JP2004066601A - Recording head and recorder employing it - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置に関し、特に、例えば、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式に従った記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
熱エネルギーを利用して記録を行うインクジェット方式に従う記録ヘッドは、インク液滴を吐出する吐出口に連通する部位に発熱素子を設け、この発熱素子に数μ秒程度の間通電することにより、インク中に気泡を発生させ、インク液滴を吐出し記録を行なう。このような記録ヘッドは、多数の吐出口及び発熱素子を高密度に配置することが容易であり、これにより、高精細な記録画像を行うことができる。
【0003】
さて、このような記録ヘッドの全ての発熱素子を同時に駆動すると、瞬時に流れる電流が大きくなってしまうので、通常は、数10乃至数100の発熱素子を複数のブロックに分け、ブロック毎の駆動のタイミングを僅かに異ならせることにより、瞬時に流れる電流を低く押えるようにしている。このような駆動は、時分割駆動と呼ばれている。
【0004】
また、多数の発熱素子を駆動するにあたり、記録ヘッドに発熱素子の駆動回路を内蔵し、記録ヘッドとこれを搭載する記録装置との間の配線数が多くならないようにしている。この駆動回路には発熱素子の基板を内蔵するのでSi(シリコン)ウエハが広く用いられている。
【0005】
この駆動回路の構成には、様々なものがあるが、その代表的な構成は以下のようなものである。
【0006】
記録ヘッドの各発熱素子は、各発熱素子のブロック番号を示すブロック制御信号とブロック制御信号に対応した記録信号により制御される。ここでいうブロック番号をエンコードしたものがブロック制御信号である。また、全発熱素子数を総ブロック番号数で除算した値が、同時駆動できる発熱素子数である。従って、1画素1ビットの情報で記録を行なうならば、同時駆動発熱素子数が一度に入力されるべき記録信号のビット数となる。
【0007】
このような駆動制御を行なうためには、駆動回路に発熱素子の数と等しい数のゲートやトランジスタを備え、入力記録信号とブロック制御信号のビット数分のシフトレジスタとラッチ回路を設ける。そして、記録信号とブロック制御信号から構成される1連のシリアルデータを、記録装置よりそのシフトレジスタにシリアル転送して、これをラッチし、ラッチされたブロック制御信号のデコード結果とラッチされた記録信号とブロック毎に与えられる駆動信号とを用い、トランジスタに1対1に対応するゲートを介してトランジスタを駆動する。
【0008】
なお、発熱素子に通電するトランジスタとしてはバイポーラトランジスタ、MOS−FETの何れでも良い。
【0009】
一方、記録装置から転送されるシリアルデータは、ラッチ信号のみに応答してラッチ回路にそのデータがラッチされ、そのラッチしたシリアルデータと発熱素子のブロック毎に与えられる駆動信号とによって、対応する発熱素子を駆動するので、シリアルデータの転送タイミングと発熱素子の駆動タイミングとが時間的に重複できるように構成されている。
【0010】
また、カラー記録を行なう場合、記録ヘッドとこれを搭載する記録装置との間の配線数を削減するため、ブラックインクを吐出させるためのブラック成分の記録信号とシアンインクを吐出させるためのシアン成分の記録信号とマゼンタインクを吐出させるためのマゼンタ成分の記録信号とイエロインクを吐出させるためのイエロ成分の記録信号に対するラッチ信号を共通に使用している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例の駆動回路では、以下のような問題がある。
【0012】
例えば、記録ヘッドの記録解像度がインク間で異なると、ラッチ信号がアクティブである間に発熱素子の駆動信号をアクティブにして使用する場合、ラッチしようとするシリアルデータが、ラッチされているシリアルデータと同一でなければならないので、同じシリアルデータを記録装置から転送しなけければならない。これを実現するためには記録装置側でシリアルデータを転送する回路の構成が複雑になる事や、発熱素子の駆動信号による駆動電流のオンとオフ間の電流変化によって、ラッチ信号やシリアルデータにノイズが重畳し、誤動作が懸念されるといった問題があった。
【0013】
本発明は上記従来例とのその問題点に鑑みてなされたものであり、記録装置側の構成を複雑にすることなく、記録ヘッドの記録解像度を異ならせることが可能であり、かつ動作信頼性の高い記録ヘッドとその記録ヘッドを用いた記録装置を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の記録ヘッドは以下の構成からなる。
【0015】
即ち、(M1×N)個の第1群の記録素子と、(M2×N)個の第2群の記録素子と、前記第1群の記録素子をM1個ずつN個のブロックに分割して時分割駆動する第1の駆動回路と、前記第2群の記録素子をM2個ずつN個のブロックに分割して時分割駆動する第2の駆動回路と、M1ビットの画像信号を格納するM1ビットシフトレジスタと、M2ビットの画像信号を格納するM2ビットシフトレジスタと、入力ラッチ信号に従って前記M1ビットシフトレジスタに格納された前記M1ビットの画像信号をラッチするM1ビットラッチ回路と、前記入力ラッチ信号に従って前記M2ビットシフトレジスタに格納された前記M2ビットの画像信号をラッチするM2ビットラッチ回路とを有し、M1>M2であり、前記第1の駆動回路は、第1のブロック選択信号と、前記M1ビットラッチ回路にラッチされた前記M1ビットの画像信号と第1のイネーブル信号とに基づいて生成される第1の駆動信号とに基づいて、前記第1群の記録素子を時分割駆動し、前記第2の駆動回路は、第2のブロック選択信号と、前記M2ビットラッチ回路にラッチされた前記M2ビットの画像信号と第2のイネーブル信号とに基づいて生成される第2の駆動信号とに基づいて、前記第2群の記録素子を時分割駆動し、前記M1ビットラッチ回路は、前記ラッチ信号と前記第1のイネーブル信号が互いに対して逆論理のレベルにあるときにラッチ動作を行い、前記M2ビットラッチ回路は、前記ラッチ信号と前記第2のイネーブル信号が互いに対して逆論理のレベルにあるときにラッチ動作を行うことを特徴とする記録ヘッドを備える。
【0016】
なお、M1とM2の比は2:1であることが好ましい。
【0017】
そして、M1ビットの画像信号と第1のブロック選択信号とはシリアルに第1のデータ信号として、M2ビットの画像信号と第2のブロック選択信号とはシリアルに第2のデータ信号として、別々に入力されることが望ましい。
【0018】
さて、前記第1の駆動回路は、第1のブロック選択信号からN個のブロックの内の1つを選択する第1の選択信号を生成する第1のデコーダと、第1の選択信号と第1の駆動信号との論理積を演算する(M1×N)個のAND回路と、これらAND回路の出力に従って第1群の記録素子を駆動する(M1×N)個のトランジスタとを含むように構成することが望ましい。
【0019】
同様に、前記第2の駆動回路は、第2のブロック選択信号からN個のブロックの内の1つを選択する第2の選択信号を生成する第2のデコーダと、第2の選択信号と第2の駆動信号との論理積を演算する(M2×N)個のAND回路と、これらAND回路の出力に従って第2群の記録素子を駆動する(M2×N)個のトランジスタとを含むように構成することが望ましい。
【0020】
なお、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が望ましく、その場合には、その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電気熱変換体を備えていることが好ましい。
【0021】
また他の発明によれば、上記の構成をもつ記録ヘッドを用いた記録装置を備える。
【0022】
さらに、この記録装置に第1及び第2のイネーブル信号のオン/オフタイミングを制御する制御手段や、第1及び第2のイネーブル信号の論理レベルの変化がラッチ信号によるラッチ動作や第1及び第2のデータ信号の転送と重ならないように信号供給を行なう信号供給手段をさらに備えることが望ましい。
【0023】
【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。
【0024】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録ヘッドを用いた記録装置を例に挙げて説明する。
【0025】
なお、この明細書において、「記録」(「プリント」という場合もある)とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【0026】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【0027】
さらに、「インク」(「液体」と言う場合もある)とは、上記「記録(プリント)」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理(例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化)に供され得る液体を表すものとする。
【0028】
<装置本体の概略説明>
図1は、本発明の代表的な実施の形態であるインクジェット記録装置(以下、記録装置という)IJRAの構成の概要を示す外観斜視図である。
【0029】
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5004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IJH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。5007,5008はフォトカプラで、キャリッジのレバー5006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、5015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。
【0030】
5017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。
【0031】
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。
【0032】
<制御構成の説明>
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。
【0033】
図2はプリンタIJRAの制御回路の構成を示すブロック図である。
【0034】
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MPU1701が実行する制御プログラムを格納するプログラムROM、1703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1708を搬送するためのキャリアモータ、1709は記録紙搬送のための搬送モータである。1705は記録ヘッドIJH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。
【0035】
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1704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1706、1707が駆動されると共に、ヘッドドライバ1705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。
【0036】
<記録ヘッドIJHの実施形態>
以下、上記構成の記録装置IJRAで用いられる記録ヘッドIJHの実施形態について説明する。
【0037】
なお、以下に説明する実施形態の記録ヘッドIJHは、ブラックインクを吐出するために128個の記録素子を有し、これらが16個づつ8つのブロック(分割数(N)が16)に分割され、各ブロックより1つずつの記録素子が選択されて(合計8個の記録素子)が同時駆動される(同時駆動記録素子数(M)が8)構成となっている。また、シアンインク、マゼンタインク、イエロインクの3色のカラーインクを吐出するために、それぞれ64個の記録素子を有し、16個づつ4つのブロック(分割数(N)が16)に分割され、各ブロックより1つずつの記録素子が選択されて(合計4個の記録素子)が同時駆動される(同時駆動記録素子数(M)が4)構成となっている。従って、記録ヘッドIJHはブラックインクによる記録のために128個、カラーインクによる記録のために192個、合計320個の記録素子が備えられている。
【0038】
図3はこの実施形態に従う記録ヘッドIJHのノズル構成を示すブロック図である。
【0039】
これらの記録素子を用いてインクを吐出するためのインク吐出ノズル(以下、ノズル)の構成には様々な構成が考えられるが、この実施形態では、図3に示すようにキャリッジ走査方向にシアンインク、マゼンタインク、イエロインクを夫々の吐出するためのノズル(Cノズル、Mノズル、Yノズル)が64個づつ3列、そして、ブラックインクを吐出するためのノズル(Bkノズル)が64個×2列、合計5列配列されている構成を考える。そして、ブラックインクを吐出するためのノズル列はそのノズル配列方向に半ピッチ分ずれて配置されている。
【0040】
従って、このようなノズル構成を用いた記録ヘッドではブラックインクによる記録はカラーインクによる記録の2倍の解像度で行なうことができる。例えば、ブラックインクによる白黒記録を行なう場合には、64個×2列のノズルを用いて高解像度による記録を行い、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、及びイエロインクによるカラー記録を行なう場合には夫々のインクに対して各1列、64個×4列のノズルを用いて全ての色に対して同じ解像度の記録を行なう。
【0041】
図4は、この実施形態に従う記録ヘッドIJHの駆動回路の構成を示すブロック図である。
【0042】
図4に示すように、ブラックインクによる記録のために128個の記録素子とカラーインクによる記録のために192個の記録素子とを駆動する駆動回路として夫々、駆動回路301、302が備えられている。
【0043】
そして、駆動回路302は、シアンインク、マゼンタインク、及びイエロインクによる記録のために夫々、64個の記録素子を駆動する駆動回路303、304、305から構成される。なお、駆動回路303〜305は、同じ回路構成をもつ。
【0044】
さて、このような駆動回路301、302の両方に対して、クロック信号(CK)とラッチ信号(LATCH)、電源電圧(VH)の供給線、及び接地電位(GH)とが接続される。
【0045】
図4において、DATA−BK、DATA−C、DATA−M、及びDATA−Yは夫々、カラー記録データ信号のブラック成分、シアン成分、マゼンタ成分、及びイエロ成分を示し、これらは夫々、駆動回路301、駆動回路303、駆動回路304、及び駆動回路305に入力される。また、ENB−BK及びENB−CLは夫々、ブラックインク及びカラーインクによる記録を行なうためのイネーブル信号であり、これらも夫々、駆動回路301、駆動回路303、駆動回路304、、及び駆動回路305に入力される。シアンインク、マゼンタインク、イエロインクによる記録を行なうためのイネーブル信号はENB−CLで示されているように共通である。
【0046】
従って、図4に示す構成によれば、電源電圧(VH)の供給線と接地電圧(GH)の信号線とを含めて、10本の信号線(DATA−BK/DATA−C/DATA−M/DATA−Y、CK、ENB−BK/ENB−CL、LATCH、VH、GH)が記録装置IJRAのヘッドドライバ1705から供給される。
【0047】
図5は駆動回路301の内部構成を示すブロック図である。
【0048】
図5に示されているカラー記録データ信号のブラック成分信号(DATA−BK)は、8画素分連続する8ビットの画像信号(D1BK〜D8BK)とこれに続く4ビットのブロック制御信号(B1BK〜B4BK)によって構成される。
【0049】
図5において、108はクロック信号(CK)に従ってブラック成分信号(DATA−BK)をシリアルに入力する4ビットシフトレジスタ、105はクロック信号(CK)に従ってシフトレジスタ108からシフト出力される画像信号(D1BK〜D8BK)をシリアルに入力する8ビットシフトレジスタ、109はラッチ信号(LATCH)とイネーブル信号(ENB−BK)に従ってAND回路111により出力された信号(LT)により4ビットシフトレジスタ108に格納された4ビット分のブロック制御信号(B1BK〜B4BK)をラッチする4ビットラッチ回路、106はAND回路111からの出力信号(LT)に従って8ビットシフトレジスタ105に格納された8ビット分の画像信号(D1BK〜D8BK)をラッチする8ビットラッチ回路、107はイネーブル信号(ENB−BK)と8ビットラッチ回路106にラッチされた8ビットの画像信号の各ビットとの論理積を演算するAND回路107である。
【0050】
また、110は4ビットラッチ回路109にラッチされた4ビットのブロック制御信号(B1BK〜B4BK)を入力してデコードし、16ビットのブロック選択信号(N1BK〜N16BK)を発生する4→16デコーダ、H1BK〜H128BKは発熱素子、T1BK〜T128BKは発熱素子H1BK〜H128BKに通電するパワートランジスタ、A1BK〜A128BKはパワートランジスタT1BK〜T128BKに対応したAND回路である。
【0051】
AND回路A1BK〜A128BKは、AND回路107の出力信号(D1BK〜D8BK)と4→16デコーダ110から出力されるブロック選択信号(N1BK〜N16BK)との論理積を演算し、発熱素子の駆動タイミング及びパルス幅を定める。
【0052】
なお、図5に示す構成において、イネーブル信号(ENB−BK)は負論理で動作するようになっている。即ち、イネーブル信号(ENB−BK)が“ロー”レベルにあるときに発熱素子は駆動される。
【0053】
次に、カラーインクにより記録をするために記録素子を駆動する駆動回路について説明するが、上述のように3つの駆動回路は同じ回路構成なので、ここでは代表としてカラー記録データ信号のシアン成分信号(DATA−C)を入力する駆動回路303についてのみを説明する。
【0054】
図6は駆動回路303の構成を示すブロック図である。
【0055】
シアン成分信号(DATA−C)は、4画素分連続する4ビットの画像信号(D1C〜D4C)とこれに続く4ビットのブロック制御信号(B1C〜B4C)によって構成される。
【0056】
図6において、208はクロック信号(CK)に従ってシアン成分信号(DATA−C)をシリアルに入力する4ビットシフトレジスタ、205はクロック信号(CK)に従ってシフトレジスタ208からシフト出力される画像信号(D1C〜D8C)をシリアルに入力する4ビットシフトレジスタ、209はラッチ信号(LATCH)とイネーブル信号(ENB−BK)に従ってAND回路211により出力された信号(LT)により4ビットシフトレジスタ208に格納された4ビット分のブロック制御信号(B1C〜B4C)をラッチする4ビットラッチ回路、206はAND回路211からの出力信号(LT)に従って4ビットシフトレジスタ205に格納された4ビット分の画像信号(D1C〜D4C)をラッチする4ビットラッチ回路、207はイネーブル信号(ENB−BK)と4ビットラッチ回路206にラッチされた4ビットの画像信号の各ビットとの論理積を演算するAND回路207である。
【0057】
また、210は4ビットラッチ回路209にラッチされた4ビットのブロック制御信号(B1C〜B4C)を入力してデコードし、16ビットのブロック選択信号(N1C〜N16C)を発生する4→16デコーダ、H1C〜H64Cは発熱素子、T1C〜T64Cは発熱素子H1C〜H64Cに通電するパワートランジスタ、A1C〜A64CはパワートランジスタT1C〜T64Cに対応したAND回路である。
【0058】
AND回路A1C〜A64Cは、AND回路207の出力信号(D1C〜D4C)と4→16デコーダ210から出力されるブロック選択信号(N1C〜N16C)との論理積を演算し、発熱素子の駆動タイミング及びパルス幅を定める。
【0059】
なお、図6に示す構成においても、イネーブル信号(ENB−CL)は負論理で動作するようになっている。即ち、イネーブル信号(ENB−CL)が“ロー”レベルにあるときに発熱素子は駆動される。
【0060】
図7は、図5と図6に夫々示した駆動回路301と303の駆動タイミングを示すタイムチャートである。
【0061】
図7において、401〜405と406〜410は夫々、ブラック成分信号(DATA−BK)とシアン成分信号(DATA−C)の信号列であり、イネーブル信号(ENB−BK)とイネーブル信号(ENB−CL)の制御により、信号列401、信号列403、信号列405、及び信号列406〜410に対応した駆動電流(IH−BK)と駆動電流(IH−C)とがONとなって流れることが図示されており、この駆動電流により発熱素子が駆動される。
【0062】
これに対して、信号列402と信号列404は夫々、8ビットラッチ回路106と4ビットラッチ回路109にラッチされない。なぜなら、これらのラッチ回路におけるラッチ条件は、ラッチ信号(LATCH)が“ロー”レベルであり、且つ、イネーブル信号(ENB−BK)が“ハイ”レベルになっていることであるが、図7に示すタイムチャートによれば、信号列402と信号列404の入力後には、ラッチ信号(LATCH)が“ロー”レベルであり、イネーブル信号(ENB−BK)も“ロー”レベルとなっているためである。
【0063】
従って、これらの画像信号の入力には、対応した駆動電流が発熱素子に流れない。言い換えると、信号列402、信号列404の入力は記録動作の面からは不要となる。
【0064】
従って以上説明した実施形態に従えば、ブラック成分信号(DATA−BK)のデータ転送は、シアン成分信号(DATA−C)のデータ転送回数に比べ半分の回数ですむ。このことは、他の成分信号であるマゼンタ成分信号(DATA−M)とイエロ成分信号(DATA−Y)との比べても同じことが言える。
【0065】
従って、カラー記録を行なう場合にでも、記録装置が128個全てのBkノズルを用いてインク吐出を行い白黒記録を行なうのと同じようにカラー画像信号のブラック成分信号(DATA−BK)を転送したとしても、各64個のCノズル、Mノズル、Yノズルからのインク吐出を行なうためにシアン成分信号(DATA−C)、マゼンタ成分信号(DATA−M)、イエロ成分信号(DATA−Y)を転送し、これら4成分の信号に対して共通のラッチ信号を用いるなら、ブラック成分信号(DATA−BK)についてはその半分が記録ヘッド側で自動的に間引かれ、発熱素子は半分しか駆動されない。その結果、カラー記録時には、Bkノズル、Cノズル、Mノズル、Yノズルから同じ解像度での記録がなされる。
【0066】
この場合、記録装置側からすれば、ブラック成分信号(DATA−BK)としては、例えば、信号列402、信号列404の画像信号には全て“0”をダミー送信するだけで、それ以外の記録制御や転送制御を考慮する必要はないので、記録装置側のこれらの制御を複雑することはなく、これに関連する回路構成を簡略にすることができる。
【0067】
なお、白黒記録時にはBkノズルとこれに対応する128個の記録素子だけが駆動されるので、ラッチ信号は必然的にブラック成分信号(DATA−BK)をラッチするだけの専用信号となるので、カラー記録用の発熱素子の駆動を意識する必要はない。そして、ラッチ信号(LATCH)が“ロー”レベルにあるとき、イネーブル信号(ENB−BK)を“ハイ”レベルにして全ての信号列をラッチするようにすれば良い。
【0068】
そして、図7に示されているようにイネーブル信号が“ロー”レベルから“ハイ”レベルへと変化するとき、或いは、“ハイ”レベルから“ロー”レベルに変化するときに、ラッチされる画像信号の入力やラッチ信号が“ロー”レベルであるときとは重ならないようにすれば、発熱素子の駆動電流の変化が画像信号やラッチ信号に影響を与えることもないので記録ヘッドの誤動作が防止され、信頼性が向上する。
【0069】
このために、記録装置のMPU1701ではイネーブル信号(ENB−BK)とイネーブル信号(ENB−C)の論理レベルの変化がラッチ信号(LATCH)によるラッチ動作やカラー画像信号データの転送と重ならないように信号供給を行なう。
【0070】
いづれにしても2つの解像度で記録が可能なブラック成分信号(DATA−BK)を用いた記録では記録装置側にこれらの解像度の違いを考慮した特別なデータ転送回路は必要はなく、イネーブル信号のオン/オフタイミングと画像信号の内容の設定が異ならせる制御が必要なだけである。このために、記録装置のMPU1701ではイネーブル信号(ENB−BK)のオン/オフタイミング制御を行なう。カラー記録の場合には、イネーブル信号(ENB−C)のオン/オフタイミング制御を行なうことは言うまでもない。
【0071】
また、図7に示したタイムチャートによれば、画像信号の転送タイミングとイネーブル信号による駆動タイミングとが時間的に重複するので、その分だけ転送タイミング間隔と駆動タイミング間隔が短縮出来、記録装置IJRAの記録速度の向上に貢献することができる。
【0072】
なお、以上説明した実施形態では、図5〜図7に示されているように、カラー画像データ信号(DATA−BK、DATA−C)をクロック信号(CK)の立ち上がりと立ち下がりの両エッジで、8ビットシフトレジスタ105、4ビットシフトレジスタ108、4ビットシフトレジスタ205、4ビットシフトレジスタ208に取り込んでいる構成としているが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、クロック信号(CK)の立ち上がりエッジ、或いは、立ち下がりエッジのみに同期してカラー画像データ信号を取り込んでも良い。また、シフトレジスタの構成をクロック信号(CK)のエッジに同期して動作するフリップフロップ回路による構成からスルーラッチで構成されるラッチ回路により構成しても良い。
【0073】
同様に、8ビットラッチ回路106、4ビットラッチ回路109、4ビットラッチ回路206、4ビットラッチ回路209の構成も、ラッチによる構成からフリップフロップによる構成にしても良いし、ラッチ回路のラッチ論理は、ハイスルーでも良いし、フリップフロップ回路の構成を採用するならラッチ条件をラッチ信号の立ち上がりエッジでも、立ち下がりエッジに同期させるようにしても良い。
【0074】
さらに、以上の実施形態で説明したANDゲート107、207の代わりに、4→16デコーダ110、210の出力であるブロック選択信号(N1BK〜N16BK、N1C〜N16C)とイネーブル信号(ENB−BK、ENB−CL)との論理積を求めるANDゲートを設けても良いし、4→16デコーダ110、210の出力であるブロック選択信号(N1BK〜N16BK、N1C〜N16C)とイネーブル信号(ENB−BK、ENB−CL)と8ビットラッチ回路106、4ビットラッチ回路206の出力との論理積をAND回路A1BK〜A128BK、A1C〜A64Cを3入力の回路構成とすることにより演算しても良い。
【0075】
またさらに、以上の実施形態において説明したカラー画像データ信号への画像信号とブロック制御信号の割付は、説明した構成の他にもいかなるように構成しても良い。
【0076】
さらに、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。
【0077】
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。
【0078】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4723129号明細書、同第4740796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は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核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録装置から第1のイネーブル信号のオンオフタイミングを変化させるだけで、(M1×N)個の第1群に属する記録素子の内、駆動される記録素子を間引くことができ、容易に記録解像度を変化させることができるという効果がある。
【0089】
また、記録装置からの第1及び第2のイネーブル信号の論理レベルの変化が前記ラッチ信号によるラッチ動作や第1及び第2のデータ信号の転送と重ならないように制御することで、ラッチ信号や画像信号にノイズが重畳することがなくなり記録ヘッドの誤動作が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的な実施の形態であるインクジェット記録装置IJRAの構成の概要を示す外観斜視図である。
【図2】インクジェット記録装置IJRAの制御回路の構成を示すブロック図である。
【図3】記録ヘッドIJHのノズル構成を示すブロック図である。
【図4】記録ヘッドIJHの駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図5】駆動回路301の内部構成を示すブロック図である。
【図6】駆動回路303の内部構成を示すブロック図である。
【図7】図5と図6に夫々示す駆動回路301と駆動回路303の駆動タイミングを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1700 インタフェース
1701 MPU
1702 ROM
1703 RAM
1704 ゲートアレイ(G.A.)
1705 ヘッドドライバ
IJH 記録ヘッド[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording head and a recording apparatus using the recording head, and more particularly to, for example, a recording head according to an ink-jet method for discharging ink using thermal energy and a recording apparatus using the recording head.
[0002]
[Prior art]
A recording head according to an ink jet system that performs recording using thermal energy is provided with a heating element at a portion communicating with an ejection port for ejecting ink droplets, and energizing the heating element for about several microseconds. Bubbles are generated inside and ink droplets are ejected to perform recording. In such a recording head, it is easy to arrange a large number of discharge ports and heating elements at a high density, and thereby, it is possible to perform a high-definition recording image.
[0003]
When all the heating elements of such a recording head are simultaneously driven, the current flowing instantaneously increases. Therefore, usually, several tens to several hundred heating elements are divided into a plurality of blocks, and the driving for each block is performed. Are slightly different from each other so that the current flowing instantaneously can be kept low. Such driving is called time-division driving.
[0004]
In driving a large number of heating elements, a drive circuit for the heating elements is incorporated in the print head so that the number of wirings between the print head and a printing apparatus equipped with the same is not increased. Since this driving circuit incorporates a substrate for a heating element, a Si (silicon) wafer is widely used.
[0005]
There are various configurations of the driving circuit, and a typical configuration is as follows.
[0006]
Each heating element of the recording head is controlled by a block control signal indicating a block number of each heating element and a recording signal corresponding to the block control signal. What encodes the block number here is a block control signal. The value obtained by dividing the total number of heating elements by the total block number is the number of heating elements that can be driven simultaneously. Therefore, if printing is performed using information of one bit per pixel, the number of simultaneously driven heating elements is the number of bits of a recording signal to be input at one time.
[0007]
In order to perform such drive control, the drive circuit is provided with gates and transistors of the same number as the number of heating elements, and provided with shift registers and latch circuits for the number of bits of the input recording signal and the block control signal. Then, a series of serial data composed of the recording signal and the block control signal is serially transferred from the recording device to the shift register, and the shift register is latched. The decoding result of the latched block control signal and the latched recording The transistor is driven through the gate corresponding to the transistor one by one using the signal and the drive signal given for each block.
[0008]
It should be noted that a transistor that conducts electricity to the heating element may be either a bipolar transistor or a MOS-FET.
[0009]
On the other hand, the serial data transferred from the recording device is latched in the latch circuit in response to only the latch signal, and the corresponding serial data and the drive signal given to each block of the heating element cause the corresponding heat generation. Since the element is driven, the transfer timing of the serial data and the drive timing of the heating element can be overlapped temporally.
[0010]
In the case of performing color printing, in order to reduce the number of wires between the print head and a printing apparatus on which the print head is mounted, a black component print signal for discharging black ink and a cyan component for discharging cyan ink are used. And the latch signal for the magenta component recording signal for ejecting magenta ink and the yellow component recording signal for ejecting yellow ink are commonly used.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional driving circuit has the following problems.
[0012]
For example, if the recording resolution of the recording head differs between inks, when the drive signal of the heating element is activated and used while the latch signal is active, the serial data to be latched is the same as the serial data being latched. Since they must be identical, the same serial data must be transferred from the recording device. In order to realize this, the configuration of the circuit that transfers serial data on the recording device becomes complicated, and the current change between ON and OFF of the drive current due to the drive signal of the heating element causes the latch signal and serial data to be output. There is a problem that noise is superimposed and a malfunction may occur.
[0013]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems with the conventional example, and it is possible to make the recording resolution of the recording head different without complicating the configuration of the recording apparatus, and to improve the operation reliability. It is an object of the present invention to provide a recording head having a high recording density and a recording apparatus using the recording head.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a recording head according to the present invention has the following configuration.
[0015]
That is, the (M1 × N) first group of printing elements, the (M2 × N) second group of printing elements, and the first group of printing elements are divided into N blocks each of M1. A first driving circuit for performing time-division driving, a second driving circuit for dividing the second group of recording elements into N blocks each of M2 units and performing time-division driving, and storing an M1-bit image signal. An M1 bit shift register, an M2 bit shift register for storing an M2 bit image signal, an M1 bit latch circuit for latching the M1 bit image signal stored in the M1 bit shift register in accordance with an input latch signal; An M2 bit latch circuit for latching the M2 bit image signal stored in the M2 bit shift register according to a latch signal, wherein M1> M2, and the first drive circuit And the first drive signal generated based on the M1 bit image signal latched by the M1 bit latch circuit and the first enable signal, and the first group recording is performed. The element is time-divisionally driven, and the second drive circuit is generated based on a second block selection signal, the M2 bit image signal latched by the M2 bit latch circuit, and a second enable signal. The second group of recording elements are time-divisionally driven based on the second drive signal, and the M1 bit latch circuit sets the latch signal and the first enable signal to logic levels opposite to each other. The latch operation is performed at a certain time, and the M2 bit latch circuit performs the latch operation when the latch signal and the second enable signal are at opposite logic levels with respect to each other. A recording head according to symptoms.
[0016]
The ratio between M1 and M2 is preferably 2: 1.
[0017]
Then, the M1 bit image signal and the first block selection signal are serially separated as a first data signal, and the M2 bit image signal and the second block selection signal are serially converted as a second data signal. It is desirable to be input.
[0018]
The first driving circuit includes a first decoder that generates a first selection signal for selecting one of the N blocks from the first block selection signal, a first selection signal, and a first selection signal. (M1 × N) AND circuits for calculating a logical product with one drive signal, and (M1 × N) transistors for driving the first group of printing elements in accordance with the outputs of these AND circuits. It is desirable to configure.
[0019]
Similarly, the second driving circuit includes: a second decoder that generates a second selection signal for selecting one of the N blocks from the second block selection signal; (M2 × N) AND circuits for calculating the logical product of the second drive signal and (M2 × N) transistors for driving the second group of printing elements according to the outputs of these AND circuits It is desirable to configure.
[0020]
It is preferable that the recording head is an ink jet recording head that performs recording by discharging ink, and in that case, the ink jet recording head uses ink to discharge ink by using thermal energy. It is preferable to include an electrothermal converter for generating the applied heat energy.
[0021]
According to another aspect of the present invention, there is provided a recording apparatus using the recording head having the above configuration.
[0022]
Further, the recording device controls the on / off timing of the first and second enable signals, and the change of the logical level of the first and second enable signals indicates the latch operation by the latch signal and the first and second enable signals. It is desirable to further include signal supply means for supplying signals so as not to overlap with the transfer of the second data signal.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0024]
In the embodiment described below, a recording apparatus using an inkjet recording head will be described as an example.
[0025]
In this specification, “record” (sometimes referred to as “print”) refers not only to the formation of significant information such as characters and figures, but also to the perception of human beings, whether significant or insignificant. Irrespective of whether or not it is made obvious so that it is obtained, a case where an image, a pattern, a pattern, or the like is widely formed on a recording medium or a case where the medium is processed is also described.
[0026]
In addition, the term “recording medium” refers to not only paper used in general recording devices, but also a wide range of materials that can accept ink, such as cloth, plastic films, metal plates, glass, ceramics, wood, and leather. Shall be.
[0027]
Further, “ink” (sometimes referred to as “liquid”) is to be interpreted broadly as in the definition of “recording (printing)”, and when applied on a recording medium, an image or pattern , A liquid that can be used for forming a pattern or the like, processing a recording medium, or treating ink (for example, coagulation or insolubilization of a colorant in ink applied to a recording medium).
[0028]
<Schematic description of the device body>
FIG. 1 is an external perspective view showing an outline of a configuration of an ink jet recording apparatus (hereinafter, referred to as a recording apparatus) IJRA which is a typical embodiment of the present invention.
[0029]
In FIG. 1, a carriage HC that engages with a
[0030]
[0031]
These capping, cleaning, and suction recovery are configured so that desired operations can be performed at the corresponding positions by the action of the
[0032]
<Description of control configuration>
Next, a control configuration for executing the recording control of the above-described apparatus will be described.
[0033]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control circuit of the printer IJRA.
[0034]
In the figure showing the control circuit, 1700 is an interface for inputting a print signal, 1701 is an MPU, 1702 is a program ROM for storing a control program executed by the
[0035]
The operation of the above control configuration will be described. When a print signal enters the
[0036]
<Embodiment of Recording Head IJH>
Hereinafter, an embodiment of the recording head IJH used in the recording apparatus IJRA having the above configuration will be described.
[0037]
The recording head IJH of the embodiment described below has 128 recording elements for ejecting black ink, and these are divided into eight blocks (the number of divisions (N) is 16) by 16 each. One printing element is selected from each block (total of eight printing elements) and driven simultaneously (the number of simultaneously driven printing elements (M) is eight). Further, in order to discharge three color inks of cyan ink, magenta ink and yellow ink, each has 64 recording elements, and is divided into four blocks of 16 (the division number (N) is 16). In this configuration, one printing element is selected from each block (a total of four printing elements) and driven simultaneously (the number of simultaneously driven printing elements (M) is 4). Accordingly, the print head IJH has a total of 320 printing elements, 128 for printing with black ink and 192 for printing with color ink.
[0038]
FIG. 3 is a block diagram showing the nozzle configuration of the print head IJH according to this embodiment.
[0039]
Various configurations of ink discharge nozzles (hereinafter, nozzles) for discharging ink using these recording elements can be considered. In this embodiment, as shown in FIG. , Magenta ink, and yellow ink, each having three rows of 64 nozzles (C nozzle, M nozzle, Y nozzle), and 64 nozzles (Bk nozzles) for discharging black ink. Consider a configuration in which a total of five columns are arranged. The nozzle rows for ejecting black ink are arranged with a shift of a half pitch in the nozzle arrangement direction.
[0040]
Accordingly, in a print head using such a nozzle configuration, printing with black ink can be performed at twice the resolution of printing with color ink. For example, when performing black-and-white printing with black ink, high-resolution printing is performed using 64 × 2 rows of nozzles, and when performing color printing with black ink, cyan ink, magenta ink, and yellow ink, The same resolution printing is performed for all colors using nozzles of one row and 64 × 4 rows for each ink.
[0041]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a drive circuit of the printhead IJH according to this embodiment.
[0042]
As shown in FIG. 4, drive
[0043]
The
[0044]
A clock signal (CK), a latch signal (LATCH), a power supply voltage (VH) supply line, and a ground potential (GH) are connected to both of the driving
[0045]
In FIG. 4, DATA-BK, DATA-C, DATA-M, and DATA-Y indicate a black component, a cyan component, a magenta component, and a yellow component, respectively, of the color print data signal. , The driving
[0046]
Therefore, according to the configuration shown in FIG. 4, ten signal lines (DATA-BK / DATA-C / DATA-M) including the supply line for the power supply voltage (VH) and the signal line for the ground voltage (GH). / DATA-Y, CK, ENB-BK / ENB-CL, LATCH, VH, GH) are supplied from the
[0047]
FIG. 5 is a block diagram showing the internal configuration of the
[0048]
The black component signal (DATA-BK) of the color recording data signal shown in FIG. 5 is an 8-bit image signal (D1 BK ~ D8 BK ) Followed by a 4-bit block control signal (B1 BK ~ B4 BK ).
[0049]
In FIG. 5,
[0050]
[0051]
AND circuit A1 BK ~ A128 BK Is the output signal of the AND circuit 107 (D1 BK ~ D8 BK ) And the block selection signal (N1) output from the 4 → 16
[0052]
In the configuration shown in FIG. 5, the enable signal (ENB-BK) operates by negative logic. That is, when the enable signal (ENB-BK) is at the “low” level, the heating element is driven.
[0053]
Next, a description will be given of a drive circuit for driving a printing element for printing with color ink. Since the three drive circuits have the same circuit configuration as described above, a cyan component signal ( Only the
[0054]
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the driving
[0055]
The cyan component signal (DATA-C) is a 4-bit image signal (D1) continuous for four pixels. C ~ D4 C ) Followed by a 4-bit block control signal (B1 C ~ B4 C ).
[0056]
In FIG. 6,
[0057]
[0058]
AND circuit A1 C ~ A64 C Is the output signal of the AND circuit 207 (D1 C ~ D4 C ) And the block selection signal (N1) output from the 4 → 16
[0059]
Note that, also in the configuration shown in FIG. 6, the enable signal (ENB-CL) operates with negative logic. That is, the heating element is driven when the enable signal (ENB-CL) is at the "low" level.
[0060]
FIG. 7 is a time chart showing the drive timing of the
[0061]
In FIG. 7,
[0062]
On the other hand, the signal strings 402 and 404 are not latched by the 8-
[0063]
Therefore, a drive current corresponding to the input of these image signals does not flow to the heating element. In other words, the input of the
[0064]
Therefore, according to the above-described embodiment, the number of data transfers of the black component signal (DATA-BK) is half the number of data transfers of the cyan component signal (DATA-C). This can be said to be the same when the magenta component signal (DATA-M), which is another component signal, and the yellow component signal (DATA-Y) are compared.
[0065]
Therefore, even in the case of performing color printing, the printing apparatus transfers the black component signal (DATA-BK) of the color image signal in the same manner as in the case of performing black and white printing by discharging ink using all 128 Bk nozzles. In order to eject ink from each of the 64 C nozzles, M nozzles, and Y nozzles, the cyan component signal (DATA-C), the magenta component signal (DATA-M), and the yellow component signal (DATA-Y) are used. If a common latch signal is used for these four component signals, half of the black component signal (DATA-BK) is automatically thinned out on the recording head side, and only one half of the heating element is driven. . As a result, during color printing, printing is performed at the same resolution from the Bk nozzle, C nozzle, M nozzle, and Y nozzle.
[0066]
In this case, from the printing apparatus side, as the black component signal (DATA-BK), for example, all the image signals of the
[0067]
Since only the Bk nozzle and the 128 corresponding printing elements are driven during monochrome printing, the latch signal is necessarily a dedicated signal for latching the black component signal (DATA-BK). It is not necessary to be conscious of driving the heating element for recording. Then, when the latch signal (LATCH) is at the "low" level, the enable signal (ENB-BK) may be set to the "high" level to latch all the signal strings.
[0068]
Then, as shown in FIG. 7, when the enable signal changes from the "low" level to the "high" level, or when the enable signal changes from the "high" level to the "low" level, the image latched. If the signal input and the latch signal do not overlap with the "low" level, a change in the drive current of the heating element does not affect the image signal and the latch signal, preventing malfunction of the print head. And reliability is improved.
[0069]
For this reason, in the
[0070]
In any case, in printing using a black component signal (DATA-BK) that can be printed at two resolutions, no special data transfer circuit considering the difference in these resolutions is required on the printing apparatus side, and the enable signal is not required. It is only necessary to control the on / off timing and the setting of the content of the image signal to be different. For this purpose, the
[0071]
Further, according to the time chart shown in FIG. 7, since the transfer timing of the image signal and the drive timing by the enable signal overlap in time, the transfer timing interval and the drive timing interval can be shortened by that much, and the recording apparatus IJRA Recording speed can be improved.
[0072]
In the embodiment described above, as shown in FIGS. 5 to 7, the color image data signals (DATA-BK, DATA-C) are generated at both the rising and falling edges of the clock signal (CK). , 8-
[0073]
Similarly, the configuration of the 8-
[0074]
Further, instead of the AND
[0075]
Further, the assignment of the image signal and the block control signal to the color image data signal described in the above embodiment may be configured in any manner other than the described configuration.
[0076]
Furthermore, in the above embodiments, the description has been made assuming that the liquid droplets ejected from the recording head are ink, and the liquid contained in the ink tank is ink, but the contained matter is limited to ink. Not something. 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 a recorded image or to improve the image quality.
[0077]
The above-described embodiment includes a means (for example, an electrothermal converter or a laser beam) for generating thermal energy as energy used for causing ink to be ejected, particularly in an ink jet recording system. By using a method that causes a change in the state, it is possible to achieve higher density and higher definition of recording.
[0078]
Regarding the typical configuration and principle, it is preferable to use the basic principle disclosed in, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740,796. This method can be applied to both the so-called on-demand type and the continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, it is arranged corresponding to the sheet or liquid path holding the liquid (ink). Applying at least one drive signal corresponding to the recording information and providing a rapid temperature rise exceeding the nucleate boiling, to generate heat energy in the electrothermal transducer, thereby causing the recording head to emit heat energy. This is effective in that film boiling occurs on the heat-acting surface of the liquid, and as a result, air bubbles in the liquid (ink) corresponding to the drive signal on a one-to-one basis can be formed. 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 in 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.
[0079]
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 of the invention relating to the temperature rise rate of the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.
[0080]
As the configuration of the recording head, in addition to the combination of the discharge port, the liquid path, and the electrothermal converter (the linear liquid flow path or the right-angled liquid flow path) as disclosed in each of the above-mentioned specifications, a heat acting surface A configuration using U.S. Pat. No. 4,558,333 and U.S. Pat. No. 4,459,600, which disclose a configuration in which is disposed in a bending region, is also included in the present invention. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-123670 discloses a configuration in which a common slot is used as a discharge portion of an electrothermal converter for a plurality of electrothermal converters, or an opening for absorbing a pressure wave of thermal energy is discharged. A configuration based on JP-A-59-138461, which discloses a configuration corresponding to each unit, may be adopted.
[0081]
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 satisfied by a combination of a plurality of recording heads as disclosed in the above specification. Either the configuration or the configuration as one recording head integrally formed may be used.
[0082]
In addition, not only the cartridge-type recording head in which the ink tank is provided integrally with the recording head itself described in the above embodiment, but also the electric connection with the apparatus main body by being attached to the apparatus main body. A replaceable chip-type recording head that can supply ink from the apparatus main body may be used.
[0083]
Further, 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 sucking 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.
[0084]
Further, the printing mode of the printing apparatus is not limited to a printing mode of only a mainstream color such as black, and may be a printing head integrally formed or a combination of a plurality of printing heads. The device may be provided with at least one of the full colors.
[0085]
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 below, an ink that softens or liquefies at room temperature may be used. Alternatively, in the ink jet system, 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 if the ink is sometimes in a liquid state.
[0086]
In addition, to prevent the temperature rise due to thermal energy from being used as the energy of the state change of the ink from the solid state to the liquid state, or to prevent the ink from evaporating, the ink solidifies in a standing state. Alternatively, ink that liquefies by heating may be used. In any case, the application of heat energy causes the ink to be liquefied by the application of the heat energy according to the recording signal and the liquid ink to be ejected, or to start solidifying when it reaches 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.
[0087]
In addition to the above, the recording apparatus according to the present invention may include, as an image output terminal of an information processing apparatus such as a computer, an integrated or separate apparatus, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a transmission / reception function. It may take the form of a facsimile machine.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, only by changing the on / off timing of the first enable signal from the printing apparatus, the printing elements to be driven among the (M1 × N) printing elements belonging to the first group. And the recording resolution can be easily changed.
[0089]
Further, by controlling the change in the logical level of the first and second enable signals from the recording apparatus so as not to overlap with the latch operation by the latch signal and the transfer of the first and second data signals, the latch signal and the No noise is superimposed on the image signal, and malfunction of the recording head is prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view illustrating an outline of a configuration of an inkjet recording apparatus IJRA according to a typical embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control circuit of the inkjet recording apparatus IJRA.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a nozzle configuration of a print head IJH.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a drive circuit of a printhead IJH.
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of a
FIG. 6 is a block diagram illustrating an internal configuration of a
FIG. 7 is a time chart showing drive timings of the
[Explanation of symbols]
1700 interface
1701 MPU
1702 ROM
1703 RAM
1704 Gate array (GA)
1705 Head driver
IJH recording head
Claims (10)
(M2×N)個の第2群の記録素子と、
前記第1群の記録素子をM1個ずつN個のブロックに分割して時分割駆動する第1の駆動回路と、
前記第2群の記録素子をM2個ずつN個のブロックに分割して時分割駆動する第2の駆動回路と、
M1ビットの画像信号を格納するM1ビットシフトレジスタと、
M2ビットの画像信号を格納するM2ビットシフトレジスタと、
入力ラッチ信号に従って前記M1ビットシフトレジスタに格納された前記M1ビットの画像信号をラッチするM1ビットラッチ回路と、
前記入力ラッチ信号に従って前記M2ビットシフトレジスタに格納された前記M2ビットの画像信号をラッチするM2ビットラッチ回路とを有し、
M1>M2であり、
前記第1の駆動回路は、第1のブロック選択信号と、前記M1ビットラッチ回路にラッチされた前記M1ビットの画像信号と第1のイネーブル信号とに基づいて生成される第1の駆動信号とに基づいて、前記第1群の記録素子を時分割駆動し、
前記第2の駆動回路は、第2のブロック選択信号と、前記M2ビットラッチ回路にラッチされた前記M2ビットの画像信号と第2のイネーブル信号とに基づいて生成される第2の駆動信号とに基づいて、前記第2群の記録素子を時分割駆動し、
前記M1ビットラッチ回路は、前記ラッチ信号と前記第1のイネーブル信号が互いに対して逆論理のレベルにあるときに、ラッチ動作を行い、
前記M2ビットラッチ回路は、前記ラッチ信号と前記第2のイネーブル信号が互いに対して逆論理のレベルにあるときに、ラッチ動作を行うことを特徴とする記録ヘッド。(M1 × N) first group of recording elements;
(M2 × N) second group of recording elements;
A first driving circuit that divides the first group of printing elements into N blocks each of M1 pieces and performs time-division driving;
A second drive circuit that divides the second group of print elements into N blocks each of M2 pieces and performs time-division driving;
An M1 bit shift register for storing an M1 bit image signal;
An M2-bit shift register that stores an M2-bit image signal;
An M1 bit latch circuit for latching the M1 bit image signal stored in the M1 bit shift register according to an input latch signal;
An M2 bit latch circuit for latching the M2 bit image signal stored in the M2 bit shift register according to the input latch signal;
M1> M2,
The first drive circuit includes a first block selection signal, a first drive signal generated based on the M1 bit image signal latched by the M1 bit latch circuit, and a first enable signal. Based on the time-division driving of the first group of recording elements,
The second drive circuit includes a second block select signal, a second drive signal generated based on the M2 bit image signal latched by the M2 bit latch circuit, and a second enable signal. Based on the time-division driving of the second group of recording elements,
The M1 bit latch circuit performs a latch operation when the latch signal and the first enable signal are at logic levels opposite to each other,
The recording head according to claim 1, wherein the M2-bit latch circuit performs a latch operation when the latch signal and the second enable signal are at logic levels opposite to each other.
前記第1のブロック選択信号から前記N個のブロックの内の1つを選択する第1の選択信号を生成する第1のデコーダと、
前記第1の選択信号と前記第1の駆動信号との論理積を演算する(M1×N)個のAND回路と、
前記AND回路の出力に従って前記第1群の記録素子を駆動する(M1×N)個のトランジスタ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。The first drive circuit includes:
A first decoder for generating a first selection signal for selecting one of the N blocks from the first block selection signal;
(M1 × N) AND circuits for calculating the logical product of the first selection signal and the first drive signal;
2. The printhead according to claim 1, further comprising (M1 * N) transistors for driving the first group of print elements according to an output of the AND circuit.
前記第2のブロック選択信号から前記N個のブロックの内の1つを選択する第2の選択信号を生成する第2のデコーダと、
前記第2の選択信号と前記第2の駆動信号との論理積を演算する(M2×N)個のAND回路と、
前記AND回路の出力に従って前記第2群の記録素子を駆動する(M2×N)個のトランジスタ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。The second driving circuit includes:
A second decoder for generating a second selection signal for selecting one of the N blocks from the second block selection signal;
(M2 × N) AND circuits for calculating the logical product of the second selection signal and the second drive signal;
2. The printhead according to claim 1, further comprising (M2 * N) transistors for driving the second group of print elements according to an output of the AND circuit.
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- 2002-08-05 JP JP2002228020A patent/JP2004066601A/en not_active Withdrawn
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