurately control the drive of the recording head based on information that more accurately reflects changes in the substrate temperature, the heater resistance value, and the ON resistance value of the power transistor. The recording head can be controlled so that the obtained ink ejection characteristics can be obtained.

【0110】前述の第1の実施形態においては、素子ブ
ロック120の各端子から基板温度、ヒータ抵抗値、パ
ワートランジスタのON抵抗値の特性を表すアナログ情
報をある一定の期間毎に読み取って、これをデジタル値
に変換して、その都度、最適な制御が記録ヘッドにフィ
ードバックされるように構成していた。しかしながら、
基板温度のように常に記録ヘッドの駆動状態の変化によ
って変動する因子については、そのような制御が必要と
なるが、記録ヘッド各々の個体差があるヒータ抵抗値や
パワートランジスタON抵抗値などは経時変化する訳で
はないので、例えば、新しく記録ヘッドを交換した時
に、一度だけその値を読み取って不揮発性メモリに格納
し、その後は、そのメモリの値を読み取るように構成し
ても良い。
In the above-described first embodiment, analog information indicating the characteristics of the substrate temperature, the heater resistance value, and the ON resistance value of the power transistor is read from each terminal of the element block 120 at a certain period, and is read. Is converted into a digital value, and each time the optimum control is fed back to the recording head. However,
Such a control is necessary for a factor that constantly changes due to a change in the driving state of the recording head such as the substrate temperature. For example, when a new recording head is replaced, the value may be read once and stored in the non-volatile memory, and thereafter, the value of the memory may be read.

【0111】図7はこの変形例に従う記録ヘッドIJH
の基板構成の特徴的な部分を示すブロック図である。
FIG. 7 shows a recording head IJH according to this modification.
FIG. 4 is a block diagram showing a characteristic portion of the substrate configuration of FIG.

【0112】図7において、311は素子ブロック12
0の各素子の特性を測定するための外部端子、302は
測定した各素子の値を格納しておくための不揮発性メモ
リ(NVRAM)、312はNVRAM302への書き
込み端子である。
In FIG. 7, reference numeral 311 denotes an element block 12.
0 is an external terminal for measuring the characteristics of each element, 302 is a nonvolatile memory (NVRAM) for storing the measured values of each element, and 312 is a writing terminal for writing to the NVRAM 302.

【0113】図7に示す構成によれば、測定端子311
を介して素子ブロック120内の抵抗、トランジスタの
ON抵抗を、例えば、記録ヘッドIJHの工場出荷検査
などで測定し、これに対応したデジタル値を書き込み端
子312を介してNVRAM302へ書き込んでおき、
必要に応じて端子131より読み出せば、素子ブロック
120の素子の測定を行なわずに簡単にデジタル値を得
ることができる。
According to the configuration shown in FIG.
, The resistance in the element block 120 and the ON resistance of the transistor are measured by, for example, a factory inspection of the print head IJH, and a digital value corresponding thereto is written to the NVRAM 302 via the write terminal 312.
If read out from the terminal 131 as needed, a digital value can be easily obtained without measuring the elements of the element block 120.

【0114】この時、NVRAM302の具体的な素子
としては、それぞれ必要となる精度や使用する半導体プ
ロセスなどに応じて、その素子を任意に選択することが
可能であり、例えば、EPROM、EEPROM、Fu
se(フューズ)式ROMなどが考えられる。
At this time, specific elements of the NVRAM 302 can be arbitrarily selected according to the required accuracy and the semiconductor process to be used. For example, EPROM, EEPROM, Fu
A se (fuse) ROM or the like is conceivable.

【0115】従って以上説明した変形例に従えば、経時
変化しないヒータ抵抗値やパワートランジスタON抵抗
値などの特性をあらわす情報は記録ヘッドに設けられた
不揮発性メモリにデジタル情報として工場出荷時などに
書きこんでおき、記録ヘッドの駆動制御の必要に応じて
そのメモリから読み出して用いることができるととも
に、経時変化する基板温度の情報だけを素子ブロック1
20とA/D変換器301とを介してデジタル情報とし
て定期的に読み出すことができる。
Therefore, according to the above-described modified example, information representing characteristics such as a heater resistance value and a power transistor ON resistance value which do not change with time is stored as digital information in a non-volatile memory provided in the recording head at the time of factory shipment. The information can be read out from the memory and used as needed for drive control of the recording head, and only the information on the substrate temperature that changes over time can be written in the element block 1.
20 and the A / D converter 301 can be periodically read out as digital information.

【0116】なお、以上説明した第1の実施形態および
その変形例では、素子ブロック120内に収める基板の
状態を示す素子として、基板温度、ヒータ抵抗値、パワ
ートランジスタのON抵抗値の特性を表す素子を用いた
が、本発明はこれによって限定されるものではない。例
えば、吐出するインクの残量をモニタする手段や、各ト
ランジスタのスイッチングスピードの個体値、さらに
は、インクの酸性度アルカリ度を表すPH値、外部湿度
等の特性をモニタする素子を用いるようにしても良い。
In the first embodiment and its modifications described above, the characteristics of the substrate temperature, the heater resistance value, and the ON resistance value of the power transistor are represented as elements indicating the state of the substrate housed in the element block 120. Although an element was used, the present invention is not limited to this. For example, a means for monitoring the remaining amount of ink to be ejected, an individual value for the switching speed of each transistor, and a device for monitoring characteristics such as a PH value indicating the acidity and alkalinity of the ink and an external humidity are used. May be.

【0117】さらには、基板を構成する要素として配線
層の膜厚や保護膜厚などの個体値をモニタする素子を用
いるようにしても良い。
Further, an element for monitoring an individual value such as a film thickness of a wiring layer and a protective film thickness may be used as an element constituting the substrate.

【0118】ここで、トランジスタのスイッチングスピ
ードや配線層膜厚、保護膜厚などは経時的に変化するも
のではないため、前述のように工場出荷時に測定した値
を不揮発性メモリに書きこむことでデジタル化しておく
ことが可能である。
Since the switching speed of the transistor, the thickness of the wiring layer, the thickness of the protective film, and the like do not change with time, the values measured at the time of shipment from the factory can be written in the nonvolatile memory as described above. It can be digitized.

【0119】<第2の実施形態>以下、本発明の記録ヘ
ッドの第2の実施形態について説明する。
<Second Embodiment> A recording head according to a second embodiment of the present invention will be described below.

【0120】図12は、記録ヘッドを構成する同一基板
上(素子基体上)に作り込まれた記録ヘッドの回路構成
の例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a recording head formed on the same substrate (on an element substrate) constituting the recording head.

【0121】図12において、(a)は入力画像信号に
従ってヒータを駆動するヒータ駆動回路の構成を、
(b)は複数のヒータ夫々に電流を流すか否かを制御す
るために、ヒータ夫々に対応して設けられたパワートラ
ンジスタで構成されるスイッチ夫々の抵抗のバラツキを
示すデータ(以下、ROMデータという)をシリアルに
記録ヘッド外部に出力する回路(ROMデータ出力回
路)の構成を、(c)は記録ヘッドの状態を(ヘッド温
度等)アナログ入力してデジタル出力するA/D変換回
路の構成を示す図である。
FIG. 12A shows the configuration of a heater driving circuit for driving a heater in accordance with an input image signal.
FIG. 3B shows data (hereinafter referred to as ROM data) indicating resistance variations of switches constituted by power transistors provided corresponding to the heaters, in order to control whether a current flows through each of the heaters. (C) is a configuration of an A / D conversion circuit that analog-inputs the state of the recording head (such as head temperature) and digitally outputs it. FIG.

【0122】また、図13は図12に示す記録ヘッドに
入出力される各種信号のタイムチャートである。図13
において、(a)は図12(a)に示す回路への出力信
号を、(b)は図12(b)に示す回路の入出力信号
を、(c)は図12(c)に示す回路の入出力信号を示
すタイムチャートである。
FIG. 13 is a time chart of various signals input to and output from the recording head shown in FIG. FIG.
12A shows an output signal to the circuit shown in FIG. 12A, FIG. 12B shows an input / output signal of the circuit shown in FIG. 12B, and FIG. 12C shows a circuit shown in FIG. 5 is a time chart showing input / output signals of the first embodiment.

【0123】次に、この記録ヘッドの構成とその動作に
ついて説明する。
Next, the configuration and operation of the recording head will be described.

【0124】まず、図12(a)と図13(a)を参照
して、インク吐出動作について説明する。
First, the ink discharging operation will be described with reference to FIGS. 12 (a) and 13 (a).

【0125】図12(a)に示されているように、複数
のヒータ1150各々に対応して、複数のシフトレジス
タ(S/R)1156が設けられ、これらは直列に接続
されるとともに、複数のシフトレジスタ(S/R)11
56各々の出力は、LATCH回路1154に接続さ
れ、さらに、LATCH回路1154の出力はANDゲ
ート1152の一方の入力に接続されている。一方、A
NDゲート1152の他方の入力はヒート信号(HEA
T)の入力パッド(PAD)1153に接続されてい
る。
As shown in FIG. 12A, a plurality of shift registers (S / R) 1156 are provided corresponding to a plurality of heaters 1150, respectively, and these are connected in series. Shift register (S / R) 11
The output of each of the 56 is connected to a LATCH circuit 1154, and the output of the LATCH circuit 1154 is connected to one input of an AND gate 1152. On the other hand, A
The other input of the ND gate 1152 is a heat signal (HEA
T) is connected to an input pad (PAD) 1153.

【0126】そして、ANDゲート1152の出力がヒ
ータ1150への通電を制御するスイッチ1151の開
閉を制御している。 ANDゲート1152からの出力
信号に従って、スイッチ1151がONするとヒータ1
150が通電され、ヒータ1150からの熱エネルギに
よってインクを加熱し、インクをその吐出ノズル口から
吐出させる。
The output of the AND gate 1152 controls the opening and closing of the switch 1151 for controlling the energization of the heater 1150. When the switch 1151 is turned on in accordance with the output signal from the AND gate 1152, the heater 1
150 is energized, heats the ink by the heat energy from the heater 1150, and discharges the ink from the discharge nozzle port.

【0127】さて、画像信号(DATA)は、図13
(a)に示すように、入力パッド(PAD)1159か
ら入力されるクロック信号(DCLK1)に同期してデ
ータ入力パッド(PAD)1157からシリアルに入力
される。複数のシフトレジスタ(S/R)1156への
画像信号入力が終わると、入力パッド(PAD)115
5からラッチ信号(LD1)のパルスが入力され、複数
のシフトレジスタ(S/R)1156に一時的に保持さ
れた画像信号(DATA)がLATCH回路1154に
よって一括して取り込まれ保持される。
The image signal (DATA) is shown in FIG.
As shown in (a), data is serially input from a data input pad (PAD) 1157 in synchronization with a clock signal (DCLK1) input from an input pad (PAD) 1159. When the input of the image signal to the plurality of shift registers (S / R) 1156 is completed, the input pad (PAD) 115
5, the pulse of the latch signal (LD1) is input, and the image signal (DATA) temporarily held in the plurality of shift registers (S / R) 1156 is collectively captured and held by the LATCH circuit 1154.

【0128】そして、そのラッチされた画像信号のレベ
ル(H/L)と入力パッド(PAD)1153から入力
されるヒート信号(HEAT)のレベルとの論理積に応
じて、ANDゲート1152がイネーブル状態となる。
これによって、スイッチ1151が導通し、図12
(a)に示すVH電源ラインからヒータ1150に電流
が流れる。ヒータへの通電は、画像信号がハイレベル
“H”である所に対してのみ発生し、その通電によって
ヒータが発熱し、その熱エネルギによってインクを吐出
する。尚、ヒート信号(HEAT)のパルスを印加して
いる時間だけヒータをONさせることができる。
The AND gate 1152 is enabled according to the logical product of the level (H / L) of the latched image signal and the level of the heat signal (HEAT) input from the input pad (PAD) 1153. Becomes
As a result, the switch 1151 becomes conductive, and FIG.
A current flows from the VH power supply line shown in FIG. The energization of the heater occurs only where the image signal is at the high level "H", and the energization causes the heater to generate heat and the thermal energy to eject ink. It should be noted that the heater can be turned on only during the time when the pulse of the heat signal (HEAT) is being applied.

【0129】次に、図12(b)と図13(b)とを参
照して、ROMデータ出力回路の構成とその動作につい
て説明する。
Next, the configuration and operation of the ROM data output circuit will be described with reference to FIGS. 12 (b) and 13 (b).

【0130】記録ヘッドの回路基板は半導体製造プロセ
スを応用して製造されるので、ICチップの特性には製
造上発生するばらつきがある。このようなばらつきは、
インク吐出特性にも影響を与えることがある。従って、
このようなばらつきによるインク吐出特性への影響を最
小化するとともに、そのばらつきを考慮した最適なパワ
ーをヒータに印加することによりヒータの耐久性を向上
させることが必要である。
Since the circuit board of the recording head is manufactured by applying a semiconductor manufacturing process, the characteristics of the IC chip include variations that occur during manufacturing. Such variations are
It may also affect the ink ejection characteristics. Therefore,
It is necessary to minimize the influence of such variations on the ink ejection characteristics and to improve the durability of the heater by applying an optimum power to the heater in consideration of the variations.

【0131】このため、記録ヘッドの回路基板には、図
12(b)に示すように、半導体製造プロセス上発生す
るヒータ1150の抵抗バラツキ、ヒータをON/OF
Fさせるスイッチ1151のON抵抗バラツキのような
ICチップ固有のバラツキに関する情報を格納する10
個のROM1114が設けられている。
For this reason, as shown in FIG. 12B, the resistance variation of the heater 1150 generated in the semiconductor manufacturing process and the ON / OFF state of the heater are provided on the circuit board of the recording head.
10 stores information relating to the variation unique to the IC chip, such as the variation in the ON resistance of the switch 1151 to be turned on.
ROM 1114 are provided.

【0132】このROMデータ出力回路に、図13
(b)に示すように、入力パッド(PAD)1103か
らラッチ信号(LD2)を入力し、その後、入力パッド
(PAD)1101からクロック信号(DCLK2)を
入力してやることで、このクロック信号に同期して出力
パッド(PAD)1115からROMデータがシリアル
に(ROM0、ROM1、ROM2、ROM3、……)
出力される。
The ROM data output circuit shown in FIG.
As shown in (b), the latch signal (LD2) is input from the input pad (PAD) 1103, and then the clock signal (DCLK2) is input from the input pad (PAD) 1101 to synchronize with the clock signal. ROM data is serially output from the output pad (PAD) 1115 (ROM0, ROM1, ROM2, ROM3,...).
Is output.

【0133】さて、図12(b)に示されているよう
に、 ROMデータ出力回路には10個のシフトレジス
タ(S/R0、S/R1、……、S/R9)1107が
10個のROM1114に一対一に対応して設けられて
おり、これらのシフトレジスタは直列に接続され、最後
に、もう1つのシフトレジスタ(S/R10)を経て、
PAD1115に接続されている。この接続において、
隣り合うシフトレジスタ(S/R0〜S/R10)の入
力端子(IN)と出力端子(OUT)がそれぞれ接続さ
れている。
As shown in FIG. 12B, ten shift registers (S / R0, S / R1,..., S / R9) 1107 are provided in the ROM data output circuit. The shift registers are provided in a one-to-one correspondence with the ROM 1114. These shift registers are connected in series, and finally, through another shift register (S / R10).
It is connected to PAD1115. In this connection,
Input terminals (IN) and output terminals (OUT) of adjacent shift registers (S / R0 to S / R10) are connected to each other.

【0134】図14はこれらシフトレジスタ1つ1つの
内部構成を示す回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing the internal configuration of each of these shift registers.

【0135】PAD1101、インバータ1102によ
って反転したクロック信号とPAD1103とはこれら
のシフトレジスタともう1つのシフトレジスタ(S/R
10)に共通に接続されているので、PAD1103か
ら入力されるラッチ信号(LD2)の1個のパルスによ
って10個のROM1114からのデータがパラレルに
読み出され、夫々のシフトレジスタ1107に記憶保持
される。
The PAD 1101, the clock signal inverted by the inverter 1102, and the PAD 1103 correspond to these shift registers and another shift register (S / R).
10), the data from the ten ROMs 1114 are read in parallel by one pulse of the latch signal (LD2) input from the PAD 1103, and stored in the respective shift registers 1107. You.

【0136】図12(b)と図14とを参照して説明す
れば、PAD1101から入力されたクロック信号(D
CLK2)は各シフトレジスタのDK端子に、反転した
クロック信号は各シフトレジスタのIDK端子に、PA
D1103から入力したラッチ信号は各シフトレジスタ
のLD端子に入力される。また、ROM1114からの
出力信号は各シフトレジスタのRIN端子に入力され
る。
Referring to FIG. 12 (b) and FIG. 14, the clock signal (D
CLK2) to the DK terminal of each shift register, the inverted clock signal to the IDK terminal of each shift register, and PA
The latch signal input from D1103 is input to the LD terminal of each shift register. The output signal from the ROM 1114 is input to the RIN terminal of each shift register.

【0137】次に、PAD1101からクロック信号
(DCLK2)を入力すると、このクロック信号の立ち
上がりエッジに同期して、ROMデータがPAD111
5から出力される。
Next, when a clock signal (DCLK2) is input from the PAD 1101, the ROM data is stored in the PAD 111 in synchronization with the rising edge of the clock signal.
5 is output.

【0138】また、図15はROM1114各々の内部
構成を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing the internal configuration of each ROM 1114.

【0139】各ROMの記憶素子1138には、その半
導体製造プロセス工程終了時に外部から電気的に書き込
みがなされる。具体的には、発熱で溶断可能な材質を用
いて焼き切るか否かによって記憶すべき信号レベル(H
/L)を確定するか、或は、強誘電体を用いたコンデン
サに信号レベル(H/L)を保持させる。
The storage element 1138 of each ROM is electrically written externally at the end of the semiconductor manufacturing process. More specifically, the signal level (H
/ L) is determined, or a capacitor using a ferroelectric material holds the signal level (H / L).

【0140】ここで、図15に示す記憶素子1138に
記憶される信号レベルがハイレベル“H”の場合と、ロ
ーレベル“L”の場合の、シフトレジスタの動作につい
てそれぞれ述べる。
Here, the operation of the shift register when the signal level stored in the storage element 1138 shown in FIG. 15 is at the high level “H” and when the signal level is at the low level “L” will be described.

【0141】(1)ハイレベル“H”の場合 この場合、ROMの出力端子(OUT)での信号はロー
レベル“L”になるので、この出力端子(OUT)と接
続されているシフトレジスタ(S/R)のRIN端子か
らはローレベル“L”の信号が入力される。しかし、シ
フトレジスタ(S/R)の中には、この時点ではその信
号がまだ保持されていない。
(1) In the case of high level "H" In this case, the signal at the output terminal (OUT) of the ROM becomes low level "L", so that the shift register (OUT) connected to this output terminal (OUT) A low-level “L” signal is input from the RIN terminal of (S / R). However, the signal is not yet held in the shift register (S / R) at this time.

【0142】次に、クロック信号(DCLK2)がロー
レベル“L”である時にラッチ信号(LD2)のパルス
が一つ入力されると初めて、RIN端子に入力された信
号がシフトレジスタ(S/R)内にとり込まれる。そし
て、図14に示したシフトレジスタの論理構造からする
と、RIN端子における信号レベルが“L”であり、ラ
ッチ信号(LD2)のレベルが“H”の時、シフトレジ
スタ(S/R)の出力端子(OUT)における信号レベ
ルは“H”に保持される。上述したように、10個のシ
フトレジスタ(S/R0、……、S/R9)は10個の
ROM1114に並列に接続されているので同タイミン
グで全てのROMデータがシフトレジスタ(S/R)に
転送、保持される。
Next, when one pulse of the latch signal (LD2) is input when the clock signal (DCLK2) is at the low level "L", the signal input to the RIN terminal is not shifted to the shift register (S / R). ). According to the logical structure of the shift register shown in FIG. 14, when the signal level at the RIN terminal is "L" and the level of the latch signal (LD2) is "H", the output of the shift register (S / R) is output. The signal level at the terminal (OUT) is kept at "H". As described above, the ten shift registers (S / R0,..., S / R9) are connected in parallel to the ten ROMs 1114, so that all the ROM data is stored in the shift registers (S / R) at the same timing. Transferred to and retained.

【0143】(2)ローレベル“L”の場合 この場合、ROMの出力端子(OUT)での信号はハイ
レベル“H”になるので、この出力端子(OUT)と接
続されているシフトレジスタ(S/R)のRIN端子か
らはハイレベル“H”の信号が入力される。しかし、シ
フトレジスタ(S/R)の中には、この時点ではその信
号がまだ保持されていない。
(2) In the case of low level “L” In this case, the signal at the output terminal (OUT) of the ROM goes to high level “H”, so that the shift register (OUT) connected to this output terminal (OUT) A high-level "H" signal is input from the RIN terminal of (S / R). However, the signal is not yet held in the shift register (S / R) at this time.

【0144】次に、クロック信号(DCLK2)がロー
レベル“L”である時にラッチ信号(LD2)のパルス
が一つ入力されると初めて、RIN端子に入力された信
号がシフトレジスタ(S/R)内にとり込まれる。そし
て、RIN端子における信号レベルが“H ”であり、
ラッチ信号(LD2)のレベルが“H”の時、シフトレ
ジスタ(S/R)の出力端子(OUT)における信号レ
ベルは“L”に保持される。
Next, when one pulse of the latch signal (LD2) is input when the clock signal (DCLK2) is at the low level "L", the signal input to the RIN terminal is not shifted to the shift register (S / R). ). Then, the signal level at the RIN terminal is “H”,
When the level of the latch signal (LD2) is "H", the signal level at the output terminal (OUT) of the shift register (S / R) is held at "L".

【0145】なお、10個のROM1114夫々の記憶
素子に記憶された信号レベルがH/L混在の場合でも、
その信号レベルに応じた信号レベルがシフトレジスタ
(S/R0、……、S/R9)に同様に保持される。
Even when the signal levels stored in the storage elements of the ten ROMs 1114 are mixed in H / L,
The signal level corresponding to the signal level is similarly held in the shift register (S / R0,..., S / R9).

【0146】このようにして、ROMデータがシフトレ
ジスタ(S/R)に転送、保持されたなら、 クロック
信号(DCLK2)のパルスの立ち上がりエッジに同期
して、ROMデータがシフトレジスタ(S/R)から出
力される(即ち、ROMから読み出されたパラレルデー
タがシリアルデータに変換されて出力される) 。
When the ROM data is transferred and held in the shift register (S / R) in this manner, the ROM data is transferred to the shift register (S / R) in synchronization with the rising edge of the pulse of the clock signal (DCLK2). ) (That is, the parallel data read from the ROM is converted into serial data and output).

【0147】最後に、図12(c)と図13(c)とを
参照して、A/D変換回路の構成とその動作について説
明する。
Finally, the configuration and operation of the A / D conversion circuit will be described with reference to FIGS. 12 (c) and 13 (c).

【0148】この記録ヘッドはヒータの発熱によって発
生する熱エネルギをインクに加えることによってインク
を吐出しているので、ヒータ発熱で記録ヘッド自身の温
度も上昇する。一方、インクの粘性は温度に依存する。
さらに、インクの吐出量はインクの粘性に依存する。従
って、記録ヘッドの温度、即ち、インク温度によってイ
ンク吐出量も影響される。
Since the recording head ejects ink by applying thermal energy generated by the heat generated by the heater to the ink, the temperature of the recording head itself increases due to the heat generated by the heater. On the other hand, the viscosity of the ink depends on the temperature.
Further, the amount of ejected ink depends on the viscosity of the ink. Therefore, the ink ejection amount is also affected by the temperature of the recording head, that is, the ink temperature.

【0149】このため、記録ヘッドの温度を記録装置本
体側のCPUにフィードバックして、温度変化によるイ
ンク吐出特性を考慮した記録制御、さらには、ヒータの
発熱によって記録ヘッドが許容温度を越えないように記
録制御を行うことが必要となる。しかしながら、この温
度を測定する温度センサの出力はアナログ値であるた
め、CPUでの処理のためにはこのアナログ値をデジタ
ル値に変換するためA/D変換回路を必要とする。
For this reason, the temperature of the print head is fed back to the CPU of the printing apparatus main body to perform print control in consideration of the ink ejection characteristics due to the temperature change, and further, to prevent the print head from exceeding the allowable temperature due to the heat generated by the heater. It is necessary to control recording. However, since the output of the temperature sensor for measuring this temperature is an analog value, an A / D conversion circuit is required for converting the analog value into a digital value for processing by the CPU.

【0150】上記で述べたように、このような回路は装
置本体側に設けることもできるが、先の実施形態で述べ
たように、本体側の構成の簡素化やノイズ防止等の観点
から記録ヘッド内部でA/D変換を行っている。本実施
形態でも、記録ヘッドの回路基板上にA/D変換回路が
設けられている。
As described above, such a circuit can be provided on the apparatus main body side. However, as described in the previous embodiment, recording is performed from the viewpoint of simplification of the configuration on the main body side and prevention of noise. A / D conversion is performed inside the head. Also in this embodiment, an A / D conversion circuit is provided on the circuit board of the print head.

【0151】この回路は、記録ヘッド内部に設けられた
温度センサの出力(温度に比例した電圧)などのアナロ
グ信号(ALG)を入力して、規準電圧と比較し、その
結果をデジタル出力する。この規準電圧は4つの入力パ
ッド(PAD)1316〜1319を介して4つの信号
(IN0〜3)のどれか一つに入力することで4段階に
切り替えている。
This circuit receives an analog signal (ALG) such as an output (a voltage proportional to the temperature) of a temperature sensor provided inside the recording head, compares it with a reference voltage, and digitally outputs the result. This reference voltage is switched to four stages by inputting any one of four signals (IN0 to IN3) via four input pads (PAD) 1316 to 1319.

【0152】図12(c)において、1124は温度、
外部電源のそれぞれの変動に対して影響を受けない定電
圧源(Vref)、1125〜1129は夫々、抵抗で
あり、これらの抵抗は、直列に接続されている。そして
各抵抗の抵抗比によって任意な電圧を得ることができ
る。また、1130〜1133は入力信号(IN0〜
3)に従ってON/OFF動作を行うアナログスイッチ
である。
In FIG. 12C, reference numeral 1124 denotes a temperature,
The constant voltage sources (Vref), 1125 to 1129, which are not affected by the respective fluctuations of the external power supply, are resistors, respectively, and these resistors are connected in series. An arbitrary voltage can be obtained depending on the resistance ratio of each resistor. Also, 1130 to 1133 are input signals (IN0 to IN0).
An analog switch that performs an ON / OFF operation according to 3).

【0153】4つの入力パッド(PAD)1316〜1
319のいずれか1つのパッドから入力信号(IN0〜
3)の内どれか一つを入力すると、その信号がインバー
タ1120〜1123で反転され、入力信号と反転入力
信号とが、選択されたアナログスイッチ1130〜11
33のいずれか1つに入力され、その選択されたアナロ
グスイッチが接続されたノードの電圧がノード1134
を経て、コンパレータ1135の(−)端子に入力され
る。
Four input pads (PAD) 1316-1
319 from one of the pads (IN0 to IN0)
When any one of 3) is input, the signal is inverted by the inverters 1120 to 1123, and the input signal and the inverted input signal are changed to the selected analog switch 1130 to 11
33, and the voltage of the node connected to the selected analog switch is applied to the node 1134.
Is input to the (-) terminal of the comparator 1135.

【0154】コンパレータ1135はこれを規準電圧と
し、入力アナログ信号(ALG)との比較を行う。そし
て、その比較結果はデジタル出力端子1137からデジ
タル信号として出力される。
The comparator 1135 uses this as a reference voltage and compares it with the input analog signal (ALG). Then, the comparison result is output from the digital output terminal 1137 as a digital signal.

【0155】次に、さらに、このような実施形態のパッ
ドおよび配線の数を低減する、本発明の記録ヘッドの他
の実施形態について説明する。
Next, another embodiment of the recording head of the present invention, which further reduces the number of pads and wirings of such an embodiment, will be described.

【0156】図16は、このような実施形態としての記
録ヘッドIJHに実装される回路基板の構成を示す図で
ある。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a circuit board mounted on the recording head IJH as such an embodiment.

【0157】なお、図16において、既に図12を参照
して説明した実施形態の記録ヘッドの回路基板の構成と
同じ構成要素には同じ参照番号を、また、同じ信号には
同じ参照記号を付しその説明は省略し、ここでは、この
実施形態に特徴的な要素とその動作について、特に、図
12の回路との相違について説明する。また、図16に
おいて、(a)は図12(a)に対応したヒータを駆動
するヒータ駆動回路を、(b)は図12(b)に対応し
たROMデータ出力回路を、(c)は図12(c)に対
応したA/D変換回路である。従って、図16における
ROM1114′には図12(b)に示したROM11
14に格納されるのと同様なデータが格納される。
In FIG. 16, the same components as those of the circuit board of the recording head of the embodiment already described with reference to FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and the same signals are denoted by the same reference symbols. The description thereof will be omitted, and here, the characteristic elements of this embodiment and the operation thereof, particularly, the difference from the circuit of FIG. 12 will be described. 16A shows a heater driving circuit for driving the heater corresponding to FIG. 12A, FIG. 16B shows a ROM data output circuit corresponding to FIG. 12B, and FIG. This is an A / D conversion circuit corresponding to 12 (c). Therefore, the ROM 1114 'shown in FIG.
14 is stored.

【0158】ここで、図12の実施形態とは異なり、ヒ
ータ駆動回路のラッチ回路(Latch)1154には
PAD1103から入力されるラッチ信号(LD)がシ
フトレジスタ(S/R0〜9)1107’に対するラッ
チ信号と共通的に用いられている。また、ヒータ駆動回
路のシフトレジスタ(S/R)1156にはPAD11
01から入力されるクロック信号(DCLK)とその反
転信号がシフトレジスタ(S/R0〜9)1107’に
対する入力信号と共通的に用いられている。
Here, unlike the embodiment of FIG. 12, the latch signal (LD) input from the PAD 1103 is supplied to the latch circuit (Latch) 1154 of the heater drive circuit for the shift register (S / R0-9) 1107 '. Commonly used with latch signals. The shift register (S / R) 1156 of the heater drive circuit has a PAD 11
The clock signal (DCLK) input from 01 and its inverted signal are commonly used as the input signal to the shift register (S / R0-9) 1107 '.

【0159】図17がシフトレジスタ(S/R)115
6の構成を示す回路図である。図17において、DKは
クロック信号(DCLK)入力端子、IDKは反転され
たクロック信号の入力端子、INは画像信号(DAT
A)の入力端子、OUTは画像信号(DATA)の出力
端子である。
FIG. 17 shows a shift register (S / R) 115.
6 is a circuit diagram showing the configuration of FIG. In FIG. 17, DK is a clock signal (DCLK) input terminal, IDK is an inverted clock signal input terminal, and IN is an image signal (DAT).
An input terminal A) and an output terminal OUT for an image signal (DATA).

【0160】図18はラッチ回路(Latch)115
4の構成を示す回路図である。図18において、LDは
ラッチ信号(LD)の入力端子、INはシフトレジスタ
(S/R)1156からの画像信号(DATA)の入力
端子、OUTはラッチされた画像信号の出力端子であ
る。
FIG. 18 shows a latch circuit (Latch) 115.
4 is a circuit diagram showing a configuration of FIG. In FIG. 18, LD is an input terminal of a latch signal (LD), IN is an input terminal of an image signal (DATA) from a shift register (S / R) 1156, and OUT is an output terminal of a latched image signal.

【0161】また、ROMデータ出力回路に関しては、
10個のシフトレジスタ(S/R0〜9)1107′各
々の出力端子(OUT)からの出力は、次段のシフトレ
ジスタの入力端子(IN)に接続されるとともに、10
個のROM1114′のアドレス入力端子(IN)に接
続され、10個のシフトレジスタと10個のROMとが
一対に接続されるようになっている。図16に示す例で
は、10ビットのシフトレジスタが構成されている。ま
た、シフトレジスタ1107’の前段にはスタータ回路
1140が接続され、そのLD端子にはPAD1103
から入力されたラッチ信号(LD)が入力され、そのI
N端子にはシフトレジスタ(S/R0)の出力端子(O
UT)からの信号が入力され、そのOUT端子からの出
力信号はシフトレジスタ(S/R0)の入力端子(I
N)に入力されている。さらに、10個のROM111
4′各々の出力端子(OUT)は10入力OR回路11
40に接続されている。10入力OR回路1140の出
力がROMデータ出力となる。
As for the ROM data output circuit,
The output from the output terminal (OUT) of each of the ten shift registers (S / R0 to 9) 1107 'is connected to the input terminal (IN) of the next-stage shift register.
The ROM 1114 'is connected to the address input terminal (IN) of the ROM 1114' so that ten shift registers and ten ROMs are connected as a pair. In the example shown in FIG. 16, a 10-bit shift register is configured. A starter circuit 1140 is connected to the previous stage of the shift register 1107 ', and a PAD 1103 is connected to its LD terminal.
, The latch signal (LD) input from the
The output terminal (O) of the shift register (S / R0) is connected to the N terminal.
UT), and the output signal from the OUT terminal is the input terminal (I / O) of the shift register (S / R0).
N). Furthermore, ten ROMs 111
4 'each output terminal (OUT) is a 10-input OR circuit 11
40. The output of the 10-input OR circuit 1140 is the ROM data output.

【0162】図19は1つのシフトレジスタ(S/R0
〜9)1107′の構成を示す回路図である。図19と
図14とを比較すると分かるように、この実施形態のシ
フトレジスタ(S/R0〜9)1107′は、ROMか
らの入力端子がなく、前段のシフトレジスタ或はスター
タ回路1140からの信号の入力端子(IN)と、後段
のシフトレジスタ或はPAD1115への信号の出力端
子(OUT)と、ラッチ信号入力端子(LD)と、クロ
ック信号入力端子(DK)と、反転されたクロック信号
の入力端子(IDK)とを備えている。
FIG. 19 shows one shift register (S / R0).
9 is a circuit diagram showing the configuration of 1107 '. As can be seen from a comparison between FIG. 19 and FIG. 14, the shift register (S / R0-9) 1107 'of this embodiment has no input terminal from the ROM, and the signal from the preceding shift register or starter circuit 1140 is not provided. , An output terminal (OUT) for a signal to a shift register or PAD 1115 at the subsequent stage, a latch signal input terminal (LD), a clock signal input terminal (DK), and an inverted clock signal. An input terminal (IDK).

【0163】図20はスタータ回路1140の構成を示
す回路図である。図20において、LDはラッチ信号
(LD)の入力端子、INはシフトレジスタ(S/R
0)1107′からのフィードバック信号の入力端子、
OUTはシフトレジスタ(S/R0)1107′への出
力端子である。
FIG. 20 is a circuit diagram showing a configuration of starter circuit 1140. In FIG. 20, LD is an input terminal of a latch signal (LD), and IN is a shift register (S / R).
0) an input terminal for a feedback signal from 1107 ';
OUT is an output terminal to the shift register (S / R0) 1107 '.

【0164】図21はROM1114′の構成を示す回
路図である。図21の構成と、図15に示すROM11
14の構成とを比較すると分かるように、この実施形態
のROMでは記憶素子1138の前段にAND回路を設
け、シフトレジスタから入力端子(IN)に入力される
信号と記憶素子1138からの出力信号レベルととの論
理積が出力端子(OUT)から出力される構成となって
いる。
FIG. 21 is a circuit diagram showing a configuration of ROM 1114 '. 21 and the ROM 11 shown in FIG.
As can be seen from comparison with the configuration of FIG. 14, in the ROM of this embodiment, an AND circuit is provided before the storage element 1138, and a signal input from the shift register to the input terminal (IN) and an output signal level from the storage element 1138 are provided. And is output from the output terminal (OUT).

【0165】さらに、A/D変換回路の4つのインバー
タ1120〜1123へは、ROMデータ出力回路に備
えられた10個のシフトレジスタの内、最初の4つのシ
フトレジスタ(S/R0〜S/R3)各々からの出力信
号が入力ノード1116〜1119を経て入力される。
Furthermore, the first four shift registers (S / R0 to S / R3) of the ten shift registers provided in the ROM data output circuit are supplied to the four inverters 1120 to 1123 of the A / D conversion circuit. ) Output signals from each are input via input nodes 1116 to 1119.

【0166】以上のような図12の実施形態との構成の
相違から、信号伝達の経路は次のように異なる。
Due to the difference in configuration from the embodiment shown in FIG. 12, the signal transmission path differs as follows.

【0167】即ち、図12(b)に示した実施形態では
ROMデータ出力回路のシフトレジスタにROMデータ
を一括して転送し、そのシフトレジスタにクロック信号
(DCLK2)を入力することで、シリアルデータ出力
を行っているのに対し、この実施形態では、図16に示
すように、シフトレジスタ(S/R0〜9)1107’
にROMデータを転送せずに、スタータ回路1140を
用いて最前段のシフトレジスタ(S/R0)にハイレベ
ル“H”の信号を入力する。さて、シフトレジスタ(S
/R0)の出力は対応するROMの入力端子(IN)に
接続されており、ROMの入力端子にハイレベル“H”
の信号が印加されるとROMの記憶素子に格納された信
号(H/L)が出力端子(OUT)に出力してくる。
That is, in the embodiment shown in FIG. 12B, the ROM data is collectively transferred to the shift register of the ROM data output circuit, and the clock signal (DCLK2) is input to the shift register, whereby the serial data is transferred. In contrast to the output, in this embodiment, as shown in FIG. 16, the shift register (S / R0-9) 1107 'is used.
, A high-level "H" signal is input to the first-stage shift register (S / R0) using the starter circuit 1140. Now, the shift register (S
/ R0) is connected to the input terminal (IN) of the corresponding ROM, and the high level "H" is applied to the input terminal of the ROM.
Is applied, the signal (H / L) stored in the storage element of the ROM is output to the output terminal (OUT).

【0168】一方、シフトレジスタ(S/R0)の出力
は後段のシフトレジスタ(S/R1)に入力されている
ので、その出力は順次後段のシフトレジスタ(S/R
2、3、……)に転送され、その結果、これらシフトレ
ジスタの出力がハイレベル“H”となった場所に対応す
るROMに格納されたデータが順次出力されることにな
る。
On the other hand, since the output of the shift register (S / R0) is input to the subsequent shift register (S / R1), its output is sequentially output to the subsequent shift register (S / R1).
2, 3,...), And as a result, the data stored in the ROM corresponding to the place where the outputs of these shift registers have become high level “H” are sequentially output.

【0169】さらに、シフトレジスタ(S/R0)の出
力が順次後段のシフトレジスタに転送されるとき、シフ
トレジスタ(S/R0、1、2、3)の出力は、A/D
変換回路の入力ノード1116〜1119に出力され、
規準電圧切換信号としても用いられる。
Further, when the output of the shift register (S / R0) is sequentially transferred to the subsequent shift register, the output of the shift register (S / R0, 1, 2, 3) becomes A / D
Output to the input nodes 1116 to 1119 of the conversion circuit,
It is also used as a reference voltage switching signal.

【0170】次に、上記構成の記録ヘッドの動作につい
て、図22に示すタイムチャートを参照して説明する。
Next, the operation of the recording head having the above configuration will be described with reference to a time chart shown in FIG.

【0171】まず、全てのシフトレジスタ(S/R0〜
9)1107′に格納された信号レベルをローレベル
“L”にするために、クロック信号(DCLK)の信号
レベルを“L”にしておきながら、ラッチ信号(LD)
のパルスを一つ入力する。これにより、シフトレジスタ
(S/R0〜9)1107′の出力端子(OUT)から
の信号はローレベル“L”に固定、保持される。
First, all shift registers (S / R0 to S / R0)
9) To make the signal level stored in 1107 'low level "L", while keeping the signal level of the clock signal (DCLK) "L", the latch signal (LD)
Input one pulse. As a result, the signal from the output terminal (OUT) of the shift register (S / R0-9) 1107 'is fixed and held at the low level "L".

【0172】次に、スタータ回路1140を用い最前段
のシフトレジスタ(S/R0)への入力信号をハイレベ
ル“H”にする。即ち、先程のラッチ信号(LD)パル
スの入力によって、シフトレジスタ(S/R0)からは
ローレベル“L”信号が出力され、これがフィードバッ
クされてスタータ回路1140のIN端子に入力され
る。一方、先程のラッチ信号(LD)パルスの入力後
は、ラッチ信号(LD)レベルはローレベル“L”とな
るために、図20に示したスタータ回路の構成に従う
と、その回路の出力端子(OUT)からはハイレベル
“H”の信号が出力保持される。そして、シフトレジス
タ(S/R0)の入力端子(IN)にはハイレベル
“H”の信号が印加される。このように、ラッチ信号
(LD)がローレベルにあるとき(即ち、PAD110
3に何も印加してない時)にもスタータ回路1140か
らの出力はハイレベル“H”が保持される。
Next, the input signal to the first-stage shift register (S / R0) is set to the high level “H” using the starter circuit 1140. That is, the low level “L” signal is output from the shift register (S / R0) by the input of the latch signal (LD) pulse, and is fed back to the IN terminal of the starter circuit 1140. On the other hand, after the input of the latch signal (LD) pulse, the latch signal (LD) level becomes low level "L". Therefore, according to the configuration of the starter circuit shown in FIG. OUT), a high-level "H" signal is output and held. Then, a high-level "H" signal is applied to the input terminal (IN) of the shift register (S / R0). Thus, when the latch signal (LD) is at the low level (that is, the PAD 110).
3), the output from the starter circuit 1140 is maintained at the high level “H”.

【0173】次に、図22に示すように、PAD110
1からクロック信号(DCLK)のパルスを入力してい
くことで、シフトレジスタに保持されたハイレベル
“H”の信号が順次後段のシフトレジスタにシフトして
いく。
Next, as shown in FIG.
By inputting the pulse of the clock signal (DCLK) from 1, the high-level “H” signal held in the shift register is sequentially shifted to the subsequent shift register.

【0174】ここで、スタータ回路1140からの出力
がハイレベル“H”を永久に保持していると、すべての
シフトレジスタ(S/R0〜9)にハイレベル“H”の
信号が保持されることになってしまう。従って、シフト
レジスタ(S/R0)にセットされたハイレベル“H”
の信号(即ち、1ビットデータ)が順次次段のシフトレ
ジスタ(S/R1、2、……)に転送されていくよう
に、シフトレジスタ(S/R0)からの出力はスタータ
回路1140の入力端子(IN)にフィードバック入力
される。即ち、スタータ回路1140の入力端子(I
N)へはハイレベル“H”の信号が印加される。一方、
LD端子に入力されるラッチ信号(LD)は、ローレベ
ル“L”を維持しているので、結果として、スタータ回
路1140の出力端子(OUT)の信号レベルはローレ
ベル“L”に固定、保持される。
Here, if the output from the starter circuit 1140 holds the high level "H" permanently, all the shift registers (S / R0-9) hold the high level "H" signal. It will be. Therefore, the high level "H" set in the shift register (S / R0)
(Ie, 1-bit data) are sequentially transferred to the next-stage shift register (S / R1, 2,...), And the output from the shift register (S / R0) is input to the starter circuit 1140. Feedback input is made to the terminal (IN). That is, the input terminal (I
A high-level “H” signal is applied to N). on the other hand,
Since the latch signal (LD) input to the LD terminal maintains the low level “L”, as a result, the signal level of the output terminal (OUT) of the starter circuit 1140 is fixed and held at the low level “L”. Is done.

【0175】従って、図22に示すように、ハイレベル
“H”の信号(即ち、1ビットデータ)がシフトレジス
タ(S/R0〜9)を次々にシフトされていくことにな
る。さて、上述したように、シフトレジスタ(S/R0
〜9)の出力は夫々、対応するROMの入力端子に接続
されている。従って、シフトレジスタ(S/R0〜9)
の出力がハイレベル“H”にある時のみ、そのROMは
読み出し可能状態になり記憶素子に格納されたデータ
(H/Lデータ)がその出力端子(OUT)より出力さ
れる。このようにして、出力端子(OUT)より出力さ
れたROMデータは10入力OR回路1140に入力さ
れる。
Therefore, as shown in FIG. 22, a high-level "H" signal (ie, 1-bit data) is successively shifted through the shift registers (S / R0 to S / R9). Now, as described above, the shift register (S / R0
The outputs 9 to 9) are respectively connected to the input terminals of the corresponding ROM. Therefore, the shift register (S / R0-9)
Only when the output is at the high level "H", the ROM becomes readable and the data (H / L data) stored in the storage element is output from the output terminal (OUT). In this manner, the ROM data output from the output terminal (OUT) is input to the 10-input OR circuit 1140.

【0176】このように、シフトレジスタ(S/R0〜
9)からの出力信号がハイレベル“H”にあるときのみ
ROMからデータは出力されるので、そのROMからの
出力は、図22に示すようにシリアルになる。
As described above, the shift registers (S / R0 to S / R0)
Since data is output from the ROM only when the output signal from 9) is at the high level "H", the output from the ROM is serial as shown in FIG.

【0177】一方、A/D変換回路の規準電圧切換信号
の入力ノード1116〜1119にシフトレジスタ(S
/R0〜3)の出力に接続してやることで、クロック信
号(DCLK)入力に従って、デジタルデータが出力さ
れる。
On the other hand, a shift register (S) is connected to input nodes 1116 to 1119 of the reference voltage switching signal of the A / D conversion circuit.
/ R0 to 3), digital data is output according to the input of the clock signal (DCLK).

【0178】従って、以上説明した実施形態に従えば、
ROMデータの読み出し制御に用いる信号をヒータ駆動
に用いる信号と共用させることにより、また、記録ヘッ
ドの内部温度情報などのデジタルデータ出力を画像信号
(DATA)の転送クロック(DCLK)を用いて行わ
せるので、記録ヘッドに入力する制御信号の数を少なく
し、記録ヘッドの回路基板に設ける入出力パッドの数を
少なくすることができる。
Therefore, according to the embodiment described above,
A signal used for ROM data read control is shared with a signal used for heater driving, and digital data output such as internal temperature information of the printhead is performed using a transfer clock (DCLK) of an image signal (DATA). Therefore, the number of control signals input to the print head can be reduced, and the number of input / output pads provided on the circuit board of the print head can be reduced.

【0179】これによって、記録ヘッドの回路基板の面
積を削減と回路基板の簡素化が実現され、装置の小型化
やコストダウンに貢献することができる。さらに、パッ
ド数の削減は、外部接点とのポインティングワイヤの数
の削減にもつながり、コストダウンにつながる。また、
パッド数の削減に伴う制御信号ライン数の削減は、装置
信頼性の向上とコストダウンにつながる。
As a result, the area of the circuit board of the recording head can be reduced and the circuit board can be simplified, which can contribute to downsizing of the apparatus and cost reduction. Further, the reduction in the number of pads leads to a reduction in the number of pointing wires to external contacts, leading to a cost reduction. Also,
The reduction in the number of control signal lines due to the reduction in the number of pads leads to improvement in device reliability and cost reduction.

【0180】前述の第2の実施形態では、A/D変換回
路から出力されるデジタル信号の出力周波数が、図22
に示すように、ROMデータの出力周波数と同じである
例について説明した。以下の変形例では、そのデジタル
信号の出力周波数を、ROMデータ出力周波数より小さ
くしてデジタル信号を出力する場合について説明する。
In the second embodiment, the output frequency of the digital signal output from the A / D conversion circuit is
As described above, the example in which the output frequency is the same as the output frequency of the ROM data has been described. In the following modified example, a case will be described in which the output frequency of the digital signal is lower than the ROM data output frequency and the digital signal is output.

【0181】図23はこの変形例に従う記録ヘッドIJ
Hに実装される回路基板の構成を示す図である。なお、
図23において、既に図16や図12を参照して説明し
た記録ヘッドの回路基板の構成と同じ構成要素には同じ
参照番号を、また、同じ信号には同じ参照記号を付しそ
の説明は省略し、ここでは、この変形例に特徴的な要素
とその動作について、特に、前述の実施形態との相違に
ついて説明する。また、図23において、(a)は図1
6の(a)と同じヒータ駆動回路を、(b)は図16の
(b)と同じROMデータ出力回路を、(c)は図16
の(c)と同じA/D変換回路である。
FIG. 23 shows a recording head IJ according to this modification.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a circuit board mounted on H. In addition,
In FIG. 23, the same components as those of the configuration of the circuit board of the recording head already described with reference to FIGS. 16 and 12 are denoted by the same reference numerals, and the same signals are denoted by the same reference symbols and description thereof is omitted. Here, elements characteristic to this modification and their operations, particularly differences from the above-described embodiment, will be described. In FIG. 23, FIG.
6A shows the same heater drive circuit, FIG. 6B shows the same ROM data output circuit as FIG. 16B, and FIG.
(C) is the same A / D conversion circuit.

【0182】従って、図23と図16とを比較すると明
らかなように、この変形例の回路基板には、ROMデー
タ出力回路とA/D変換回路との間に、クロックレート
切換回路(図23の(d))が設けられている。
Therefore, as apparent from a comparison between FIG. 23 and FIG. 16, a clock rate switching circuit (FIG. 23) is provided between the ROM data output circuit and the A / D conversion circuit on the circuit board of this modification. (D)) is provided.

【0183】以下、このクロックレート切換回路の構成
と動作について、図23と図22に示したタイムチャー
トを参照して説明する。
The configuration and operation of this clock rate switching circuit will be described below with reference to the time charts shown in FIGS.

【0184】クロックレート切換回路は、図23に示す
ように隣接する4ペアのシフトレジスタ((S/R0と
S/R1)、(S/R2とS/R3)、(S/R4とS
/R5)、(S/R6とS/R7))の各出力を4つO
Rゲート1260〜1263に入力することにより、図
22に示すようにクロック信号(DCLK)に同期した
シフトレジスタからの信号出力周波数を(1/2)倍に
している。そして、これらORゲートの出力を規準電圧
切換信号の入力ノード1116〜1119に接続し、前
述の第2の実施形態と同様に、選択された規準電圧に従
って、入力されたアナログ信号(ALG)をデジタルデ
ータに変換してPAD1137から出力している。
As shown in FIG. 23, the clock rate switching circuit comprises four pairs of adjacent shift registers ((S / R0 and S / R1), (S / R2 and S / R3), and (S / R4 and S / R3).
/ R5) and (S / R6 and S / R7))
By inputting to the R gates 1260 to 1263, the signal output frequency from the shift register synchronized with the clock signal (DCLK) is doubled (() as shown in FIG. The outputs of these OR gates are connected to input nodes 1116 to 1119 of the reference voltage switching signal, and the input analog signal (ALG) is converted into a digital signal according to the selected reference voltage, as in the second embodiment. The data is converted to data and output from the PAD 1137.

【0185】以上のような構成により、この変形例では
コンパレータ1135の動作に要求されるスピードを低
減させて、A/D変換を実行することができる。通常、
コンパレータの切換スピードを上げる、即ち、動作周波
数を上げるとその回路の消費電力が上昇するので、これ
に伴う回路の発熱をできるだけ抑えることが記録ヘッド
の正常な動作を維持するためにも望まれる。
With the above-described configuration, in this modification, the A / D conversion can be performed while reducing the speed required for the operation of the comparator 1135. Normal,
Increasing the switching speed of the comparator, that is, increasing the operating frequency, increases the power consumption of the circuit. Therefore, it is desirable to minimize the heat generated by the circuit in order to maintain the normal operation of the recording head.

【0186】従って、以上説明した第2の実施形態の変
形例によれば、コンパレータの切換スピードを低減して
回路基板の温度上昇を制御し、記録ヘッドの良好な動作
を維持することができる。
Therefore, according to the modified example of the second embodiment described above, the switching speed of the comparator can be reduced to control the rise in the temperature of the circuit board, so that the good operation of the recording head can be maintained.

【0187】また、1つのORゲートに入力するシフト
レジスタの出力信号の数を2個以上にすることで、さら
にコンパレータの切換スピードを低減できることは言う
までもない。
It is needless to say that the switching speed of the comparator can be further reduced by setting the number of output signals of the shift register input to one OR gate to two or more.

【0188】<第3の実施形態>以下、本発明の記録ヘ
ッドの第3の実施形態について説明する。
<Third Embodiment> Hereinafter, a third embodiment of the recording head of the present invention will be described.

【0189】図24は、本実施形態における記録ヘッド
と、記録装置本体の制御部9100との電気的接続を模
式的に示したブロック図である。ここでは、説明の簡略
化のためデータ転送に関する信号だけを図示している。
FIG. 24 is a block diagram schematically showing the electrical connection between the recording head according to the present embodiment and the control unit 9100 of the recording apparatus main body. Here, only signals related to data transfer are shown for simplification of description.

【0190】この図において、9000は記録ヘッドの
一部をなす半導体基板(素子基体)であり、1色のイン
クの吐出制御を行う。9001はシフトレジスタであ
り、制御部9100からの記録データ信号HDATA、
転送クロックHCLK、ラッチ信号BGにより転送され
てくるデータをラッチし、駆動ロジック回路9002に
供給する。
In this figure, reference numeral 9000 denotes a semiconductor substrate (element substrate) which forms a part of a recording head, and controls ejection of one color ink. Reference numeral 9001 denotes a shift register, which is a recording data signal HDATA,
Data transferred by the transfer clock HCLK and the latch signal BG are latched and supplied to the driving logic circuit 9002.

【0191】駆動ロジック回路9002は、図示しない
吐出制御信号により、シフトレジスタ9001からのデ
ータに従ってノズル9003内部の電気熱変換体(ヒー
タ)を駆動してインクを吐出させる。9004は温度検
出部であり、半導体基板9000の温度に応じて出力信
号レベルをアナログ的に変化させる。9005はコンパ
レータであり、複数の基準電圧を順次切り替えて温度検
出部9004の出力と比較し、比較結果を「1」または
「0」のデジタル情報で信号TOとして出力する。
The drive logic circuit 9002 drives an electrothermal transducer (heater) inside the nozzle 9003 in accordance with data from the shift register 9001 to discharge ink according to a discharge control signal (not shown). Reference numeral 9004 denotes a temperature detection unit which changes an output signal level in an analog manner according to the temperature of the semiconductor substrate 9000. Reference numeral 9005 denotes a comparator, which sequentially switches a plurality of reference voltages, compares the reference voltages with the output of the temperature detection unit 9004, and outputs a comparison result as digital signal “1” or “0” as a signal TO.

【0192】9006は記録ヘッドに関する情報を格納
するメモリとして、抵抗体の溶断により予め書き込まれ
た識別(ID)および/またはランクを示す複数ビット
の情報を格納するフューズROMであり、ポインタを順
次切りかえて、格納された情報を1ビットずつ信号SO
に出力する。
Reference numeral 9006 denotes a fuse ROM which stores a plurality of bits of information indicating an identification (ID) and / or a rank written in advance by fusing a resistor as a memory for storing information relating to a recording head, and sequentially switches pointers. Then, the stored information is converted into a signal SO bit by bit.
Output to

【0193】なお、メモリの形式は、フューズ式ROM
だけでなく、EPROM、EEPROM等の他の形式の
不揮発性メモリとすることもできる。
The memory format is a fuse type ROM.
However, other types of nonvolatile memories such as an EPROM and an EEPROM can be used.

【0194】図25は、記録データのみを転送する場合
のHDATA、HCLK、BGの各信号の状態を示すタ
イミングチャートである。ここでは、「f0cah」
(1111000011001010B)という16ビ
ットの記録データを転送する場合を示している。
FIG. 25 is a timing chart showing the states of the HDATA, HCLK, and BG signals when only the recording data is transferred. Here, “f0cah”
A case where 16-bit recording data (1111000011001010B) is transferred is shown.

【0195】HCLKの各立ち上がり時に、HDATA
の状態(「1」または「0」の1ビットデータ)がシフ
トレジスタ9001に入力され、同時にヘッド制御部2
018はHDATAから出力するデータを次のビットデ
ータに切換える。これを繰り返して16ビットのデータ
がシフトレジスタ9001に入力された後、BGが一旦
“Low”となって再び“High”となる立ち上がり
で、16ビットデータはシフトレジスタ部9001にラ
ッチされる。
At each rising edge of HCLK, HDATA
(1 bit data of “1” or “0”) is input to the shift register 9001 and simultaneously the head control unit 2
018 switches the data output from HDATA to the next bit data. After repeating this, 16-bit data is input to the shift register 9001, and at the rising edge when the BG once becomes “Low” and becomes “High” again, the 16-bit data is latched in the shift register unit 9001.

【0196】図26は、コンパレータ9005における
基準電圧切換動作を示すフローチャートである。始め
に、信号BGが「1」であるか否かを判定し(ステップ
S931)、BGが「1」であれば、基準電圧レベルを
初期状態であるレベル「1」に戻す(ステップS93
2)。ステップS931で信号BGが「0」であれば、
HCLKの立ち上がりを検出したか否かを判定し(ステ
ップS933)、HCLKの立ち上がりを検出した場
合、基準電圧レベルをインクリメントして(ステップS
934)、ステップS931へ戻る。
FIG. 26 is a flowchart showing the reference voltage switching operation in comparator 9005. First, it is determined whether or not the signal BG is “1” (step S931). If the signal BG is “1”, the reference voltage level is returned to the initial level “1” (step S93).
2). If the signal BG is “0” in step S931,
It is determined whether the rising edge of HCLK is detected (step S933). If the rising edge of HCLK is detected, the reference voltage level is incremented (step S933).
934), and returns to step S931.

【0197】すなわち、BG=「0」の状態で、HCL
Kの立ち上がりを検出する度に基準電圧レベルを上昇さ
せる。そして、BG=「1」となってからコンパレータ
9005の出力信号TOが変化した時点までに検出され
た、HCLKの立ち上がりの数(パルス数)から、記録
ヘッドの半導体基板9000の温度に関する情報を得る
ことができる。
That is, in the state of BG = "0", HCL
Each time the rise of K is detected, the reference voltage level is increased. Then, information on the temperature of the semiconductor substrate 9000 of the recording head is obtained from the number of rising edges (the number of pulses) of HCLK detected from when BG = “1” until the output signal TO of the comparator 9005 changes. be able to.

【0198】図27は、フューズROM9006におけ
るポインタ切換動作を示すフローチャートである。始め
に、信号BGが「1」であるか否かを判定し(ステップ
S941)、BGが「1」であれば、ポインタの位置を
初期状態である「1」に戻す(ステップS942)。ス
テップS941で信号BGが「0」であれば、HCLK
の立ち上がりを検出したか否かを判定し(ステップS9
43)、HCLKの立ち上がりを検出した場合、ポイン
タをインクリメントして(ステップS944)、ステッ
プS931へ戻る。
FIG. 27 is a flowchart showing a pointer switching operation in fuse ROM 9006. First, it is determined whether or not the signal BG is “1” (step S941). If the signal BG is “1”, the position of the pointer is returned to the initial state “1” (step S942). If the signal BG is “0” in step S941, HCLK
It is determined whether or not the rising edge has been detected (step S9).
43) If a rising edge of HCLK is detected, the pointer is incremented (step S944), and the process returns to step S931.

【0199】すなわち、BG=「0」の状態で、HCL
Kの立ち上がりを検出する度にポインタをインクリメン
トして、ROM9006からデータを1ビットずつ信号
SOで出力し、記録ヘッドのIDおよび/またはランク
を示す複数ビットの情報がシリアルで出力される。
That is, in the state of BG = "0", HCL
Each time a rising edge of K is detected, the pointer is incremented, data is output from the ROM 9006 one bit at a time as a signal SO, and a plurality of bits of information indicating the ID and / or rank of the recording head are serially output.

【0200】図28は、記録ヘッドへの記録データの転
送と記録ヘッドからのデータの転送を同時に行なう場合
における、各信号の状態を示すタイミングチャートであ
る。ここで転送する記録データは、図25で示したもの
と同じである。
FIG. 28 is a timing chart showing the state of each signal when transfer of print data to the print head and transfer of data from the print head are performed simultaneously. The recording data transferred here is the same as that shown in FIG.

【0201】この場合、記録データのみを転送する図2
5と異なり、BGは記録データの転送期間中「0」とな
っている。これにより、記録データ転送と同時に記録ヘ
ッドの温度に関する情報と、IDおよび/またはランク
情報とを同時に記録ヘッドの半導体基板9000から出
力させている。そして転送された記録データをラッチす
るために信号BGが立ち上がると、信号TOおよびSO
は初期値に戻る。
In this case, FIG.
Unlike BG, BG is "0" during the transfer period of the recording data. As a result, the information on the temperature of the print head and the ID and / or rank information are simultaneously output from the semiconductor substrate 9000 of the print head simultaneously with the transfer of the print data. When the signal BG rises to latch the transferred recording data, the signals TO and SO
Returns to the initial value.

【0202】以上説明したように、本実施形態では、記
録ヘッドへ転送する記録データが16ビットであり、記
録ヘッドから信号SOおよびTOで転送される情報も1
6ビットである。記録データが32ビットであれば、記
録ヘッドから転送可能な情報も32ビットとなる。ま
た、記録ヘッドから転送する情報が、記録データのビッ
ト数より少ない場合には、信号BGの立ち下がりタイミ
ングを後にずらす等の制御も可能である。
As described above, in the present embodiment, the print data transferred to the printhead is 16 bits, and the information transferred from the printhead by the signals SO and TO is also 1 bit.
6 bits. If the recording data is 32 bits, the information that can be transferred from the recording head also has 32 bits. If the information transferred from the recording head is smaller than the number of bits of the recording data, control such as shifting the falling timing of the signal BG later is also possible.

【0203】<第4の実施形態>以下、本発明の記録ヘ
ッドの第4の実施形態について説明する。
<Fourth Embodiment> Hereinafter, a fourth embodiment of the recording head of the present invention will be described.

【0204】図32は、入力記録データに同期して検出
温度データを外部に送出できる記録ヘッドを構成する素
子基体上に作り込まれた回路構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 32 is a block diagram showing a circuit configuration formed on an element substrate constituting a recording head capable of transmitting detected temperature data to the outside in synchronization with input recording data.

【0205】図32に示す回路において、記録データ
(SD)はシフトクロック信号(CK)に同期してシリ
アルデータとしてシフトレジスタ(SR)2101に入
力されて一時的に格納され、さらに、その格納された記
録データはラッチ回路(LT)2102にラッチされ
る。そして、そのラッチされた記録データに基づいて、
ヒータ(HT)2103は通電加熱される。
In the circuit shown in FIG. 32, the recording data (SD) is input to the shift register (SR) 2101 as serial data in synchronization with the shift clock signal (CK) and is temporarily stored, and further stored. The recorded data is latched by a latch circuit (LT) 2102. Then, based on the latched recording data,
The heater (HT) 2103 is energized and heated.

【0206】一方、同じシフトクロック信号(CK)は
回路基板に設けられた温度検出回路を構成する基準電圧
発生部(RF)2104を制御する切換回路(SW)2
105に入力されて1クロック毎に基準電圧を変化させ
るために用いられる。そして、比較器(CP)2106
はその基準電圧とヒータ(HT)の近傍に置かれた温度
検出センサ(DT)2107からの出力電圧とを比較
し、その比較結果を“0”或は“1”のデジタルデータ
として素子基体外部へ送出する。
On the other hand, the same shift clock signal (CK) is used as a switching circuit (SW) 2 for controlling a reference voltage generator (RF) 2104 constituting a temperature detecting circuit provided on a circuit board.
The reference voltage is input to the switch 105 and is used to change the reference voltage every clock. Then, a comparator (CP) 2106
Compares the reference voltage with the output voltage from the temperature detection sensor (DT) 2107 placed near the heater (HT), and compares the comparison result as digital data of “0” or “1” outside the element substrate. Send to

【0207】このような温度検出方法によって、上記で
述べたように、検出温度の情報を即時的にデジタル化し
て送出するため、記録ヘッドとそれを搭載する記録装置
との間での配線引き回し部分でのノイズの影響に強く、
また、記録ヘッドの外部にA/Dコンバータ等の回路を
備えなくても良いこと、そして、記録データの転送と温
度データの取得を同時に行えるため情報取得のためのタ
イミングロスがないことなどのメリットがある。
According to such a temperature detection method, as described above, since the detected temperature information is immediately digitized and transmitted, the wiring route between the recording head and the recording apparatus on which the recording head is mounted. Resistant to the effects of noise
In addition, there is no need to provide a circuit such as an A / D converter outside the recording head, and there is no timing loss for acquiring information because transfer of recording data and acquisition of temperature data can be performed simultaneously. There is.

【0208】図29はこのような図32の実施形態を更
に改良した記録ヘッドIJHの回路基板(素子基体)表
面の模式図である。
FIG. 29 is a schematic view of a circuit board (element substrate) surface of a recording head IJH in which the embodiment of FIG. 32 is further improved.

【0209】図29において、2001は回路基板、2
002は2列から構成されインクを加熱するヒータ列、
2003はシフトレジスタとラッチ回路とを実装した論
理回路部、2004は記録装置のキャッリジHCに記録
ヘッドIJHが装着されたときに、キャリッジHC内の
接点と圧接するコンタクトパッド列、2005は回路基
板の温度を検出するセンサを含む温度検出回路部であ
る。
Referring to FIG. 29, reference numeral 2001 denotes a circuit board;
002 is a heater array configured to heat ink, which is composed of two rows;
Reference numeral 2003 denotes a logic circuit unit on which a shift register and a latch circuit are mounted. Reference numeral 2004 denotes a contact pad array that presses against a contact in the carriage HC when the print head IJH is mounted on the carriage HC of the printing apparatus. It is a temperature detection circuit section including a sensor for detecting a temperature.

【0210】図30は記録ヘッドの回路基板に実装され
る回路の構成を示すブロック図である。また、図31は
図30に示す回路で扱う種々の信号のタイムチャートで
ある。なお、図30において、先の図32の実施形態で
説明したのと同じ構成要素や信号には同じ参照番号や参
照記号を付してその説明は省略する。また、図31には
図32の実施形態に示した回路から出力される検出温度
の情報を示す信号(TMP)を比較のために記してい
る。
FIG. 30 is a block diagram showing a configuration of a circuit mounted on a circuit board of a print head. FIG. 31 is a time chart of various signals handled by the circuit shown in FIG. In FIG. 30, the same components and signals as those described in the embodiment of FIG. 32 are denoted by the same reference numerals and symbols, and description thereof will be omitted. FIG. 31 shows, for comparison, a signal (TMP) indicating the detected temperature information output from the circuit shown in the embodiment of FIG.

【0211】図30に示す構成を図32の構成と比較す
ると、この図30の実施形態では、基準電圧の切換回路
(SW)2105の前段に入力されるシフトクロック信
号(CK)を分周してクロック信号(CK_DV)を得
る分周回路(DV)2000が備えられている。
Comparing the configuration shown in FIG. 30 with the configuration shown in FIG. 32, in the embodiment shown in FIG. 30, the frequency of the shift clock signal (CK) input to the preceding stage of the reference voltage switching circuit (SW) 2105 is divided. A frequency dividing circuit (DV) 2000 that obtains a clock signal (CK_DV) by using the frequency dividing circuit is provided.

【0212】以上の構成において、図31に示すよう
に、シフトクロック信号(CK)が入力されると、分周
回路(DV)2000でのその周波数を2分の1に分周
し、その周期が2倍になったクロック信号(CK_D
V)を出力する。これにより、基準電圧の切換回路(S
W)2105は2分周されたクロック信号(CK_D
V)に従って、基準電圧を変化させるための切換動作を
行う。このようにすることで、比較器(CP)2106
における温度センサからの出力と基準電圧とを比較する
動作速度も2分の1になる。
In the above configuration, as shown in FIG. 31, when a shift clock signal (CK) is input, the frequency of the frequency dividing circuit (DV) 2000 is divided by two, and Is doubled clock signal (CK_D
V). Thereby, the reference voltage switching circuit (S
W) 2105 is a clock signal (CK_D) divided by 2
In accordance with V), a switching operation for changing the reference voltage is performed. By doing so, the comparator (CP) 2106
The operation speed at which the output from the temperature sensor is compared with the reference voltage is also halved.

【0213】従って、比較器(CP)2106から出力
される検出温度の情報を示す信号(TMP_SLOW)
は、図31に示すように、元々のシフトクロック信号
(CK)の2クロック分に1回のスピードで、TS1、
TS2、……と送出される。この場合、記録データの入
力速度に比べて2分の1で速度で検出温度の情報が得ら
れる。これは、従来の検出温度の情報を示す信号(TM
P)の送出速度の2分の1である。
Therefore, a signal (TMP_SLOW) indicating the detected temperature information output from the comparator (CP) 2106
As shown in FIG. 31, TS1 and TS1 are output once every two clocks of the original shift clock signal (CK).
TS2,... Are transmitted. In this case, information on the detected temperature can be obtained at a speed that is one half of the input speed of the recording data. This is a signal (TM) indicating the information of the conventional detected temperature.
P) is one half of the sending speed.

【0214】一方、シフトレジスタ(SR)2101に
はシフトクロック信号(CK)の周波数に従って記録デ
ータ(SD)がD1、D2、D3、……と入力される。
On the other hand, recording data (SD) is input to the shift register (SR) 2101 as D1, D2, D3,... According to the frequency of the shift clock signal (CK).

【0215】従って以上説明した実施形態に従えば、記
録データの入力速度の2分の1で温度情報を得られるの
で、記録データの入力速度を2倍にしても従来と同じ速
度で温度情報を得ることができる。これにより、記録デ
ータの入力速度を速めることで記録速度の高速化に対応
でき、一方で従来と同じ速度で比較器や切換回路のアナ
ログ回路を作動させることが可能となるので、アナログ
回路の消費電力が増加することもない。また、そのアナ
ログ回路の高速化を図る必要もない。
Therefore, according to the above-described embodiment, the temperature information can be obtained at one half of the input speed of the recording data. Therefore, even if the input speed of the recording data is doubled, the temperature information can be obtained at the same speed as the conventional one. Obtainable. This makes it possible to cope with a higher recording speed by increasing the input speed of the recording data. On the other hand, it becomes possible to operate the analog circuits of the comparator and the switching circuit at the same speed as in the past, so that the consumption of the analog circuit is reduced. There is no increase in power. Also, there is no need to increase the speed of the analog circuit.

【0216】なお、以上説明した実施形態では、入力シ
フトクロック信号を2分周した例について説明したが本
発明はこれによって限定されるものではなく、例えば、
分周回路で3分周或は4分周したクロック信号を生成し
てもよい。
In the embodiment described above, an example was described in which the input shift clock signal was divided by 2, but the present invention is not limited to this. For example,
A clock signal having a frequency divided by three or divided by four may be generated by a frequency dividing circuit.

【0217】<他の実施形態>以上説明した4つの実施
形態は、それぞれ独立して適用することが可能である
が、いくつかの実施形態を組み合わせて適用することも
できる。例えば、第2〜第4の実施形態におけるA/D
変換器は、第1の実施形態と同様に、熱エネルギーを発
生するための電気熱変換素子と該電気熱変換素子を駆動
するための駆動回路と基板の温度を検出するセンサとが
形成された同一基板上(素子基体上)に、半導体製造プ
ロセスによって設けられていてもよく、第2および第3
の実施形態における、メモリからの読み出しに使用する
クロック信号は、第4の実施形態と同様に、記録データ
の入力に用いられるクロックを分周して得られたもので
もよい。
<Other Embodiments> The four embodiments described above can be applied independently of each other, but some embodiments can also be applied in combination. For example, A / D in the second to fourth embodiments
As in the first embodiment, the converter was formed with an electrothermal conversion element for generating thermal energy, a drive circuit for driving the electrothermal conversion element, and a sensor for detecting the temperature of the substrate. The second and third substrates may be provided on the same substrate (on the element substrate) by a semiconductor manufacturing process.
In the fourth embodiment, the clock signal used for reading from the memory may be obtained by dividing the frequency of the clock used for inputting the recording data, as in the fourth embodiment.

【0218】なお、以上の実施形態において、記録ヘッ
ドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さ
らにインクタンクに収容される液体はインクであるとし
て説明したが、その収容物はインクに限定されるもので
はない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めた
り、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対し
て吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容
されていても良い。
In the above embodiment, the description has been made assuming that the droplets ejected from the recording head are ink, and that the liquid stored in the ink tank is ink. It is not limited. For example, an ink tank may contain a processing liquid discharged to a recording medium in order to improve the fixability and water resistance of the recorded image or to improve the image quality.

【0219】以上の実施形態は、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
るエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段(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
ーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いるこ
とにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
The above-described embodiment is particularly provided with a means (for example, an electrothermal converter or a laser beam) for generating thermal energy as energy used for performing ink ejection even in an ink jet recording system. By using a method in which a change in the state of the ink is caused by energy, it is possible to achieve higher density and higher definition of recording.

【0220】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4740
796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。この方式はいわゆるオンデマンド
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膜沸騰を越
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ー
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1対1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をすると、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。
The typical structure and principle are described in, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740.
It is preferable to use the basic principle disclosed in the specification of Japanese Patent No. 796. This method can be applied to both the so-called on-demand type and continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, liquid (ink)
By applying at least one drive signal corresponding to the recorded information and providing a rapid temperature rise exceeding the film boiling to the electrothermal transducer arranged corresponding to the sheet or the liquid path holding the Since thermal energy is generated in the electrothermal transducer and film boiling occurs on the heat-acting surface of the recording head, bubbles in the liquid (ink) corresponding to this drive signal on a one-to-one basis can be formed. It is valid. By discharging the liquid (ink) through the discharge opening by the growth and contraction of the bubble, at least one droplet is formed. When the drive signal is formed into a pulse shape, the growth and shrinkage of the bubble are performed immediately and appropriately, so that the ejection of the liquid (ink) having particularly excellent responsiveness can be achieved, which is more preferable.

【0221】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 the pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Further, if the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 relating to the temperature rise rate of the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.

【0222】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
の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の
他に熱作用面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、
共通するスロ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59−123670号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構
成としても良い。
As the configuration of the recording head, in addition to the combination of the discharge port, the liquid path, and the electrothermal converter (linear liquid flow path or right-angled liquid flow path) as disclosed in the above-mentioned specifications, A configuration using U.S. Pat. No. 4,558,333 or U.S. Pat. No. 4,459,600, which discloses a configuration in which a heat acting surface is arranged in a bent region, is also included in the present invention. In addition, for multiple electrothermal transducers,
JP-A-59-123670 which discloses a configuration in which a common slot is used as a discharge part of an electrothermal transducer, and JP-A-59-123670 which discloses a configuration in which an opening for absorbing a pressure wave of thermal energy corresponds to a discharge part. A configuration based on 138461 may be adopted.

【0223】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わ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。
Further, as a full-line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus, the length is determined by a combination of a plurality of recording heads as disclosed in the above specification. This may be either a configuration satisfying the above requirements or a configuration as a single recording head formed integrally.

【0224】加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘ
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のみならず、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
記録ヘッドを用いてもよい。
In addition to the cartridge type recording head in which the ink tank is provided integrally with the recording head itself described in the above embodiment, the recording head is electrically connected to the apparatus main body by being mounted on the apparatus main body. A replaceable chip-type recording head, which enables a simple connection and supply of ink from the apparatus main body, may be used.

【0225】また、以上説明した記録装置の構成に、記
録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加する
ことは記録動作を一層安定に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、加圧あるいは
吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子
あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などが
ある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを
備えることも安定した記録を行うために有効である。
It is preferable to add recovery means for the printhead, preliminary auxiliary means, and the like to the configuration of the printing apparatus described above, since the printing operation can be further stabilized. Specific examples thereof include capping means for the recording head, cleaning means, pressurizing or suction means, preheating means using an electrothermal transducer or another heating element or a combination thereof. It is also effective to provide a preliminary ejection mode for performing ejection that is different from printing, in order to perform stable printing.

【0226】さらに、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ってで
も良いが、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1つを備えた装置とすることもで
きる。
Further, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the recording mode of only the mainstream color such as black, but may be a single recording head or a combination of plural recording heads. Alternatively, the apparatus may be provided with at least one of full colors by color mixture.

【0227】以上説明した実施の形態においては、イン
クが液体であることを前提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も、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を30°C以上70°C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。
In the above-described embodiment, the description has been made on the assumption that the ink is a liquid. However, even if the ink solidifies at room temperature or lower, the ink that softens or liquefies at room temperature is used. Or, in the ink jet method, generally, the temperature of the ink itself is controlled within a range of 30 ° C. or more and 70 ° C. or less to control the temperature so that the viscosity of the ink is in a stable ejection range.
It is sufficient that the ink is in a liquid state when the use recording signal is applied.

【0228】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
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
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギー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、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与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
ような場合インクは、特開昭54−56847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または固形物
とし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。
In addition, in order to positively prevent the temperature rise due to thermal energy as energy for changing the state of the ink from the solid state to the liquid state,
Alternatively, in order to prevent evaporation of the ink, an ink which solidifies in a standing state and liquefies by heating may be used. In any case, the application of heat energy causes the ink to be liquefied by application of the heat energy according to the recording signal and the liquid ink to be ejected, or to start to solidify when reaching the recording medium. The present invention is also applicable to a case where an ink having a property of liquefying for the first time is used. In such a case, as described in JP-A-54-56847 or JP-A-60-71260, the ink is held in a liquid state or a solid state in the concave portion or through hole of the porous sheet. It is good also as a form which opposes an electrothermal transducer. In the present invention, the most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.

【0229】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、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取るものであっても良
い。
In addition to the above, the recording apparatus according to the present invention may be provided not only as an image output terminal of an information processing apparatus such as a computer but also integrally or separately, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a transmission / reception apparatus. It may take the form of a facsimile machine having functions.

【0230】なお、本発明は、複数の機器(例えばホス
トコンピュータ,インタフェース機器,リーダ,プリン
タなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置(例えば、複写機,ファクシミリ装置
など)に適用してもよい。
The present invention can be applied to a system including a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a reader, a printer, etc.), but it can be applied to a single device (for example, a copying machine, a facsimile machine). Etc.).

【0231】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPU
やMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。
An object of the present invention is to provide a storage medium storing a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or an apparatus, and to provide a computer (or CPU) of the system or the apparatus.
And MPU) read and execute the program code stored in the storage medium.

【0232】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
In this case, the program code itself read from the storage medium implements the functions of the above-described embodiment, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

【0233】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク,ハードディス
ク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,CD
−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,ROMな
どを用いることができる。
As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD
-R, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.

【0234】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレ
ーティングシステム)などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。
When the computer executes the readout program code, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also the OS (Operating System) running on the computer based on the instruction of the program code. ) May perform some or all of the actual processing, and the processing may realize the functions of the above-described embodiments.

【0235】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。
Further, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, based on the instructions of the program code, It goes without saying that the CPU included in the function expansion board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the processing realizes the functions of the above-described embodiments.

【0236】[0236]

【発明の効果】以上説明したように本発明の第1の態様
によれば、記録ヘッドの状況を検知するための素子から
の出力をすべて基板上でデジタル化してから、外部にデ
ジタル情報として出力するので、例えば、基板の温度や
電気熱変換体の抵抗値やその電気熱変換体を駆動するパ
ワートランジスタのON抵抗などを表す情報は、デジタ
ル値として記録ヘッドから外部の記録装置へ送られるた
め、途中の配線等を通る際の、例えば、電源ノイズ、G
NDノイズ、カップリングノイズ、放射ノイズのなどの
影響を受けにくく信号の読取精度が向上し、これによっ
て、ノイズの影響を受けない正確な記録ヘッド駆動制御
を行なうことができるという効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, all the outputs from the elements for detecting the status of the recording head are digitized on the substrate and then output as digital information to the outside. Therefore, for example, information representing the temperature of the substrate, the resistance value of the electrothermal transducer, the ON resistance of the power transistor that drives the electrothermal transducer, and the like are sent as digital values from the recording head to an external recording device. , Power supply noise, G
The signal reading accuracy is improved without being easily affected by ND noise, coupling noise, radiation noise, and the like, and thereby there is an effect that accurate recording head drive control that is not affected by noise can be performed.

【0237】また、記録装置側としては、従来は記録ヘ
ッドからのアナログ出力をデジタル情報に変換するため
のA/D変換器等が不用となる。
On the recording apparatus side, an A / D converter for converting an analog output from a recording head into digital information is unnecessary in the related art.

【0238】更に、電源ノイズ、GNDノイズを低減す
るためのノイズ除去手段が不用となることから、装置全
体としてのの簡素化、省スペース化などが期待できる。
Further, since noise removing means for reducing power supply noise and GND noise is not required, simplification and space saving of the whole apparatus can be expected.

【0239】また、本発明の第2の態様によれば、メモ
リに格納されたインクを吐出する複数の記録素子の記録
特性の読み出しや、アナログ信号のデジタルデータへの
変換を、複数の記録素子を駆動するために用いる、記録
信号のクロック信号やラッチ信号を利用して行うことが
できるので、記録ヘッドに入力する信号数を削減し、そ
の信号入力に必要なパッドの数を減らすことができると
いう効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the reading of the recording characteristics of a plurality of recording elements for ejecting ink stored in the memory and the conversion of analog signals into digital data are performed by a plurality of recording elements. Can be performed by using a clock signal or a latch signal of a recording signal used to drive the recording head, so that the number of signals input to the recording head can be reduced, and the number of pads required for the signal input can be reduced. This has the effect.

【0240】これによって、記録ヘッド回路基板のサイ
ズを小型化するとともに、その小型化とパッド数の削減
に伴って、回路の生産コストを削減することができる。
As a result, the size of the recording head circuit board can be reduced, and the production cost of the circuit can be reduced as the size and the number of pads are reduced.

【0241】さらに、記録ヘッドに入力する信号数を削
減に伴って、信号線の数が減ることによりノイズの発生
を抑制され、さらに、そのノイズ発生の抑制からノイズ
による誤動作を防止でき、記録ヘッドを高い信頼性を維
持して動作させることができる。
Further, as the number of signals input to the recording head is reduced, the number of signal lines is reduced, so that the occurrence of noise is suppressed. Further, the occurrence of noise can be prevented from suppressing the generation of noise, and the recording head can be prevented from malfunctioning. Can be operated with high reliability.

【0242】更に、本発明の第3の態様によれば、記録
データの転送に使用するクロックに同期して記録ヘッド
からの情報をデジタル信号でシリアル出力することがで
きる。これにより、装置本体側にD/Aコンバータを設
ける必要がなくなると共に、伝送する情報量が増えても
信号線が増えることがない。従って、機器の大型化やコ
ストアップもなく、ノイズ源となるクロック信号も1本
のみで環境への影響も少ない。しかもデジタル転送によ
る安定したヘッド情報転送が可能となる。
Further, according to the third aspect of the present invention, information from a recording head can be serially output as a digital signal in synchronization with a clock used for transferring recording data. This eliminates the need to provide a D / A converter on the apparatus main body side, and does not increase the number of signal lines even if the amount of information to be transmitted increases. Therefore, there is no increase in size and cost of the device, and there is only one clock signal serving as a noise source, and there is little influence on the environment. Moreover, stable head information transfer by digital transfer becomes possible.

【0243】また、記録と同時に、データ転送時間を制
限することなく情報取得が可能となるので、記録の高速
化と、記録ヘッドから転送された情報を利用した細かな
制御が可能となる。
Also, at the same time as recording, information can be obtained without limiting the data transfer time, so that high-speed recording and fine control using information transferred from the recording head become possible.

【0244】また更に、本発明の第4の態様によれば、
記録動作のため第1の周波数のクロックに従って記録デ
ータをシフトレジスタに入力する一方、その第1の周波
数のクロックを分周して第2の周波数のクロックを生成
し、記録ヘッド内部の温度を検出する温度検出回路では
第2の周波数のクロックに従って、検出温度を示す信号
を出力するので、たとえ、記録動作のために記録データ
の入力速度が速くなっても、検出温度を示す信号の出力
は低く抑えられるので、温度検出のための回路の作動速
度が遅くても良いという効果がある。
Further, according to a fourth aspect of the present invention,
While the recording data is input to the shift register in accordance with the clock of the first frequency for the recording operation, the clock of the first frequency is divided to generate the clock of the second frequency, and the temperature inside the recording head is detected. Since the temperature detection circuit outputs a signal indicating the detected temperature in accordance with the clock of the second frequency, the output of the signal indicating the detected temperature is low even if the input speed of the recording data is increased due to the recording operation. Since it is suppressed, the operation speed of the circuit for temperature detection may be slow.

【0245】これによって、温度検出のための回路を記
録データの高速転送に対応させて高速化する必要がな
く、その高速化のために必要なコストを抑えることがで
きる。
As a result, it is not necessary to increase the speed of the circuit for detecting the temperature in correspondence with the high-speed transfer of the recording data, and it is possible to suppress the cost required for the increase in the speed.

【0246】従って、コストをかけない記録ヘッドの温
度制御と記録データの高速転送の両立が可能となる。
Therefore, it is possible to achieve both the temperature control of the recording head and the high-speed transfer of the recording data without increasing the cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の代表的な実施形態であるインクジェッ
トプリンタIJRAの構成の概要を示す外観斜視図であ
る。
FIG. 1 is an external perspective view showing an outline of a configuration of an inkjet printer IJRA which is a typical embodiment of the present invention.

【図2】インクジェットプリンタIJRAの制御回路の
構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control circuit of the inkjet printer IJRA.

【図3】インクタンクとヘッドとが分離可能なインクカ
ートリッジIJCの構成を示す外観斜視図である。
FIG. 3 is an external perspective view illustrating a configuration of an ink cartridge IJC in which an ink tank and a head are separable.

【図4】第1の実施形態の記録ヘッド基板の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a printhead substrate according to the first embodiment.

【図5】素子ブロックの回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of an element block.

【図6】A/D変換器と素子ブロックの関係を示すブロ
ック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a relationship between an A / D converter and element blocks.

【図7】変形例のA/D変換器と素子ブロックと不揮発
性メモリとの関係ブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a relationship between an A / D converter, an element block, and a nonvolatile memory according to a modified example.

【図8】従来例を説明する記録ヘッド基板のブロック図
である。
FIG. 8 is a block diagram of a recording head substrate for explaining a conventional example.

【図9】A/D変換器の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an A / D converter.

【図10】図9に示す回路の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
FIG. 10 is a timing chart for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 9;

【図11】温度状態、ヒータ抵抗値、トランジスタON
抵抗値がある一定の範囲内で変化したときのそれに対応
するヒートトパルス幅を決定するためのテーブルを示す
図である。
FIG. 11 shows a temperature state, a heater resistance value, and a transistor ON.
FIG. 9 is a diagram illustrating a table for determining a heated pulse width corresponding to a change in the resistance value within a certain range.

【図12】同一基板上に形成された記録ヘッドの回路構
成を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a circuit configuration of a recording head formed on the same substrate.

【図13】図12に示す記録ヘッドに入出力される各種
信号のタイムチャートである。
13 is a time chart of various signals input / output to / from the recording head shown in FIG.

【図14】シフトレジスタ1つ1つの内部構成を示す回
路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing an internal configuration of each shift register.

【図15】ROM1114各々の内部構成を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing an internal configuration of each of ROMs 1114.

【図16】第2の実施形態の記録ヘッドIJHに実装さ
れる回路基板の構成を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a circuit board mounted on a printhead IJH according to a second embodiment.

【図17】シフトレジスタ(S/R)1156の構成を
示す回路図である。
FIG. 17 is a circuit diagram showing a configuration of a shift register (S / R) 1156.

【図18】ラッチ回路(Latch)1154の構成を
示す回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration of a latch circuit (Latch) 1154.

【図19】1つのシフトレジスタ(S/R0〜9)11
07′の構成を示す回路図である。
FIG. 19 shows one shift register (S / R0 to 9) 11
It is a circuit diagram which shows the structure of 07 '.

【図20】スタータ回路1140の構成を示す回路図で
ある。
FIG. 20 is a circuit diagram showing a configuration of a starter circuit 1140.

【図21】ROM1114′の構成を示す回路図であ
る。
FIG. 21 is a circuit diagram showing a configuration of a ROM 1114 '.

【図22】記録ヘッドの動作に係る種々の制御信号を示
すタイムチャートである。
FIG. 22 is a time chart showing various control signals related to the operation of the recording head.

【図23】記録ヘッドIJHに実装される回路基板の変
形例の構成を示す図である。
FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of a modified example of the circuit board mounted on the recording head IJH.

【図24】第3の実施形態の記録ヘッドとヘッド制御部
との接続を示すブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram illustrating a connection between a recording head and a head control unit according to the third embodiment.

【図25】記録データを転送する際のタイミングチャー
トである。
FIG. 25 is a timing chart when transferring print data.

【図26】コンパレータの動作フローチャートである。FIG. 26 is an operation flowchart of the comparator.

【図27】ヒューズROMの動作フローチャートであ
る。
FIG. 27 is an operation flowchart of the fuse ROM.

【図28】記録データと共に記録ヘッド情報を送信する
際のタイミングチャートである。
FIG. 28 is a timing chart when print head information is transmitted together with print data.

【図29】第4の実施形態の記録ヘッドIJHの回路基
板表面の模式図である。
FIG. 29 is a schematic diagram of a circuit board surface of a printhead IJH of a fourth embodiment.

【図30】記録ヘッドの回路基板に実装される回路の構
成を示すブロック図である。
FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration of a circuit mounted on a circuit board of a printhead.

【図31】図30に示す回路で扱う種々の信号のタイム
チャートである。
FIG. 31 is a time chart of various signals handled by the circuit shown in FIG. 30;

【図32】記録ヘッドの回路構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 32 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a recording head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 半導体基板 102 ヒータアレイ 120 素子ブロック 130 A/D変換回路 140 判定回路ブロック 1101、1103、1153、1155、1157、
1316〜1319、1358 入力パッド 1115、1137 出力パッド 1102、1120〜1123 インバータ 1107、1107′、1156 シフトレジスタ 1114、1114′ ROM 1116〜1119 入力ノード 1124 定電圧源 1125〜1129 抵抗 1130〜1133 アナログスイッチ 1135 コンパレータ 1138 記憶素子 1139 ORゲート 1140 スタータ回路 1150 ヒータ 1151 スイッチ 1152 AND回路 1154 ラッチ回路 1260〜1263 ORゲート 2000 分周回路(DV) 2001 回路基板 2002 ヒータ列 2003 論理回路部 2004 コンタクトパッド列 2005 温度検出回路部 2101 シフトレジスタ(SR) 2102 ラッチ回路(LT) 2103 ヒータ(HT) 2104 基準電圧発生部(RF) 2105 切換回路(SW) 2106 比較器(CP) 2107 温度検出センサ(DT) 9000 記録ヘッドの半導体基板 9001 シフトレジスタ 9002 駆動ロジック 9003 ノズル 9004 温度検出部 9005 コンパレータ 9006 ヒューズROM
Reference Signs List 101 semiconductor substrate 102 heater array 120 element block 130 A / D conversion circuit 140 determination circuit block 1101, 1103, 1153, 1155, 1157,
1316 to 1319, 1358 Input pad 1115, 1137 Output pad 1102, 1120 to 1123 Inverter 1107, 1107 ', 1156 Shift register 1114, 1114' ROM 1116 to 1119 Input node 1124 Constant voltage source 1125 to 1129 Resistance 1130 to 1133 Analog switch 1135 Comparator 1138 Storage element 1139 OR gate 1140 Starter circuit 1150 Heater 1151 Switch 1152 AND circuit 1154 Latch circuit 1260-1263 OR gate 2000 Divider circuit (DV) 2001 Circuit board 2002 Heater row 2003 Logic circuit section 2004 Contact pad row 2005 Temperature detection circuit Section 2101 shift register (SR) 2102 latch circuit (LT) 2103 (HT) 2104 Reference voltage generator (RF) 2105 Switching circuit (SW) 2106 Comparator (CP) 2107 Temperature detection sensor (DT) 9000 Recording head semiconductor substrate 9001 Shift register 9002 Drive logic 9003 Nozzle 9004 Temperature detector 9005 Comparator 9006 Fuse ROM

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 貴 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 太田 和樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2C056 EA23 EA24 EB07 EB29 EB30 EC28 FA03 HA05 HA09 HA51 2C057 AF34 AF82 AG46 AG83 AK02 AK05 AK09 AL11 AL25 AR14 AR20 BA03 BA13  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Takashi Yoshida 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Kazuki Ota 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon F term (reference) 2C056 EA23 EA24 EB07 EB29 EB30 EC28 FA03 HA05 HA09 HA51 2C057 AF34 AF82 AG46 AG83 AK02 AK05 AK09 AL11 AL25 AR14 AR20 BA03 BA13

Claims (43)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを吐出するために利用される熱エ
ネルギーを発生するための電気熱変換素子と該電気熱変
換素子を駆動するための駆動回路とが同一の素子基体上
に設けられた記録ヘッドであって、 前記素子基体の状態を検知しアナログ出力を行なうセン
サと、 前記センサのアナログ出力をデジタル値に変換するA/
D変換器とを有し、 前記センサと前記A/D変換器とが前記素子基体上に設
けられていることを特徴とする記録ヘッド。
1. A recording apparatus in which an electrothermal conversion element for generating thermal energy used for discharging ink and a drive circuit for driving the electrothermal conversion element are provided on the same element base. A head for detecting a state of the element base and outputting an analog output; and an A / A for converting the analog output of the sensor to a digital value.
A recording head, comprising: a D converter; wherein the sensor and the A / D converter are provided on the element substrate.
【請求項2】 前記駆動回路は、 前記電気熱変換体を駆動するパワートランジスタと、 前記パワートランジスタを駆動するための記録データを
一時的に格納するシフトレジスタと、 前記シフトレジスタに格納された記録データをラッチす
るラッチ回路とを含むことを特徴とする請求項1に記載
の記録ヘッド。
2. The drive circuit, comprising: a power transistor for driving the electrothermal transducer; a shift register for temporarily storing recording data for driving the power transistor; and a recording stored in the shift register. 2. The recording head according to claim 1, further comprising a latch circuit for latching data.
【請求項3】 前記素子基体の状態とは、前記素子基体
の温度、前記電気熱変換体の抵抗値、前記パワートラン
ジスタのON抵抗値の少なくとも1つを含むことを特徴
とする請求項2に記載の記録ヘッド。
3. The device according to claim 2, wherein the state of the element substrate includes at least one of a temperature of the element substrate, a resistance value of the electrothermal transducer, and an ON resistance value of the power transistor. The recording head as described.
【請求項4】 前記センサは、前記素子基体の温度を検
知するための温度特性が既知のp−n接合ダイオード、
前記電気熱変換体の抵抗値を検知するために前記電気熱
変換体と同一材料、同一プロセスで形成された抵抗、前
記パワートランジスタのON抵抗を検知するために前記
パワートランジスタと同一の導伝型で、同一プロセスで
形成されたトランジスタで構成されていることを特徴と
する請求項3に記載の記録ヘッド。
4. The sensor according to claim 1, wherein the sensor has a known pn junction diode having a known temperature characteristic for detecting a temperature of the element substrate.
The same material as the electrothermal converter to detect the resistance value of the electrothermal converter, a resistor formed by the same process, and the same conductive type as the power transistor to detect the ON resistance of the power transistor 4. The recording head according to claim 3, wherein the recording head comprises transistors formed by the same process.
【請求項5】 前記電気熱変換体の抵抗値を表すデジタ
ル情報と、前記パワートランジスタのON抵抗を表すデ
ジタル情報とを格納する不揮発性メモリをさらに、前記
素子基体上に備えることを特徴とする請求項4に記載の
記録ヘッド。
5. A nonvolatile memory for storing digital information representing a resistance value of the electrothermal transducer and digital information representing an ON resistance of the power transistor, further comprising a nonvolatile memory on the element base. The recording head according to claim 4.
【請求項6】 前記不揮発性メモリは、EPROM、E
EPROM、フューズ式ROMの少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項5に記載の記録ヘッド。
6. The nonvolatile memory according to claim 1, wherein the nonvolatile memory is an EPROM,
6. The recording head according to claim 5, comprising at least one of an EPROM and a fuse ROM.
【請求項7】 前記不揮発性メモリには、工場出荷時に
測定された前記電気熱変換体の抵抗値を表すデジタル情
報と前記パワートランジスタのON抵抗を表すデジタル
情報とを格納することを特徴とする請求項5に記載の記
録ヘッド。
7. The nonvolatile memory stores digital information indicating a resistance value of the electrothermal transducer measured at the time of shipment from a factory and digital information indicating an ON resistance of the power transistor. The recording head according to claim 5.
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれかに記載の記録
ヘッドを用いて記録を行なう記録装置であって、 前記センサから出力されデジタル値に変換された情報を
受信して、前記デジタル情報に基づいて、前記記録ヘッ
ドの駆動制御を行なう制御手段を有することを特徴とす
る記録装置。
8. A recording apparatus for performing recording using the recording head according to claim 1, wherein the digital information is output from the sensor and converted to a digital value. And a control unit for controlling the driving of the printhead based on the control.
【請求項9】 請求項1乃至7のいずれかに記載の記録
ヘッドと、 前記記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタン
クとを有することを特徴とするヘッドカートリッジ。
9. A head cartridge, comprising: the recording head according to claim 1; and an ink tank that stores ink to be supplied to the recording head.
【請求項10】 インクを吐出するために利用される熱
エネルギーを発生するための電気熱変換素子と該電気熱
変換素子を駆動するための駆動回路とが同一の素子基体
上に設けられた記録ヘッド素子基板であって、 前記基板の状態を検知しアナログ出力を行なうセンサ
と、 前記センサのアナログ出力をデジタル値に変換するA/
D変換器とを有し、 前記センサと前記A/D変換器とが前記基板上に設けら
れていることを特徴とする記録ヘッド素子基板。
10. A recording apparatus in which an electrothermal transducer for generating thermal energy used for discharging ink and a drive circuit for driving the electrothermal transducer are provided on the same element substrate. A head element substrate, a sensor for detecting a state of the substrate and outputting an analog output, and an A / A for converting an analog output of the sensor into a digital value
A recording head element substrate, comprising: a D converter; wherein the sensor and the A / D converter are provided on the substrate.
【請求項11】 前記駆動回路は、 前記電気熱変換体を駆動するパワートランジスタと、 前記パワートランジスタを駆動するための記録データを
一時的に格納するシフトレジスタと、 前記シフトレジスタに格納された記録データをラッチす
るラッチ回路とを含むことを特徴とする請求項10に記
載の記録ヘッド素子基板。
11. The driving circuit, comprising: a power transistor for driving the electrothermal transducer; a shift register for temporarily storing recording data for driving the power transistor; and a recording stored in the shift register. 11. The printhead element substrate according to claim 10, further comprising a latch circuit for latching data.
【請求項12】 前記基板の状態とは、前記基板の温
度、前記電気熱変換体の抵抗値、前記パワートランジス
タのON抵抗値の少なくとも1つを含むことを特徴とす
る請求項11に記載の記録ヘッド素子基板。
12. The substrate according to claim 11, wherein the state of the substrate includes at least one of a temperature of the substrate, a resistance value of the electrothermal converter, and an ON resistance value of the power transistor. Printhead element substrate.
【請求項13】 前記センサは、前記基板の温度を検知
するための温度特性が既知のp−n接合ダイオード、前
記電気熱変換体の抵抗値を検知するために前記電気熱変
換体と同一材料、同一プロセスで形成された抵抗、前記
パワートランジスタのON抵抗を検知するために前記パ
ワートランジスタと同一の導伝型で、同一プロセスで形
成されたトランジスタで構成されていることを特徴とす
る請求項12に記載の記録ヘッド素子基板。
13. The sensor is a pn junction diode having a known temperature characteristic for detecting the temperature of the substrate, and the same material as the electrothermal converter for detecting a resistance value of the electrothermal converter. And a transistor formed of the same conductive type as that of the power transistor and formed of the same process to detect the resistance formed by the same process and the ON resistance of the power transistor. 13. The printhead element substrate according to item 12.
【請求項14】 前記電気熱変換体の抵抗値を表すデジ
タル情報と、前記パワートランジスタのON抵抗を表す
デジタル情報とを格納する不揮発性メモリをさらに、前
記基板上に備えることを特徴とする請求項13に記載の
記録ヘッド素子基板。
14. A non-volatile memory for storing digital information indicating a resistance value of the electrothermal transducer and digital information indicating an ON resistance of the power transistor, further comprising: a non-volatile memory on the substrate. Item 14. A recording head element substrate according to item 13.
【請求項15】 前記不揮発性メモリは、EPROM、
EEPROM、フューズ式ROMの少なくとも1つを含
むことを特徴とする請求項14に記載の記録ヘッド素子
基板。
15. The nonvolatile memory according to claim 1, wherein the nonvolatile memory is an EPROM,
15. The printhead element substrate according to claim 14, comprising at least one of an EEPROM and a fuse ROM.
【請求項16】 前記不揮発性メモリには、工場出荷時
に測定された前記電気熱変換体の抵抗値を表すデジタル
情報と前記パワートランジスタのON抵抗を表すデジタ
ル情報とを格納することを特徴とする請求項14に記載
の記録ヘッド素子基板。
16. The nonvolatile memory stores digital information indicating a resistance value of the electrothermal transducer measured at the time of shipment from a factory and digital information indicating an ON resistance of the power transistor. The printhead element substrate according to claim 14.
【請求項17】 インクジェット方式に従ってインクを
吐出して記録を行う記録ヘッドであって、 インクを吐出する複数の記録素子の記録特性を格納した
メモリと、 アナログ信号をデジタルデータに変換して出力する変換
回路と、 前記複数の記録素子を入力される記録信号に従って駆動
する駆動回路とを有し、 前記メモリからの記録特性の読み出しを前記記録信号を
入力するために用いるクロック信号とラッチ信号とを利
用して行い、 さらに、前記変換回路からのデジタル信号の出力を前記
クロック信号を利用して行うことを特徴とする記録ヘッ
ド。
17. A recording head for performing recording by discharging ink according to an ink jet method, comprising: a memory storing recording characteristics of a plurality of recording elements for discharging ink; and converting an analog signal into digital data and outputting the digital data. A conversion circuit; and a drive circuit that drives the plurality of print elements in accordance with a print signal input thereto. And a digital signal output from the conversion circuit using the clock signal.
【請求項18】 前記駆動回路が駆動する複数の記録素
子各々は、 ヒータと、 前記ヒータに対する通電のオン/オフを制御するスイッ
チと、 前記ヒータからの発熱によって加熱されるインクを吐出
する吐出ノズルとを含むことを特徴とする請求項17に
記載の記録ヘッド。
18. Each of a plurality of printing elements driven by the drive circuit includes a heater, a switch for controlling on / off of energization of the heater, and a discharge nozzle for discharging ink heated by heat generated from the heater. 18. The recording head according to claim 17, comprising:
【請求項19】 前記駆動回路は、シフトレジスタとラ
ッチ回路とを有することを特徴とする請求項18に記載
の記録ヘッド。
19. The recording head according to claim 18, wherein said drive circuit has a shift register and a latch circuit.
【請求項20】 前記駆動回路は、 前記ヒータに対してヒートパルス信号を入力する第1の
入力パッドと、 前記シフトレジスタに記録信号を入力する第2の入力パ
ッドと、 前記クロック信号を入力する第3の入力パッドと、 前記ラッチ回路に対するラッチ信号を入力する第4の入
力パッドとを有することを特徴とする請求項19に記載
の記録ヘッド。
20. The drive circuit, comprising: a first input pad for inputting a heat pulse signal to the heater; a second input pad for inputting a recording signal to the shift register; and inputting the clock signal. 20. The recording head according to claim 19, further comprising: a third input pad; and a fourth input pad for inputting a latch signal to the latch circuit.
【請求項21】 前記メモリは、 複数のROMと、 前記複数のROM各々に1対1に対応した複数のシフト
レジスタとを含み、 前記第3の入力パッドから入力される前記クロック信号
に従って、前記複数のシフトレジスタから前記複数のR
OM各々に読み出し信号を出力し、前記複数のROM各
々に格納された情報をシリアルに出力することを特徴と
する請求項20に記載の記録ヘッド。
21. The memory, comprising: a plurality of ROMs; and a plurality of shift registers corresponding to the plurality of ROMs in a one-to-one correspondence, and according to the clock signal input from the third input pad. A plurality of shift registers;
21. The recording head according to claim 20, wherein a read signal is output to each of the OMs, and information stored in each of the plurality of ROMs is serially output.
【請求項22】 前記変換回路は、前記複数のシフトレ
ジスタから出力される前記読み出し信号を入力してアナ
ログ/デジタル変換を行うための閾値信号を発生するこ
とを特徴とする請求項21に記載の記録ヘッド。
22. The conversion circuit according to claim 21, wherein the conversion circuit receives the read signals output from the plurality of shift registers and generates a threshold signal for performing analog / digital conversion. Recording head.
【請求項23】 前記変換回路は、前記複数のシフトレ
ジスタから出力される前記読み出し信号の周波数を低減
する低減回路を有することを特徴とする請求項22に記
載の記録ヘッド。
23. The recording head according to claim 22, wherein the conversion circuit includes a reduction circuit for reducing a frequency of the read signal output from the plurality of shift registers.
【請求項24】 前記変換回路は、前記低減回路によっ
て低減された周波数に従って、前記アナログ信号に対す
るアナログ/デジタル変換を行うことを特徴とする請求
項23に記載の記録ヘッド。
24. The recording head according to claim 23, wherein the conversion circuit performs analog / digital conversion on the analog signal according to the frequency reduced by the reduction circuit.
【請求項25】 前記アナログ信号は、記録ヘッドの内
部温度を測定する温度センサからの出力であることを特
徴とする請求項17に記載の記録ヘッド。
25. The printhead according to claim 17, wherein the analog signal is an output from a temperature sensor that measures an internal temperature of the printhead.
【請求項26】 請求項17乃至25のいずれかに記載
の記録ヘッドを用いた記録装置。
26. A recording apparatus using the recording head according to claim 17.
【請求項27】 入力された記録信号に従って記録を行
う記録ヘッドであって、 前記記録ヘッドに関する情報を格納した不揮発性メモリ
と、 前記メモリに格納された情報を、前記記録信号を入力す
るために用いるクロック信号とラッチ信号とを利用し
て、前記記録信号の入力される期間内にシリアル形式で
外部に出力する出力手段とを備えていることを特徴とす
る記録ヘッド。
27. A printhead that performs printing in accordance with an input print signal, comprising: a non-volatile memory storing information regarding the printhead; and information stored in the memory for inputting the print signal. A printhead comprising: output means for outputting a serial signal to an external device within a period in which the print signal is input, using a clock signal and a latch signal to be used.
【請求項28】 前記記録ヘッドの状態に関する情報を
デジタルデータに変換し、変換されたデジタルデータ
を、前記記録信号を入力するために用いるクロック信号
とラッチ信号とを利用して、前記記録信号の入力される
期間内にシリアル形式で外部に出力する変換手段を更に
備えていることを特徴とする請求項27に記載の記録ヘ
ッド。
28. Converting information relating to the state of the recording head into digital data, and converting the converted digital data using a clock signal and a latch signal used to input the recording signal, 28. The recording head according to claim 27, further comprising a conversion unit that outputs the data to the outside in a serial format within the input period.
【請求項29】 前記不揮発性メモリは、前記記録ヘッ
ドの識別情報を格納することを特徴とする請求項27ま
たは28に記載の記録ヘッド。
29. The recording head according to claim 27, wherein the non-volatile memory stores identification information of the recording head.
【請求項30】 前記不揮発性メモリは、EPROM、
EEPROM、フューズ式ROMの少なくとも1つを含
むことを特徴とする請求項27乃至29のいずれかに記
載の記録ヘッド。
30. The nonvolatile memory, comprising: an EPROM;
30. The recording head according to claim 27, comprising at least one of an EEPROM and a fuse ROM.
【請求項31】 前記出力手段は、前記クロック信号に
同期して前記メモリに格納された情報を1ビットずつ出
力することを特徴とする請求項27乃至30のいずれか
に記載の記録ヘッド。
31. A recording head according to claim 27, wherein said output means outputs information stored in said memory bit by bit in synchronization with said clock signal.
【請求項32】 前記記録ヘッドは、インクを吐出して
記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴
とする請求項27乃至31のいずれかに記載の記録ヘッ
ド。
32. The recording head according to claim 27, wherein the recording head is an ink jet recording head that performs recording by discharging ink.
【請求項33】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利
用してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに
与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換
体を備えていることを特徴とする請求項32に記載の記
録ヘッド。
33. The recording head, which ejects ink using thermal energy, comprises a thermal energy converter for generating thermal energy to be applied to the ink. Item 33. The recording head according to item 32.
【請求項34】 前記記録ヘッドの状態に関する情報
は、前記熱エネルギー変換体の設けられた部分の温度に
関する情報であることを特徴とする請求項33に記載の
記録ヘッド。
34. The printhead according to claim 33, wherein the information on the state of the printhead is information on a temperature of a portion where the thermal energy converter is provided.
【請求項35】 請求項27乃至34のいずれかに記載
の記録ヘッドを用いた記録装置。
35. A recording apparatus using the recording head according to claim 27.
【請求項36】 温度情報を記録データの入力に従って
出力することができる記録ヘッドであって、 第1の周波数のクロックに従って記録データを入力する
シフトレジスタと、 前記記録データに従って通電され発熱するヒータと、 記録ヘッド内部の温度を検出する温度検出回路と、 前記第1の周波数のクロックを分周して第2の周波数の
クロックを生成する分周回路とを有し、 前記温度検出回路は前記第2の周波数のクロックに従っ
て、検出温度を示す信号を出力することを特徴とする記
録ヘッド。
36. A print head capable of outputting temperature information in accordance with input of print data, comprising: a shift register for inputting print data in accordance with a clock of a first frequency; A temperature detecting circuit for detecting a temperature inside the recording head; and a frequency dividing circuit for dividing a frequency of the clock of the first frequency to generate a clock of a second frequency. 2. A recording head which outputs a signal indicating a detected temperature in accordance with a clock having a frequency of 2.
【請求項37】 前記温度検出回路は、 温度センサと、 基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、 前記第2の周波数のクロックに従って、前記基準電圧を
変化させる切換回路と、 前記温度センサからの出力電圧と前記切換回路からの基
準電圧とを比較し、該比較結果を前記検出温度を示す信
号として出力する比較回路とを有することを特徴とする
請求項36に記載の記録ヘッド。
37. The temperature detection circuit, comprising: a temperature sensor; a reference voltage generation circuit that generates a reference voltage; a switching circuit that changes the reference voltage in accordance with a clock of the second frequency; 37. The recording head according to claim 36, further comprising: a comparison circuit that compares an output voltage with a reference voltage from the switching circuit and outputs the comparison result as a signal indicating the detected temperature.
【請求項38】 前記分周回路は、前記第1の周波数の
クロックを2分周することを特徴とする請求項36に記
載の記録ヘッド。
38. The recording head according to claim 36, wherein the frequency dividing circuit divides the clock of the first frequency by two.
【請求項39】 前記シフトレジスタに格納された記録
データをラッチするラッチ回路をさらに有することを特
徴とする請求項36に記載の記録ヘッド。
39. The print head according to claim 36, further comprising a latch circuit for latching print data stored in the shift register.
【請求項40】 前記記録ヘッドは、インクを吐出して
記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴
とする請求項36に記載の記録ヘッド。
40. The recording head according to claim 36, wherein the recording head is an inkjet recording head that performs recording by discharging ink.
【請求項41】 前記インクジェット記録ヘッドは、熱
エネルギーを利用してインクを吐出するために、インク
に与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変
換体を備えていることを特徴とする請求項40に記載の
記録ヘッド。
41. The ink jet recording head according to claim 40, further comprising a thermal energy converter for generating thermal energy to be applied to the ink in order to discharge the ink using thermal energy. A recording head according to claim 1.
【請求項42】 請求項36乃至41のいずれかに記載
の記録ヘッドを用いた記録装置。
42. A recording apparatus using the recording head according to claim 36.
【請求項43】 請求項17、27および36のいずれ
かに記載の記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給するイ
ンクを貯留するインクタンクとを有する記録カートリッ
ジ。
43. A recording cartridge comprising the recording head according to claim 17, and an ink tank for storing ink to be supplied to the recording head.
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