JP2006159780A - Substrate for ink jet recording head and drive control method, ink jet recording head, ink jet recording head cartridge and ink jet recorder - Google Patents

Substrate for ink jet recording head and drive control method, ink jet recording head, ink jet recording head cartridge and ink jet recorder Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain a high density select circuit by decreasing the number of high breakdown voltage elements being arranged in each segment. <P>SOLUTION: The substrate for ink jet recording head mounts a heater array 310 generating thermal energy being utilized for ejecting ink, a drive select circuit array 308 and a drive circuit array 309 for driving the heater array 310. An element drive signal circuit 304, a block select circuit 305 and level conversion circuits 312, 313 output a signal for selecting an electrothermal conversion element to be driven based on an input signal of first voltage amplification level with a second voltage amplification level higher than the first voltage amplification level. The drive select circuit array 308 and the drive circuit array 309 receive the select signal outputted with the second voltage amplification level and performs drive control of the heater. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はインクジェット記録ヘッド用基板、インクジェット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、特にインクを吐出するために必要な熱エネルギを発生する電気熱変換素子とそれを駆動するための駆動回路を同一の基板上に形成したインクジェット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ものである。   The present invention relates to an ink jet recording head substrate, an ink jet recording head, and a recording apparatus using the recording head, and more particularly to an electrothermal conversion element that generates thermal energy necessary for ejecting ink and a driving circuit for driving the electrothermal conversion element. The present invention relates to an ink jet recording head formed on the same substrate and a recording apparatus using the recording head.

一般に、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)とその駆動回路は、例えば特許文献1、特許文献2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。またこの駆動回路に加えて、当該半導体基板の状態、たとえば基板温度を検知するためのデジタル回路等が同一基板上に形成され、かつインク供給口が基板の中央付近にありこれを挟んだ位置にヒータが相対する記録ヘッドの構成が提案されている。   In general, an electrothermal conversion element (heater) of a recording head and a driving circuit thereof mounted on a recording apparatus according to an ink jet method are formed on the same substrate using a semiconductor process technique as shown in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2. Formed on top. In addition to this drive circuit, the state of the semiconductor substrate, for example, a digital circuit for detecting the substrate temperature is formed on the same substrate, and the ink supply port is located near the center of the substrate and sandwiched between them. A configuration of a recording head in which a heater faces is proposed.

図1はこの種のインクジェット記録ヘッド用半導体基板(以下、ヘッド基板という)の回路ブロックと電気信号の流れを模式的に示す図である。図1に示すように、インク供給口111を中心として回路ブロックが対称配置されている。これらの回路ブロックには、インク供給口を挟んで複数のヒータからなるヒータアレイ110と、ヒータアレイ110の各ヒータに電流を流すためのスイッチング素子を有する駆動回路アレイ109と、駆動回路を制御するための駆動選択回路アレイ108と、駆動選択回路アレイへ伝達する信号を生成する素子駆動回路104およびブロック選択回路105と、パッド102から入力される信号を処理するための入力回路103とが含まれる。   FIG. 1 is a diagram schematically showing the circuit block of this type of ink jet recording head semiconductor substrate (hereinafter referred to as a head substrate) and the flow of electrical signals. As shown in FIG. 1, circuit blocks are symmetrically arranged around the ink supply port 111. These circuit blocks include a heater array 110 composed of a plurality of heaters across an ink supply port, a drive circuit array 109 having a switching element for flowing current to each heater of the heater array 110, and a drive circuit for controlling the drive circuit. A drive selection circuit array 108, an element drive circuit 104 and a block selection circuit 105 that generate signals to be transmitted to the drive selection circuit array, and an input circuit 103 for processing a signal input from the pad 102 are included.

以下、インク供給口111を中心に対称となっている一方の回路ブロック群についてのみそれぞれの回路ブロックの機能と、信号の流れについて説明する。   Hereinafter, only the function of each circuit block and the signal flow will be described for one circuit block group that is symmetrical about the ink supply port 111.

ヘッド基板101は、シリコン基板上にLSIプロセスを用いて各回路ブロックや、インク加熱を行うヒータを形成したものである。電源電圧、および画像データの入出力を行うパッド102から入力される信号は、入力回路103を介して素子駆動信号回路104及びブロック選択回路105へ伝達される。素子駆動信号回路104およびブロック選択回路105で適宜処理された信号は、複数の配線からなるバスライン106および107でヒータ並び方向へと引き回されている。   The head substrate 101 is formed by forming each circuit block and a heater for heating ink using an LSI process on a silicon substrate. A signal input from the pad 102 for inputting and outputting the power supply voltage and image data is transmitted to the element drive signal circuit 104 and the block selection circuit 105 via the input circuit 103. Signals appropriately processed by the element drive signal circuit 104 and the block selection circuit 105 are routed in the heater arrangement direction by bus lines 106 and 107 formed of a plurality of wirings.

バスライン106および107からの信号は、駆動選択回路アレイ108の構成要素である駆動選択回路へとそれぞれ接続され、バスライン106,107からの信号により駆動選択回路のオン・オフが決定される。インクの吐出動作を行う場合には、所望の駆動選択回路がオンとなるような信号がバスライン106,107に印加され、駆動選択回路から駆動回路アレイ109中の対応する駆動回路をオンとするように信号が出力される。オンとなった駆動回路はヒータアレイ110内の対応するヒータに電流を流す。この電流によりヒータは加熱され、インクの発泡、吐出動作が行われる。   Signals from the bus lines 106 and 107 are respectively connected to a drive selection circuit that is a component of the drive selection circuit array 108, and on / off of the drive selection circuit is determined by signals from the bus lines 106 and 107. When an ink ejection operation is performed, a signal that turns on a desired drive selection circuit is applied to the bus lines 106 and 107, and the corresponding drive circuit in the drive circuit array 109 is turned on from the drive selection circuit. The signal is output as follows. When the drive circuit is turned on, a current flows through the corresponding heater in the heater array 110. The heater is heated by this current, and ink foaming and ejection operations are performed.

図2は、上述した駆動選択回路アレイ108及び駆動回路アレイ109から、ヒータアレイ110内の任意の一つのヒータに対応する駆動選択回路及び駆動回路を抽出して示した回路図である。   FIG. 2 is a circuit diagram in which a drive selection circuit and a drive circuit corresponding to any one heater in the heater array 110 are extracted from the drive selection circuit array 108 and the drive circuit array 109 described above.

図1に示した素子駆動信号回路104及びブロック選択回路105からの出力信号を引き回しているバスライン106,107から駆動選択回路へ信号が取り込まれる。208a〜208lは駆動選択回路を構成する回路素子である。NANDゲート208aの入力端子はバスライン106および107に接続され、各バスラインから対応する信号が入力される。インバータ208bはNANDゲート208aからの出力信号を反転して反転信号を出力し、インバータ208cはその反転信号を更に反転する。MOSトランジスタ208d〜208iは、信号の電圧振幅を変換するためのレベル変換回路を構成する。MOSトランジスタ208j、208kはレベル変換回路の出力信号をバッファリングするためのインバータを構成する。また、MOSトランジスタ208j、208kで形成されるインバータの出力がローレベル(以下、Loと記す)からハイレベル(以下、Hiと記す)へ変化するときの出力インピーダンスを高くするために抵抗208lが設けられている。   Signals are taken into the drive selection circuit from the bus lines 106 and 107 that route the output signals from the element drive signal circuit 104 and the block selection circuit 105 shown in FIG. 208a to 208l are circuit elements constituting the drive selection circuit. An input terminal of the NAND gate 208a is connected to the bus lines 106 and 107, and a corresponding signal is input from each bus line. The inverter 208b inverts the output signal from the NAND gate 208a and outputs an inverted signal, and the inverter 208c further inverts the inverted signal. The MOS transistors 208d to 208i constitute a level conversion circuit for converting the voltage amplitude of the signal. MOS transistors 208j and 208k constitute an inverter for buffering the output signal of the level conversion circuit. A resistor 208l is provided to increase the output impedance when the output of the inverter formed by the MOS transistors 208j and 208k changes from a low level (hereinafter referred to as Lo) to a high level (hereinafter referred to as Hi). It has been.

MOSトランジスタ209はヒータ電流のオン・オフ制御を行う駆動回路を形成している。MOSトランジスタ209によるヒータ電流のオン・オフにより、ヒータ210によるインク発泡のための加熱が制御される。   The MOS transistor 209 forms a drive circuit that performs on / off control of the heater current. Heating for ink foaming by the heater 210 is controlled by turning on and off the heater current by the MOS transistor 209.

図2に示した回路について動作を説明する。図1の素子駆動信号回路104及びブロック選択回路105からの出力信号は、バスライン106、107によりNANDゲート208aに入力される。ここでNANDゲート208aへの入力が共にHiとなったときのみNANDゲート208aの出力はLoとなる。以下、NANDゲート208aからLo信号が出力された場合の動作について説明する。NANDゲート208aから出力されたLo信号は、インバータ208bにより反転されHiとなる。更に、インバータ208bの出力であるHi信号はインバータ208cに入力され、再度反転されてLo信号となって出力される。これらのバスライン106,107およびNANDゲート208a、インバータ208b,208cなどの電圧振幅はVDDであり、このVDDの電位は外部から入力される信号と同じ振幅である。   The operation of the circuit shown in FIG. 2 will be described. Output signals from the element drive signal circuit 104 and the block selection circuit 105 in FIG. 1 are input to the NAND gate 208 a through the bus lines 106 and 107. Here, only when both inputs to the NAND gate 208a become Hi, the output of the NAND gate 208a becomes Lo. The operation when the Lo signal is output from the NAND gate 208a will be described below. The Lo signal output from the NAND gate 208a is inverted by the inverter 208b and becomes Hi. Further, the Hi signal that is the output of the inverter 208b is input to the inverter 208c, inverted again, and output as a Lo signal. The voltage amplitude of the bus lines 106 and 107, the NAND gate 208a, the inverters 208b and 208c, etc. is VDD, and the potential of the VDD has the same amplitude as a signal input from the outside.

インバータ208bおよび208cからの出力信号は、それぞれMOSトランジスタ208d〜208iを含むレベルコンバータへと入力される。ここでMOSトランジスタ208dと208eのゲートにはNANDゲート208aの出力信号と同じLoの電位(0V)が印加され、208gと208hのゲートにはNANDゲートの出力の反転信号であるHiの電位(VDD)が印加される。   Output signals from inverters 208b and 208c are input to level converters including MOS transistors 208d to 208i, respectively. Here, the same Lo potential (0V) as the output signal of the NAND gate 208a is applied to the gates of the MOS transistors 208d and 208e, and the Hi potential (VDD) which is an inverted signal of the NAND gate output is applied to the gates of 208g and 208h. ) Is applied.

VDDがゲートに印加されるMOSトランジスタ208gはNMOSトランジスタであるため、オン状態となる。そのためNMOSトランジスタ208gのドレイン端子はGND電位と低インピーダンスで接続されることとなる。このNMOSトランジスタ208gのドレイン端子はPMOSトランジスタ208fのゲートへ接続されている。そのため、PMOSトランジスタ208fのゲートはGND電位に低インピーダンスで接続されることとなり、PMOSトランジスタ208fはオン状態となる。PMOSトランジスタ208fに直列接続されているPMOSトランジスタ208eはゲートに0Vが印加されているためオン状態であり、さらに直列接続されているNMOSトランジスタ208dはゲートに0Vが印加されているためオフ状態である。PMOSトランジスタ208f、208eがオンでNMOSトランジスタ208dがオフであるため、PMOSトランジスタ208eとNMOSトランジスタ208dのドレインが接続されPMOSトランジスタ208iのゲートへ接続されているノードの電位はレベル変換回路の電源電位であるVDDMとなる。そのためPMOSトランジスタ208iはオフ状態となる。PMOSトランジスタ208iがオフでNMOSトランジスタ208gがオンであるため、PMOSトランジスタ208hとNMOSトランジスタ208iのドレイン端子が接続され、PMOSトランジスタ208fのゲートに接続されたノードの電位は0Vに確定する。このノードの電位がレベルコンバータの出力信号となり、NMOSトランジスタ208jおよびPMOSトランジスタ208kからなるインバータのゲートへと入力される。   Since the MOS transistor 208g to which VDD is applied to the gate is an NMOS transistor, it is turned on. Therefore, the drain terminal of the NMOS transistor 208g is connected to the GND potential with a low impedance. The drain terminal of the NMOS transistor 208g is connected to the gate of the PMOS transistor 208f. Therefore, the gate of the PMOS transistor 208f is connected to the GND potential with a low impedance, and the PMOS transistor 208f is turned on. The PMOS transistor 208e connected in series to the PMOS transistor 208f is turned on because 0V is applied to the gate, and the NMOS transistor 208d connected in series is turned off because 0V is applied to the gate. . Since the PMOS transistors 208f and 208e are on and the NMOS transistor 208d is off, the potential of the node connected to the drain of the PMOS transistor 208e and the NMOS transistor 208d and connected to the gate of the PMOS transistor 208i is the power supply potential of the level conversion circuit. It becomes a certain VDDM. Therefore, the PMOS transistor 208i is turned off. Since the PMOS transistor 208i is off and the NMOS transistor 208g is on, the drain terminals of the PMOS transistor 208h and the NMOS transistor 208i are connected, and the potential of the node connected to the gate of the PMOS transistor 208f is determined to be 0V. The potential of this node becomes the output signal of the level converter and is input to the gate of the inverter composed of the NMOS transistor 208j and the PMOS transistor 208k.

こうして、NMOSトランジスタ208jおよびPMOSトランジスタ208kからなるインバータの各トランジスタのゲートに0Vが印加されると、PMOSトランジスタ208kがオンし、NMOSトランジスタ208jがオフする。この結果、当該インバータはVDDM電位を出力し、ヒータのオン・オフ制御を行う駆動回路であるNMOSトランジスタ209のゲートへ接続されている。VDDMが印加されるNMOSトランジスタ209はオン状態となり、ヒータ電源電位VHからヒータ210を介してヒータ電流を流すこととなり、電流が流れるヒータではインク発泡・吐出に必要な発熱が生じる。   Thus, when 0 V is applied to the gate of each transistor of the inverter composed of the NMOS transistor 208j and the PMOS transistor 208k, the PMOS transistor 208k is turned on and the NMOS transistor 208j is turned off. As a result, the inverter outputs the VDDM potential and is connected to the gate of the NMOS transistor 209 which is a drive circuit for performing heater on / off control. The NMOS transistor 209 to which VDDM is applied is turned on, and a heater current flows from the heater power supply potential VH through the heater 210, and the heater through which the current flows generates heat necessary for ink bubbling and ejection.

このように、バスライン106および107からNANDゲート208aへ接続される信号が共にHiとなった時にヒータ電流が流れることとなる。   Thus, the heater current flows when the signals connected from the bus lines 106 and 107 to the NAND gate 208a both become Hi.

なおここで抵抗208lは、急峻なヒータ電流の立ち上がりを抑制するために配置しているものである。すなわちヒータ電流のオン・オフ制御を行うNMOSトランジスタ209のゲート電位が、ヒータ電流をONさせるために0VからVDDM電位まで瞬間的に遷移した場合、ヒータ電流も瞬間的に流れることとなる。この電流の変化が電源のノイズとなり誤動作を誘発することがある。抵抗208lはこの誤動作を防止するためにPMOSトランジスタ208kとNMOSトランジスタ209との間に挿入されている。PMOSトランジスタ208kのオン抵抗および抵抗280lの直列抵抗とNMOSトランジスタ209のゲート容量の遅延効果によって、NMOSトランジスタ209のゲート電位の急峻な立ち上がりが抑制されるので、ヒータ電流の瞬間的な流れが抑制され、誤動作が防止されることとなる。
特開平5−185594号公報 米国特許第6290334号明細書
Here, the resistor 208l is arranged to suppress a steep rise in the heater current. That is, when the gate potential of the NMOS transistor 209 that controls on / off of the heater current instantaneously changes from 0 V to VDDM potential to turn on the heater current, the heater current also flows instantaneously. This change in current may cause noise in the power supply and cause malfunction. The resistor 208l is inserted between the PMOS transistor 208k and the NMOS transistor 209 in order to prevent this malfunction. The steep rise of the gate potential of the NMOS transistor 209 is suppressed by the delay effect of the on-resistance of the PMOS transistor 208k and the series resistance of the resistor 280l and the gate capacitance of the NMOS transistor 209, so that the instantaneous flow of the heater current is suppressed. Thus, malfunction is prevented.
JP-A-5-185594 US Pat. No. 6,290,334

一般的にインクジェット記録ヘッドに関しては、記録速度の高速化及び/又は記録の高品位化のために、ノズルの多数化および高密度化が進められている。しかしながらヒータによる発熱でインクの吐出を行うサーマルインクジェットプリンタの場合、インクの発泡およびそれに伴う吐出に必要なエネルギーをヒータに発生させるために、高い電源電圧を用いる必要がある。従って、ヒータの駆動制御回路においては、高い電源電圧に対する耐圧を構成素子において確保する必要がある。一般的に構成素子の耐圧確保のために素子毎のサイズが増加してしまい、基板上への高密度な(配置ピッチの小さい)回路配置を困難にしている。   In general, with respect to an ink jet recording head, a large number of nozzles and a high density have been promoted in order to increase the recording speed and / or improve the recording quality. However, in the case of a thermal ink jet printer that discharges ink by the heat generated by the heater, it is necessary to use a high power supply voltage in order to cause the heater to generate energy necessary for the foaming of ink and the accompanying discharge. Therefore, in the heater drive control circuit, it is necessary to ensure the breakdown voltage for the high power supply voltage in the constituent elements. In general, the size of each element increases in order to ensure the breakdown voltage of the constituent elements, making it difficult to place a high-density circuit (with a small arrangement pitch) on the substrate.

例えば、図2に示したような従来の回路形態では、素子駆動信号回路104からバスライン106を介して送信される画像データに基づいた信号と、ブロック選択回路105からバスライン107を介して送信されるブロック選択信号との論理積を取った後に電圧振幅を上げる構成となっている。このような構成では、ヒータ毎にレベル変換回路を設ける必要があり、多数の高耐圧の素子を配置することが必要となってしまう。このため、基板上への高密度な(回路の配置ピッチの小さい)素子配置が困難となる。すなわち、多数の高耐圧の素子の存在により配置ピッチを十分に小さくすることができず、チップサイズの増加などを招くこととなる。   For example, in the conventional circuit form as shown in FIG. 2, a signal based on image data transmitted from the element drive signal circuit 104 via the bus line 106 and a signal transmitted from the block selection circuit 105 via the bus line 107 are transmitted. The voltage amplitude is increased after taking the logical product with the block selection signal to be processed. In such a configuration, it is necessary to provide a level conversion circuit for each heater, and it is necessary to arrange a large number of high-breakdown-voltage elements. For this reason, it is difficult to arrange high-density elements (with a small circuit arrangement pitch) on the substrate. That is, the arrangement pitch cannot be made sufficiently small due to the presence of a large number of high breakdown voltage elements, leading to an increase in chip size and the like.

なお、図2における高耐圧の素子は、中間電位であるVDDMに接続されるレベルコンバータおよびインバータと、VHに接続されたヒータ駆動を行うトランジスタ(209)である。   2 are a level converter and an inverter connected to VDDM, which is an intermediate potential, and a transistor (209) for driving a heater connected to VH.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、各セグメントに配置する高耐圧素子の数を低減し、選択回路の高密度化を達成することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the number of high withstand voltage elements arranged in each segment and achieve a higher density of selection circuits.

上記の目的を達成するための本発明の一態様によるインクジェット記録ヘッドは以下の構成を備える。すなわち、
インクを吐出するために利用される熱エネルギ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を搭載した基板であって、
第1の電圧振幅レベルの入力信号に基づいて、駆動すべきブロックを選択するためのブロック選択信号と、画像データに応じて駆動すべき電気熱変換素子を駆動するための素子駆動信号とのそれぞれを前記第1の電圧振幅レベルよりも高い第2の電圧振幅レベルにて出力する第1回路部と、
前記第1回路部より出力された信号を入力し、駆動すべき電気熱変換素子に対応する駆動回路を制御するための、前記第2の電圧振幅レベルを有する制御信号を出力するNOR回路で構成された第2回路部とを備える。
In order to achieve the above object, an ink jet recording head according to an aspect of the present invention comprises the following arrangement. That is,
A substrate on which an electrothermal conversion element for generating thermal energy used for ejecting ink and a drive circuit for driving the electrothermal conversion element are mounted;
Each of a block selection signal for selecting a block to be driven based on an input signal of the first voltage amplitude level and an element drive signal for driving an electrothermal transducer to be driven according to image data A first circuit unit for outputting at a second voltage amplitude level higher than the first voltage amplitude level;
A NOR circuit that inputs a signal output from the first circuit unit and outputs a control signal having the second voltage amplitude level for controlling a drive circuit corresponding to the electrothermal transducer to be driven A second circuit unit.

また、本発明の他の態様によれば、上記インクジェット記録ヘッド用基板を用いたインクジェット記録ヘッドの駆動制御方法、インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録ヘッドカートリッジ及びインクジェット記録装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, there are provided an inkjet recording head drive control method, an inkjet recording head, an inkjet recording head cartridge, and an inkjet recording apparatus using the inkjet recording head substrate.

本発明によれば、各セグメントに配置する高耐圧素子の数を低減でき、選択回路の高密度化が達成される。   According to the present invention, the number of high voltage elements placed in each segment can be reduced, and the density of the selection circuit can be increased.

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説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

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。   In this specification, “recording” (sometimes referred to as “printing”) is not only for forming significant information such as characters and figures, but also for human beings visually perceived regardless of significance. Regardless of whether or not it has been manifested, it also represents a case where an image, a pattern, a pattern, or the like is widely formed on a recording medium or the medium is processed.

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。   “Recording medium” refers not only to paper used in general recording apparatuses but also widely to cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, leather, and the like that can accept ink. Shall.

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。   Furthermore, “ink” (sometimes referred to as “liquid”) is to be interpreted broadly in the same way as the definition of “recording (printing)” above. It represents a liquid that can be used for forming a pattern or the like, processing a recording medium, or processing an ink (for example, solidification or insolubilization of a colorant in ink applied to the recording medium).

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。   Furthermore, unless otherwise specified, the “nozzle” collectively refers to an ejection port or a liquid channel communicating with the ejection port and an element that generates energy used for ink ejection.

なお、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。   The expression “on the element substrate” used in the description not only indicates the element substrate, but also indicates the surface of the element substrate and the inside of the element substrate near the surface. In addition, the term “built-in” as used in the present invention is not a term indicating that individual elements are simply arranged on a substrate, but each element is a manufacturing process of a semiconductor circuit. It shows that it is integrally formed and manufactured on the element substrate by the above.

<第1実施形態>
まず、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の例について説明する。図9は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置1の構成の概要を示す外観斜視図である。
<First Embodiment>
First, an example of an ink jet recording apparatus to which the present invention can be applied will be described. FIG. 9 is an external perspective view showing an outline of the configuration of the ink jet recording apparatus 1 which is a typical embodiment of the present invention.

図8に示すように、インクジェット記録装置(以下、記録装置という)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なう記録ヘッド3を搭載したキャリッジ2にキャリッジモータM1によって発生する駆動力を伝達機構4より伝え、キャリッジ2を矢印A方向に往復移動させるとともに、例えば、記録紙などの記録媒体Pを給紙機構5を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド3から記録媒体Pにインクを吐出することで記録を行なう。   As shown in FIG. 8, an ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as a recording apparatus) transmits a driving force generated by a carriage motor M1 to a carriage 2 on which a recording head 3 that performs recording by discharging ink according to an ink jet system is mounted. 4, the carriage 2 is reciprocated in the direction of arrow A, and for example, a recording medium P such as recording paper is fed through a paper feeding mechanism 5 and conveyed to a recording position. Recording is performed by ejecting ink onto the recording medium P.

また、記録ヘッド3の状態を良好に維持するためにキャリッジ2を回復装置10の位置まで移動させ、間欠的に記録ヘッド3の吐出回復処理を行う。   Further, in order to maintain the state of the recording head 3 satisfactorily, the carriage 2 is moved to the position of the recovery device 10 and the ejection recovery process of the recording head 3 is performed intermittently.

記録装置1のキャリッジ2には記録ヘッド3を搭載するのみならず、記録ヘッド3に供給するインクを貯留するインクカートリッジ6を装着する。インクカートリッジ6はキャリッジ2に対して着脱自在になっている。   In addition to mounting the recording head 3 on the carriage 2 of the recording apparatus 1, an ink cartridge 6 for storing ink to be supplied to the recording head 3 is mounted. The ink cartridge 6 is detachable from the carriage 2.

図8に示した記録装置1はカラー記録が可能であり、そのためにキャリッジ2にはマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロ(Y)、ブラック(K)のインクを夫々、収容した4つのインクカートリッジを搭載している。これら4つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。   The recording apparatus 1 shown in FIG. 8 is capable of color recording. For this reason, the carriage 2 contains four inks containing magenta (M), cyan (C), yellow (Y), and black (K) inks, respectively. An ink cartridge is installed. These four ink cartridges are detachable independently.

さて、キャリッジ2と記録ヘッド3とは、両部材の接合面が適正に接触されて所要の電気的接続を達成維持できるようになっている。記録ヘッド3は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する。特に、この実施形態の記録ヘッド3は、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を採用しており、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。   Now, the carriage 2 and the recording head 3 can achieve and maintain a required electrical connection by properly contacting the joint surfaces of both members. The recording head 3 applies energy according to a recording signal to selectively eject ink from a plurality of ejection ports for recording. In particular, the recording head 3 of this embodiment employs an ink jet system that ejects ink using thermal energy, and responds by applying a pulse voltage to a corresponding electrothermal transducer in accordance with a recording signal. Ink is ejected from the ejection port.

さらに、図8において、14は記録媒体Pを搬送するために搬送モータM2によって駆動される搬送ローラである。   Further, in FIG. 8, reference numeral 14 denotes a transport roller that is driven by a transport motor M2 to transport the recording medium P.

なお、上述した例では、記録ヘッドとインクを貯留するインクカートリッジとは分離可能な構成であるが、以下に説明するように、これら記録ヘッドとインクカートリッジとが一体となったヘッドカートリッジをキャリッジ2に搭載しても良い。   In the above-described example, the recording head and the ink cartridge for storing ink are separable. However, as described below, the head cartridge in which these recording head and ink cartridge are integrated is used as the carriage 2. May be installed.

図9はヘッドカートリッジの構成の一例を示す外観斜視図である。図8ではインクカートリッジ6と記録ヘッド3は別体としているがインクカートリッジと記憶ヘッドを一体化したヘッドカートリッジにも本発明のインクジェット記録ヘッド用基板は適用できる。   FIG. 9 is an external perspective view showing an example of the configuration of the head cartridge. In FIG. 8, the ink cartridge 6 and the recording head 3 are separated, but the ink jet recording head substrate of the present invention can also be applied to a head cartridge in which the ink cartridge and the storage head are integrated.

図9に示されているように、インクジェットカートリッジIJCはブラックインクを吐出するカートリッジIJCKとシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロ(Y)の3色のカラーインクを吐出するカートリッジIJCCから構成されており、これら2つのカートリッジは互いに対して分離可能であり、夫々独立にキャリッジ2と脱着可能である。   As shown in FIG. 9, the inkjet cartridge IJC is composed of a cartridge IJCK that discharges black ink and a cartridge IJCC that discharges three color inks of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y). These two cartridges are separable from each other and can be detached from the carriage 2 independently.

カートリッジIJCKはブラックインクを貯留するインクタンクITKとブラックインクを吐出して記録する記録ヘッドIJHKとから成り立っているが、これらは一体型の構成となっている。同様に、カートリッジIJCCはシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロ(Y)の3色のカラーインクを貯留するインクタンクITCとこれらカラーインクを吐出して記録する記録ヘッドIJHCとから成り立っているが、これらは一体型の構成となっている。なお、この実施例ではインクタンク内にインクが充填されているカートリッジとなっている。   The cartridge IJCK includes an ink tank ITK that stores black ink and a recording head IJHK that discharges and records black ink. These cartridges have an integrated configuration. Similarly, the cartridge IJCC includes an ink tank ITC that stores three color inks of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), and a recording head IJHC that discharges and records these color inks. However, these are integrated. In this embodiment, the ink tank is filled with ink.

さらに、図9から明らかなように、ブラックインクを吐出するノズル列、シアンインクを吐出するノズル列、マゼンタインクを吐出するノズル列、イエロインクを吐出するノズル列はキャリッジ移動方向に並んで配置され、ノズルの配列方向はキャリッジ移動方向とは交差する方向となっている。   Further, as is apparent from FIG. 9, the nozzle row for ejecting black ink, the nozzle row for ejecting cyan ink, the nozzle row for ejecting magenta ink, and the nozzle row for ejecting yellow ink are arranged side by side in the carriage movement direction. The nozzle arrangement direction intersects the carriage movement direction.

次に、上記構成の記録装置の記録ヘッド3に用いられるヘッド基板について説明する。図10は3色のカラーインクを吐出する記録ヘッドIJHCの立体的な構造を示す斜視図である。   Next, a head substrate used in the recording head 3 of the recording apparatus having the above configuration will be described. FIG. 10 is a perspective view showing a three-dimensional structure of a recording head IJHC that discharges three color inks.

図10からインクタンクITCから供給されるインクの流れが明らかになる。記録ヘッドIJHCには、シアン(C)インクを供給するインクチャネル2C、マゼンタ(M)インクを供給するインクチャネル2M、イエロ(Y)インクを供給するインクチャネル2Yがあり、インクタンクITCからは夫々のインクチャネルに基板の裏面側から夫々のインクを供給する供給路(不図示)が備えられている。   FIG. 10 reveals the flow of ink supplied from the ink tank ITC. The recording head IJHC includes an ink channel 2C that supplies cyan (C) ink, an ink channel 2M that supplies magenta (M) ink, and an ink channel 2Y that supplies yellow (Y) ink. The ink channels are provided with supply paths (not shown) for supplying respective inks from the back side of the substrate.

これらのインクチャネルを経てCインク、Mインク、Yインクは夫々、インク流路1301C、1301M、1301Yによって基板上に設けられた電気熱変換体(ヒータ)210まで導かれる。そして、電気熱変換体(ヒータ)210に対して後述する回路を通して通電されると、電気熱変換体(ヒータ)210上にあるインクに熱が与えられ、インクが沸騰し、その結果、生じた泡(bubble)によって吐出口1302C、1302M、1302Yからインク液滴1900C、1900M、1900Yが吐出される。   Through these ink channels, the C ink, M ink, and Y ink are respectively guided to an electrothermal transducer (heater) 210 provided on the substrate by ink flow paths 1301C, 1301M, and 1301Y. When the electrothermal converter (heater) 210 is energized through a circuit to be described later, heat is applied to the ink on the electrothermal converter (heater) 210 and the ink is boiled. Ink droplets 1900C, 1900M, and 1900Y are ejected from the ejection ports 1302C, 1302M, and 1302Y by bubbles.

なお、図10において、301は後で詳述する電気熱変換体やこれを駆動する種々の回路、メモリ、キャリッジHCとの電気的接点となる種々のパッド、種々の信号線が形成されたヘッド基板である。   In FIG. 10, reference numeral 301 denotes an electrothermal transducer which will be described in detail later, various circuits for driving the same, memory, various pads serving as electrical contacts with the carriage HC, and a head formed with various signal lines. It is a substrate.

また、1つの電気熱変換体(ヒータ)、これを駆動するMOS−FET、及び電気熱変換体(ヒータ)をまとめて記録素子といい、複数の記録素子を総称して記録素子部という。   One electrothermal transducer (heater), a MOS-FET for driving the electrothermal transducer, and the electrothermal transducer (heater) are collectively referred to as a recording element, and a plurality of recording elements are collectively referred to as a recording element section.

図10ではカラーインクを吐出する記録ヘッドIJHCの立体的な構造を示したが、ブラックインクを吐出する記録ヘッドIJHKも同様な構造をしている。ただし、その構造は図10に示す構成の3分の1である。即ち、インクチャネルは1つであり、ヘッド基板の規模も約3分の1程度となる。   Although FIG. 10 shows the three-dimensional structure of the recording head IJHC that discharges color ink, the recording head IJHK that discharges black ink also has the same structure. However, the structure is one third of the configuration shown in FIG. That is, there is one ink channel, and the size of the head substrate is about one third.

次に、上記インクジェット記録装置の制御構成について説明する。図11は図8に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。   Next, the control configuration of the ink jet recording apparatus will be described. FIG. 11 is a block diagram showing a control configuration of the recording apparatus shown in FIG.

図11に示すように、コントローラ60は、MPU60a、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したROM60b、キャリッジモータM1の制御、搬送モータM2の制御、及び、記録ヘッド3の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路(ASIC)60c、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたRAM60d、MPU60a、ASIC60c、RAM60dを相互に接続してデータの授受を行うシステムバス60e、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してA/D変換し、デジタル信号をMPU60aに供給するA/D変換器60fなどで構成される。   As shown in FIG. 11, the controller 60 includes an MPU 60a, a ROM 60b storing a program corresponding to a control sequence to be described later, a required table, and other fixed data, control of the carriage motor M1, control of the transport motor M2, and recording. A special-purpose integrated circuit (ASIC) 60c that generates a control signal for controlling the head 3, and a RAM 60d, an MPU 60a, an ASIC 60c, and a RAM 60d provided with an image data development area, a program execution area, and the like are connected to each other. A system bus 60e for transferring data, and an A / D converter 60f for inputting analog signals from the sensor group described below, A / D converting them, and supplying digital signals to the MPU 60a, and the like.

また、図11において、61aは画像データの供給源となるコンピュータ(或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど)でありホスト装置と総称される。ホスト装置61aと記録装置1との間ではインタフェース(I/F)61bを介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。   In FIG. 11, reference numeral 61a denotes a computer (or an image reading reader, a digital camera, or the like) serving as a supply source of image data, and is collectively referred to as a host device. Image data, commands, status signals, and the like are transmitted and received between the host apparatus 61a and the recording apparatus 1 via an interface (I / F) 61b.

さらに、62はスイッチ群であり、電源スイッチ62a、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ62b、及び記録ヘッド3のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理(回復処理)の起動を指示するための回復スイッチ62cなど、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。63はホームポジションhを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ63a、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ63b等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。   Further, reference numeral 62 denotes a switch group, which instructs activation of a power switch 62a, a print switch 62b for instructing printing start, and a process (recovery process) for maintaining the ink ejection performance of the recording head 3 in a good state. For example, a recovery switch 62c for receiving the command input from the operator. Reference numeral 63 denotes a position sensor 63a such as a photocoupler for detecting the home position h, a temperature sensor 63b provided at an appropriate location of the recording apparatus for detecting the environmental temperature, and the like. It is a sensor group.

さらに、64aはキャリッジ2を矢印A方向に往復走査させるためのキャリッジモータM1を駆動させるキャリッジモータドライバ、64bは記録媒体Pを搬送するための搬送モータM2を駆動させる搬送モータドライバである。   Further, 64a is a carriage motor driver for driving the carriage motor M1 for reciprocating scanning of the carriage 2 in the direction of arrow A, and 64b is a transport motor driver for driving the transport motor M2 for transporting the recording medium P.

ASIC60cは、記録ヘッド3による記録走査の際に、RAM60dの記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子(ヒータ)の駆動データ(DATA)を転送する。   The ASIC 60c transfers drive data (DATA) of the printing element (heater) to the print head while directly accessing the storage area of the RAM 60d during print scan by the print head 3.

次に、上記構成の記録装置の記録ヘッドに用いられるヘッド基板(素子基体)について詳細に説明する。特に、ヘッド基板上(ヒータボード上)に作りこまれる駆動回路の構成を中心に説明する。なお、上述したように、ヘッド基板の上には各記録素子に対応してインク吐出口30C,M,Yやこのインク吐出口に連通した流路31C,M,Yを形成する部材(不図示)が設けられており、これにより記録ヘッドを構成する。そして、この記録素子上に供給されるインクを記録素子の駆動によって加熱することで膜沸騰による気泡を発生させインクを吐出口から吐出する構成となっている。   Next, the head substrate (element substrate) used in the recording head of the recording apparatus having the above configuration will be described in detail. In particular, the configuration of the drive circuit built on the head substrate (on the heater board) will be mainly described. As described above, the members (not shown) that form the ink discharge ports 30C, M, Y corresponding to the respective recording elements and the flow paths 31C, M, Y communicating with the ink discharge ports on the head substrate. ) Is provided, thereby forming a recording head. The ink supplied onto the recording element is heated by driving the recording element to generate bubbles due to film boiling, and the ink is ejected from the ejection port.

図3は第1実施形態によるヘッド基板301の回路構成と、電気信号の流れを模式的に示す回路ブロック図である。図3において、ヘッド基板301はヒータや駆動回路を半導体プロセス技術により一体的に作り込んだ基板であり、上述のヘッド基板1705に相当するものである。図3に示すように、基板301においては、インク供給口311を中心として回路ブロックが対称配置となっている。この回路ブロックを構成する要素として、インク供給口311を挟んで複数のヒータからなるヒータアレイ310、ヒータに電流を流すための駆動回路アレイ309、駆動回路を制御するための駆動選択回路アレイ308、駆動選択回路アレイへ伝達する信号を生成する素子駆動回路304およびブロック選択回路305、パッド302から入力される信号を処理するための入力回路303が含まれる。なおこれらの回路ブロックはインク供給口311に対して対称な配置となっているため、対称に配置されたブロックに対しては共通の番号を付与している。以下、これらのブロックについてそれぞれのブロックの機能と、信号の流れについて説明する。   FIG. 3 is a circuit block diagram schematically showing the circuit configuration of the head substrate 301 and the flow of electric signals according to the first embodiment. In FIG. 3, a head substrate 301 is a substrate in which a heater and a drive circuit are integrally formed by a semiconductor process technology, and corresponds to the above-described head substrate 1705. As shown in FIG. 3, in the substrate 301, circuit blocks are symmetrically arranged around the ink supply port 311. As elements constituting this circuit block, a heater array 310 composed of a plurality of heaters across an ink supply port 311, a drive circuit array 309 for flowing current to the heaters, a drive selection circuit array 308 for controlling the drive circuits, and a drive An element drive circuit 304 and a block selection circuit 305 that generate signals to be transmitted to the selection circuit array, and an input circuit 303 for processing signals input from the pads 302 are included. Since these circuit blocks are symmetrically arranged with respect to the ink supply port 311, common numbers are assigned to the symmetrically arranged blocks. Hereinafter, the function of each block and the signal flow will be described.

ヘッド基板301は、シリコン基板上にLSIプロセスを用いて各回路ブロックや、インク加熱を行うヒータが形成されたものである。電源電圧、および画像データの入出力を行うパッド302から入力される信号は入力回路303を介して素子駆動信号回路304及びブロック選択回路305へ伝達される。ブロック選択回路305は、入力された信号に基づいて、駆動すべきブロックを選択するためのブロック選択信号を生成する。素子駆動信号回路304は、入力された信号に基づいて、画像データに応じて選択ブロック内の各ヒータを駆動するための素子駆動信号を生成する。これら素子駆動信号とブロック選択信号は、それぞれレベル変換回路312および313に供給される。レベル変換回路312,313は、入力された信号を、入力信号振幅よりも大きい電源電圧振幅の信号へレベルシフトする。レベル変換回路312,313より出力された素子駆動信号とブロック選択信号は、複数の配線からなるバスライン306および307によりヒータ並び方向へと引き回される。   The head substrate 301 is formed by forming each circuit block and a heater for heating ink using an LSI process on a silicon substrate. A signal input from the pad 302 for inputting / outputting the power supply voltage and image data is transmitted to the element drive signal circuit 304 and the block selection circuit 305 via the input circuit 303. The block selection circuit 305 generates a block selection signal for selecting a block to be driven based on the input signal. The element drive signal circuit 304 generates an element drive signal for driving each heater in the selected block according to the image data based on the input signal. These element drive signals and block selection signals are supplied to level conversion circuits 312 and 313, respectively. Level conversion circuits 312 and 313 level-shift the input signal to a signal having a power supply voltage amplitude larger than the input signal amplitude. The element drive signal and the block selection signal output from the level conversion circuits 312 and 313 are routed in the heater arrangement direction by bus lines 306 and 307 including a plurality of wirings.

バスライン306および307からの素子駆動信号とブロック選択信号は、駆動選択回路アレイ308の構成要素である駆動選択回路へとそれぞれ接続され、バスライン306,307からの信号により駆動選択回路のオン・オフが決定される。インクの吐出動作を行う場合には、所望の駆動選択回路がオンとなるようなバスラインの信号が印加され、駆動選択回路から対応する駆動回路をオンとするように信号が出力される。オンとなった駆動回路は対応するヒータに電流を流し、流れる電流によりヒータは加熱されインク発泡、吐出動作が行われる。   The element drive signal and the block selection signal from the bus lines 306 and 307 are respectively connected to a drive selection circuit that is a component of the drive selection circuit array 308, and the signal from the bus lines 306 and 307 turns on / off the drive selection circuit. Off is determined. When an ink ejection operation is performed, a bus line signal that turns on a desired drive selection circuit is applied, and a signal is output from the drive selection circuit to turn on the corresponding drive circuit. When the drive circuit is turned on, a current is supplied to the corresponding heater, and the heater is heated by the flowing current to perform ink foaming and ejection operations.

図4は、上述した駆動選択回路アレイ308及び駆動回路アレイ309から、ヒータアレイ310内の任意の一つのヒータに対応する駆動選択回路、駆動回路を抽出して示した回路図である。   FIG. 4 is a circuit diagram in which a drive selection circuit and a drive circuit corresponding to any one heater in the heater array 310 are extracted from the drive selection circuit array 308 and the drive circuit array 309 described above.

上述したように、素子駆動信号回路304及びブロック選択回路305からの出力信号はレベル変換回路312,313によりレベルシフトされ、入力信号振幅であるVDDよりも高い電圧VDDMの信号振幅を有する。バスライン306,307はこのような電圧VDDMの信号振幅を有する信号を引き回している。   As described above, the output signals from the element drive signal circuit 304 and the block selection circuit 305 are level-shifted by the level conversion circuits 312 and 313, and have a signal amplitude of the voltage VDDM higher than the input signal amplitude VDD. The bus lines 306 and 307 route signals having such a signal amplitude of the voltage VDDM.

回路素子408a〜408dは、それぞれVDDM電位で動作する高耐圧の素子であり、駆動選択回路アレイ308内の1つのヒータに対応する駆動選択回路(NORゲート)を構成している。このNORゲートの出力はヒータのオン・オフ制御を行う駆動回路であるNMOSトランジスタ409のゲートへ接続されている。このセグメントがオンとなる動作は以下のような流れによる。   The circuit elements 408a to 408d are high breakdown voltage elements that operate at the VDDM potential, and constitute a drive selection circuit (NOR gate) corresponding to one heater in the drive selection circuit array 308. The output of the NOR gate is connected to the gate of an NMOS transistor 409 which is a drive circuit that performs heater on / off control. The operation of turning on this segment is as follows.

まず、素子駆動信号回路304及びブロック選択回路305からの出力信号は、レベル変換回路312,313においてその出力信号振幅がVDDMにレベル変換される。ここで素子駆動信号回路304及びブロック選択回路305からの出力信号は、対応する素子及びブロックを選択しない場合にはHiレベルであるVDDM電位を出力し、選択する場合にはLoレベルである0Vをバスラインへ出力する構成としている。   First, the output signals from the element drive signal circuit 304 and the block selection circuit 305 are level-converted to VDDM in the level conversion circuits 312 and 313. Here, the output signals from the element drive signal circuit 304 and the block selection circuit 305 output the VDDM potential that is Hi level when the corresponding element and block are not selected, and 0 V that is Lo level when the selection is made. It is configured to output to the bus line.

従って、未選択のセグメントでは、バスライン306,307からNORゲートに入力される信号のうち、少なくともどちらか一方がVDDM電位となる。NORゲートの入力の少なくとも一方へVDDM電位が入力されるため、その出力電位は0Vとなり、トランジスタ409はオンせずにヒータ電流は流れることはない。一方、バスライン306,307からの入力信号が2つとも0Vとなったとき、NORゲートの出力はVDDM電位となる。この結果、トランジスタ409はオン状態となり、ヒータ電源電位VHからヒータ410を介してヒータ電流を流すこととなる。電流が流れるヒータではインク発泡・吐出に必要な発熱が生じる。   Therefore, in the unselected segment, at least one of the signals input from the bus lines 306 and 307 to the NOR gate has the VDDM potential. Since the VDDM potential is input to at least one of the inputs of the NOR gate, the output potential is 0 V, and the transistor 409 is not turned on and the heater current does not flow. On the other hand, when both of the input signals from the bus lines 306 and 307 become 0V, the output of the NOR gate becomes the VDDM potential. As a result, the transistor 409 is turned on, and a heater current flows from the heater power supply potential VH through the heater 410. The heater through which current flows generates heat necessary for ink foaming and ejection.

NORゲートでは、その入力信号が全て0Vとなった場合にのみ出力がHiとなる。そのため、NORゲートであれば単体でヒータ電流駆動NMOSトランジスタ409の制御が可能となる。一方、NANDゲートを用いた場合では、NANDゲートへの入力信号が全てHi(VDDM)となった場合にのみ出力がLoとなる。このため、NANDゲートによる演算結果でヒータ電流駆動NMOSトランジスタを制御するためには、更にNOT演算を行うためのインバータを挿入する必要が生じてしまい、セグメントあたりの素子数が増加し、高密度に選択回路を配置する上での障害となり得る。   In the NOR gate, the output becomes Hi only when all the input signals become 0V. Therefore, if it is a NOR gate, the heater current drive NMOS transistor 409 can be controlled by itself. On the other hand, when the NAND gate is used, the output becomes Lo only when all the input signals to the NAND gate are Hi (VDDM). For this reason, in order to control the heater current drive NMOS transistor by the calculation result by the NAND gate, it becomes necessary to insert an inverter for performing the NOT calculation further, increasing the number of elements per segment, and increasing the density. This may be an obstacle to the arrangement of the selection circuit.

なお、ヒータ電流駆動用としてNMOSトランジスタ409を用いているのは、一般にNMOSトランジスタが正孔よりも移動度が高い電子をキャリアとするために、PMOSトランジスタよりも同じ面積あたりのオン抵抗を低くすることができるためである。すなわち、ヒータの駆動回路に電子をキャリアとするチャネルを有する電界効果型トランジスタを用いることにより、オン抵抗が低減される。   The reason why the NMOS transistor 409 is used for driving the heater current is that, since the NMOS transistor generally uses electrons having higher mobility than holes as carriers, the on-resistance per area is made lower than that of the PMOS transistor. Because it can. That is, the on-resistance is reduced by using a field effect transistor having a channel with electrons as carriers in the heater drive circuit.

さらに最近のサーマルインクジェットヘッドにおいては、NMOSトランジスタ409の耐圧をより高耐圧としてオン抵抗を低くするために、DMOS(Diffusion MOS)構造を採用することがある。このDMOS構造は、トランジスタのチャネル層を不純物拡散により形成するものである。   In recent thermal ink jet heads, a DMOS (Diffusion MOS) structure may be employed in order to increase the breakdown voltage of the NMOS transistor 409 and lower the on-resistance. In this DMOS structure, a channel layer of a transistor is formed by impurity diffusion.

通常のMOSトランジスタのゲート長はゲート金属(POLY-Siなど)の線幅によって規定されるが、DMOSトランジスタのチャネル長は不純物の拡散長によって規定される。具体的には、DMOSのソース・ドレインを形成する領域をフィールド酸化膜とゲート電極によって形成した後に、このソース領域にチャネル形成用の不純物をイオン注入する。そして、その後、熱処理によってチャネル形成用の不純物をゲート電極の下まで回り込むように熱拡散させつつ活性化する。その後さらにソース・ドレイン領域にチャネル用とは逆の極性の不純物を高い濃度で注入してソース・ドレインを形成する。ここでソース・ドレイン領域の不純物は、上記チャネル用の不純物よりも拡散させない熱処理によって活性化させる。するとチャネル用の不純物とソース・ドレイン用の不純物の拡散長の差がチャネル長となるDMOSトランジスタが作製される。即ち、DMOSトランジスタは、チャネル長を不純物の拡散長により規定する電界効果型トランジスタである。   The gate length of a normal MOS transistor is defined by the line width of a gate metal (such as POLY-Si), while the channel length of a DMOS transistor is defined by the diffusion length of impurities. Specifically, after a region for forming a source / drain of the DMOS is formed by a field oxide film and a gate electrode, a channel forming impurity is ion-implanted into the source region. After that, activation is performed while thermally diffusing impurities for channel formation so as to go under the gate electrode by heat treatment. Thereafter, an impurity having a polarity opposite to that for the channel is implanted into the source / drain region at a high concentration to form the source / drain. Here, the impurity in the source / drain region is activated by a heat treatment that does not diffuse more than the channel impurity. Then, a DMOS transistor is manufactured in which the difference in diffusion length between the channel impurity and the source / drain impurity becomes the channel length. That is, the DMOS transistor is a field effect transistor that defines the channel length by the diffusion length of impurities.

このようなDMOSトランジスタでは、ソース・基板間耐圧がその構造から低くなる場合がある。そのような場合にDMOSトランジスタを用いるには、そのソース電位と基板電位を同電位とする必要が生じる。これに対し、本実施形態のようにNOR回路を用いることで常にDMOSトランジスタのソース電位を基板電位(0V)とすることができるので、DMOSトラジスタを駆動選択回路においても用いることが可能となり、高耐圧な駆動選択回路を少ない素子数で実現可能となる。(例えば、NOR回路に代えてNAND回路を用い、しかもNOR回路と同じ素子数でNAND回路を構成しようとするとNMOS(ここではDMOS)を直列に接続しなくてはいけなくなり、入力論理によってはNMOS(ここではDMOS)のソース電位が基板電位にならない場合がある。)なお、上述のNOR回路中にヒータ駆動用のMOSトランジスタと同じ構造のMOSトランジスタを含むようにしてもよいので、例えば、DMOSトランジスタをNOR回路中に用いるようにしてもよい。   In such a DMOS transistor, the source-substrate breakdown voltage may be lowered due to its structure. In such a case, in order to use the DMOS transistor, it is necessary to make the source potential and the substrate potential the same. On the other hand, since the source potential of the DMOS transistor can always be set to the substrate potential (0 V) by using the NOR circuit as in this embodiment, the DMOS transistor can be used also in the drive selection circuit. A withstand voltage drive selection circuit can be realized with a small number of elements. (For example, if a NAND circuit is used in place of the NOR circuit and the NAND circuit is configured with the same number of elements as the NOR circuit, NMOS (here, DMOS) must be connected in series. (In this case, the source potential of the DMOS may not be the substrate potential.) The above-described NOR circuit may include a MOS transistor having the same structure as the heater driving MOS transistor. You may make it use in a NOR circuit.

またさらに、図4に示すようにCMOS(相補型MOSトランジスタ)によるNORゲートとし、PMOSトランジスタを直列接続した構成を含む。すなわち、図4に示されるように、PMOSトランジスタ408bとNMOSトランジスタ408aによるCMOS構造と、PMOSトランジスタ408dとNMOSトランジスタ408cによるCMOS構造によりNORゲートが形成され、更にPMOSトランジスタ408bとPMOSトランジスタ408dが直列接続されている。この構成により、図2で説明した抵抗208lの機能、即ち、急峻なヒータ電流の立ち上がりを緩やかなものとする効果を得ることが可能となっている。すなわちNORゲートを構成するPMOSトランジスタは、電源電位から直列に出力ノードまで接続されるため、出力をLoからHiへと遷移させるときのオン抵抗が同じゲート幅、ゲート長のPMOS、NMOSトランジスタからなるインバータ(図2のPMOSトランジスタ208KとNMOSトランジスタ208jで形成されるインバータ)を用いた場合に比較して高くすることができる。PMOSトランジスタ408b、408dを直列接続としていることによるオン抵抗と、ヒータ駆動トランジスタ409のゲート容量による時定数によって急峻なヒータ電流の立ち上がりが緩和され、ノイズによる誤動作を抑制することが可能となる。すなわち図2において急峻な電流の立ち上がりを緩和する目的で配置していた抵抗208lを必要としない、あるいはより素子面積の小さい低抵抗の素子に置き換えることが可能となり、駆動制御回路の高密度配置が可能となる。   Furthermore, as shown in FIG. 4, a NOR gate by CMOS (complementary MOS transistor) is used and PMOS transistors are connected in series. That is, as shown in FIG. 4, a NOR gate is formed by a CMOS structure including a PMOS transistor 408b and an NMOS transistor 408a, and a CMOS structure including a PMOS transistor 408d and an NMOS transistor 408c, and the PMOS transistor 408b and the PMOS transistor 408d are connected in series. Has been. With this configuration, it is possible to obtain the function of the resistor 208l described in FIG. 2, that is, the effect of making the steep rise of the heater current gentle. That is, since the PMOS transistor constituting the NOR gate is connected from the power supply potential to the output node in series, the PMOS transistor and the NMOS transistor have the same gate width and gate length when the output is changed from Lo to Hi. Compared with the case of using an inverter (an inverter formed by the PMOS transistor 208K and the NMOS transistor 208j in FIG. 2), it can be made higher. The steep rise of the heater current is alleviated by the ON resistance due to the PMOS transistors 408b and 408d being connected in series and the time constant due to the gate capacitance of the heater drive transistor 409, and malfunction due to noise can be suppressed. That is, the resistor 208l arranged for the purpose of alleviating steep current rise in FIG. 2 can be replaced with a low resistance element having a smaller element area, and the drive control circuit can be arranged at high density. It becomes possible.

以上説明したように、第1実施形態によれば、各セグメントに配置する高耐圧素子の数を低減し、ヘッド基板301に必要な回路をチップサイズの増加を招くことなく高密度に配置することが可能となる。また高密度に配置したヒータ選択回路に対応させてヒータを配置することで、高密度のヒータ配置を達成することが可能となる。即ち、チップサイズを増大させることなく、高密度に配置したヒータを選択駆動可能な回路構成を提供できる。   As described above, according to the first embodiment, the number of high withstand voltage elements arranged in each segment is reduced, and the circuits necessary for the head substrate 301 are arranged at a high density without increasing the chip size. Is possible. Further, by arranging the heaters corresponding to the heater selection circuits arranged at a high density, it is possible to achieve a high-density heater arrangement. That is, it is possible to provide a circuit configuration capable of selectively driving heaters arranged at high density without increasing the chip size.

<第2実施形態>
上記第1実施形態では、レベル変換回路312,313をそれぞれ素子駆動信号回路304、ブロック選択回路305の出力に接続している。第2実施形態では、レベル変換回路を素子駆動信号回路及びブロック選択回路の入力側に接続する構成を説明する。
Second Embodiment
In the first embodiment, the level conversion circuits 312 and 313 are connected to the outputs of the element drive signal circuit 304 and the block selection circuit 305, respectively. In the second embodiment, a configuration in which the level conversion circuit is connected to the input side of the element drive signal circuit and the block selection circuit will be described.

図5は第2実施形態によるヘッド基板301’の回路構成例と電気信号の流れを模式的に示す回路ブロック図である。図5の回路ブロックは、第1の実施形態と同様にインク供給口311を中心として対称配置となっているものを示している。この回路ブロックを構成する要素は、インク供給口311を挟んで複数のヒータからなるヒータアレイ310、ヒータに電流を流すための駆動回路アレイ309、駆動回路を制御するための駆動選択回路アレイ308、駆動選択回路アレイへ伝達する信号を生成する素子駆動回路504およびブロック選択回路505、パッド302から入力される信号を処理するための入力回路303である。   FIG. 5 is a circuit block diagram schematically showing a circuit configuration example of the head substrate 301 ′ according to the second embodiment and the flow of electric signals. The circuit block in FIG. 5 shows a symmetrical arrangement with the ink supply port 311 as the center, as in the first embodiment. Elements constituting this circuit block are a heater array 310 composed of a plurality of heaters across the ink supply port 311, a drive circuit array 309 for flowing current to the heaters, a drive selection circuit array 308 for controlling the drive circuits, and a drive An element drive circuit 504 and a block selection circuit 505 that generate signals to be transmitted to the selection circuit array, and an input circuit 303 for processing signals input from the pads 302.

第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、入力信号と同じ電圧振幅である第1の電源電圧振幅から、より高い電源電圧振幅である第2の電源電圧振幅へと変換を行うレベル変換回路の挿入位置である。第2実施形態では、入力回路303の出力側にレベル変換回路512,513を接続し、レベル変換回路512,513の公団に素子駆動信号回路504、ブロック選択回路505を接続している。第1実施形態においては、素子駆動信号回路304及びブロック選択回路305は第1の電源電圧(VDD)により動作し、それらの回路からの出力信号に対して第2の電源電圧(VDDM)への信号振幅変換を行うレベル変換回路312,313を挿入していた。第2実施形態では、入力回路303からの出力信号に対して第2の電源電圧(VDDM)への信号振幅変換を行うべくレベル変換回路512,513を挿入し、素子駆動信号回路504およびブロック選択回路505は第2の電源電圧(VDDM)で動作させている。   The second embodiment is different from the first embodiment in that level conversion is performed to perform conversion from a first power supply voltage amplitude having the same voltage amplitude as the input signal to a second power supply voltage amplitude having a higher power supply voltage amplitude. This is the insertion position of the circuit. In the second embodiment, level conversion circuits 512 and 513 are connected to the output side of the input circuit 303, and an element drive signal circuit 504 and a block selection circuit 505 are connected to the public corporation of the level conversion circuits 512 and 513. In the first embodiment, the element drive signal circuit 304 and the block selection circuit 305 are operated by the first power supply voltage (VDD), and the output signal from these circuits is supplied to the second power supply voltage (VDDM). Level conversion circuits 312 and 313 for performing signal amplitude conversion have been inserted. In the second embodiment, level conversion circuits 512 and 513 are inserted to perform signal amplitude conversion of the output signal from the input circuit 303 to the second power supply voltage (VDDM), and the element drive signal circuit 504 and the block selection are inserted. The circuit 505 is operated with the second power supply voltage (VDDM).

このような第2実施形態の構成を採用することにより、たとえばブロック選択回路が入力信号を展開するデコーダである場合などにおいて、レイアウト面積が大きくなるレベル変換回路の規模を抑制することが可能となる。例えば、選択回路が4ビットの入力信号から16本の信号線の一つを選択して信号を出力するデコーダを有する場合を例として考える。図6は第2実施形態におけるレベル変換回路513とブロック選択回路505の回路構成を示す。また、図7には第1実施形態におけるレベル変換回路313とブロック選択回路305の回路構成を示す。   By adopting the configuration of the second embodiment as described above, for example, when the block selection circuit is a decoder that develops an input signal, it is possible to suppress the scale of the level conversion circuit that increases the layout area. . For example, consider a case where the selection circuit has a decoder that selects one of 16 signal lines from a 4-bit input signal and outputs a signal. FIG. 6 shows a circuit configuration of the level conversion circuit 513 and the block selection circuit 505 in the second embodiment. FIG. 7 shows circuit configurations of the level conversion circuit 313 and the block selection circuit 305 in the first embodiment.

ここで4ビットの入力信号により16本のバスラインの中から任意の1ラインを選択するためには、4つの入力信号のHi/Loの論理を互いに異なるように16個の4入力ANDゲートへと接続する必要がある。第2実施形態のデコーダでは、4ビットの入力信号を入力回路601の出力から4つのレベル変換回路513a〜513dへ接続し、その出力とさらにインバータ603a〜603dで論理を反転した信号を16個のANDゲート604a〜604pにそれぞれ異なるように接続している。ここでレベル変換回路513a〜513dの出力電圧は、入力信号の電源電圧である第1の電源電圧よりも高い第2の電源電圧となっている。そのためインバータ603a〜603d、およびANDゲート604a〜604pは第2の電源電圧で動作するものである。このような構成とすることで、配置するレベル変換回路は4個となる。   Here, in order to select any one line from the 16 bus lines by the 4-bit input signal, the Hi / Lo logics of the four input signals are changed to the 16 4-input AND gates so as to be different from each other. Need to connect with. In the decoder of the second embodiment, a 4-bit input signal is connected from the output of the input circuit 601 to the four level conversion circuits 513a to 513d, and the output and 16 signals obtained by inverting the logic by the inverters 603a to 603d The AND gates 604a to 604p are connected differently. Here, the output voltage of the level conversion circuits 513a to 513d is a second power supply voltage that is higher than the first power supply voltage that is the power supply voltage of the input signal. Therefore, the inverters 603a to 603d and the AND gates 604a to 604p operate with the second power supply voltage. With this configuration, four level conversion circuits are arranged.

一方、図7に示す第1実施形態の回路構成では、ブロック選択回路305までを第1の電源電圧で動作するようにしているため、ブロック選択回路305の出力である16本のバスラインの1つずつに、即ち、16個のANDゲート704a〜704pの各出力にレベル変換回路313a〜313pを配置する必要がある。以上のように、第2実施形態によれば、図7に示した第1実施形態に比べてレベル変換回路の数を1/4とすることができ、素子数を削減することが可能となる。   On the other hand, in the circuit configuration of the first embodiment shown in FIG. 7, since up to the block selection circuit 305 is operated with the first power supply voltage, one of the 16 bus lines as the output of the block selection circuit 305 is used. It is necessary to arrange the level conversion circuits 313a to 313p one by one, that is, to the outputs of the 16 AND gates 704a to 704p. As described above, according to the second embodiment, the number of level conversion circuits can be reduced to ¼ compared to the first embodiment shown in FIG. 7, and the number of elements can be reduced. .

なお、レベル変換回路512,513を素子駆動信号回路504とブロック選択回路505の前段に配置しているため、レベル変換回路512,513を素子駆動信号回路504を構成する素子は高耐圧であることが要求され、素子面積が大きくなる。したがって、各回路504,505の前段か後段のどちらにレベル変換回路512,513を配置するかは、レベル変換回路に必要な素子数の減少による回路面積の低減と、回路504,505を高耐圧化した場合の回路面積の増加との兼ね合いによって決定すればよい。   Since the level conversion circuits 512 and 513 are arranged in front of the element drive signal circuit 504 and the block selection circuit 505, the elements that constitute the level drive circuits 512 and 513 have a high breakdown voltage. Is required, and the element area increases. Therefore, whether the level conversion circuits 512 and 513 are arranged before or after each of the circuits 504 and 505 depends on the reduction of the circuit area due to the reduction in the number of elements required for the level conversion circuit and the high voltage resistance of the circuits 504 and 505. What is necessary is just to determine by balance with the increase in the circuit area at the time of becoming.

たとえば、素子駆動信号回路504入出力の信号線数に変化がないのであれば、レベル変換回路512を素子駆動信号回路504の後段に配置したほうが有利である。素子駆動信号回路504を低耐圧の素子で構成でき、高密度化に関して有利であるからである。したがって、そのような場合、ブロック選択回路505に対しては前段にレベル変換回路を設け、素子駆動信号回路504に対しては後段にレベル変換回路を設けるようにすればよい。   For example, if there is no change in the number of input / output signal lines of the element drive signal circuit 504, it is advantageous to arrange the level conversion circuit 512 at the subsequent stage of the element drive signal circuit 504. This is because the element drive signal circuit 504 can be configured with low breakdown voltage elements, which is advantageous in terms of high density. Therefore, in such a case, a level conversion circuit may be provided in the preceding stage for the block selection circuit 505, and a level conversion circuit may be provided in the subsequent stage for the element drive signal circuit 504.

以上説明したように、第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、更にブロック選択回路や素子駆動信号回路に係る回路面積を低減できる。   As described above, according to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the circuit area related to the block selection circuit and the element drive signal circuit can be further reduced.

従来のインクジェット記録ヘッド用半導体基板の回路ブロック図と電気信号の流れを示す模式図である。It is the circuit block diagram of the conventional semiconductor substrate for inkjet recording heads, and the schematic diagram which shows the flow of an electrical signal. 従来のインクジェット記録ヘッド用半導体基板の1セグメントあたりの駆動回路を示す図である。It is a figure which shows the drive circuit per segment of the conventional semiconductor substrate for inkjet recording heads. 本発明第1実施形態のインクジェット記録ヘッド用半導体基板の回路ブロック図と電気信号の流れを示す模式図である。FIG. 2 is a circuit block diagram of the semiconductor substrate for an ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention and a schematic diagram showing a flow of electric signals. 本発明第1実施形態のインクジェット記録ヘッド用半導体基板の1セグメントあたりの駆動回路を示す図である。It is a figure which shows the drive circuit per segment of the semiconductor substrate for inkjet recording heads of 1st Embodiment of this invention. 本発明第2実施形態のインクジェット記録ヘッド用半導体基板の回路ブロック図と電気信号の流れを示す模式図である。It is the schematic diagram which shows the circuit block diagram of the semiconductor substrate for inkjet recording heads of 2nd Embodiment of this invention, and the flow of an electrical signal. 本発明第2実施形態のインクジェット記録ヘッド用半導体基板のブロック選択回路を示す図である。It is a figure which shows the block selection circuit of the semiconductor substrate for inkjet recording heads of 2nd Embodiment of this invention. 本発明第1実施形態のインクジェット記録ヘッド用半導体基板のブロック選択回路を示す図である。It is a figure which shows the block selection circuit of the semiconductor substrate for inkjet recording heads of 1st Embodiment of this invention. 本発明が適用できるインクジェット記録装置の概観図である。1 is an overview of an ink jet recording apparatus to which the present invention can be applied. インクジェットカートリッジIJCの詳細な構成を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the detailed structure of the inkjet cartridge IJC. 3色のカラーインクを吐出する記録ヘッドIJHCの立体的な構造を示す斜視図である。3 is a perspective view illustrating a three-dimensional structure of a recording head IJHC that discharges three color inks. FIG. 図8に示したインクジェット記録装置の記録制御を実行するための制御構成を示す図である。It is a figure which shows the control structure for performing recording control of the inkjet recording device shown in FIG.

Claims (12)

インクを吐出するために利用される熱エネルギ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を搭載した基板であって、
第1の電圧振幅レベルの入力信号に基づいて、駆動すべきブロックを選択するためのブロック選択信号と、画像データに応じて駆動すべき電気熱変換素子を駆動するための素子駆動信号とのそれぞれを前記第1の電圧振幅レベルよりも高い第2の電圧振幅レベルにて出力する第1回路部と、
前記第1回路部より出力された信号を入力し、駆動すべき電気熱変換素子に対応する駆動回路を制御するための、前記第2の電圧振幅レベルを有する制御信号を出力するNOR回路で構成された第2回路部とを備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッド用基板。
A substrate on which an electrothermal conversion element for generating thermal energy used for ejecting ink and a drive circuit for driving the electrothermal conversion element are mounted;
Each of a block selection signal for selecting a block to be driven based on an input signal of the first voltage amplitude level and an element drive signal for driving an electrothermal transducer to be driven according to image data A first circuit unit for outputting at a second voltage amplitude level higher than the first voltage amplitude level;
A NOR circuit that inputs a signal output from the first circuit unit and outputs a control signal having the second voltage amplitude level for controlling a drive circuit corresponding to the electrothermal transducer to be driven An inkjet recording head substrate.
前記NORゲートは相補型MOSトランジスタにより実現されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。   2. The ink jet recording head substrate according to claim 1, wherein the NOR gate is realized by a complementary MOS transistor. 前記駆動回路は、1つ以上の電界効果型トランジスタにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。   2. The ink jet recording head substrate according to claim 1, wherein the driving circuit is composed of one or more field effect transistors. 前記NORゲートは、前記駆動回路を構成する電界効果型トランジスタと共通の素子構造を有する素子を含むことを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。   4. The substrate for an ink jet recording head according to claim 3, wherein the NOR gate includes an element having an element structure common to a field effect transistor constituting the driving circuit. 前記駆動回路は、電子をキャリアとするチャネルを有する電界効果型トランジスタを含むことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。   2. The substrate for an ink jet recording head according to claim 1, wherein the driving circuit includes a field effect transistor having a channel using electrons as carriers. 前記駆動回路は、チャネル長を不純物の拡散長により規定する電界効果型トランジスタを含むことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。   2. The substrate for an ink jet recording head according to claim 1, wherein the driving circuit includes a field effect transistor that defines a channel length by an impurity diffusion length. 前記第1回路部は、前記第1の電圧振幅レベルの信号を前記第2の電圧振幅レベルの信号に変換する変換部を、前記ブロック選択信号を生成する回路の前段に有することを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。   The first circuit unit includes a conversion unit that converts a signal having the first voltage amplitude level into a signal having the second voltage amplitude level, in a stage preceding the circuit that generates the block selection signal. The ink jet recording head substrate according to claim 2. 前記第1回路部は、前記第1の電圧振幅レベルの信号を前記第2の電圧振幅レベルの信号に変換する変換部を、前記素子駆動信号を生成する回路の前段に有することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。   The first circuit unit includes a conversion unit that converts a signal having the first voltage amplitude level into a signal having the second voltage amplitude level, in a stage preceding the circuit that generates the element driving signal. 2. The ink jet recording head substrate according to claim 1. インクを吐出するために利用される熱エネルギ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を搭載した基板における、電気熱変換素子の駆動制御方法であって、
第1の電圧振幅レベルの入力信号を入力し、
入力した前記入力信号に基づいて、駆動すべきブロックを選択するためのブロック選択信号と、画像データに応じて駆動すべき電気熱変換素子を駆動するための素子駆動信号とのそれぞれを前記第1の電圧振幅レベルよりも高い第2の電圧振幅レベルにて出力し、
前記第2の電圧振幅レベルにて出力された信号をNOR回路に入力して、駆動すべき電気熱変換素子に対応する駆動回路を制御するための、前記第2の電圧振幅レベルを有する制御信号を出力し、
前記制御信号に基づいて電気熱変換素子を駆動することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの駆動制御方法。
A drive control method for an electrothermal conversion element on a substrate on which an electrothermal conversion element for generating thermal energy used for discharging ink and a drive circuit for driving the electrothermal conversion element are mounted There,
Input an input signal of the first voltage amplitude level,
A block selection signal for selecting a block to be driven based on the input signal and an element drive signal for driving an electrothermal transducer to be driven in accordance with image data are respectively set to the first. Output at a second voltage amplitude level higher than the voltage amplitude level of
A control signal having the second voltage amplitude level for controlling the drive circuit corresponding to the electrothermal transducer to be driven by inputting the signal output at the second voltage amplitude level to the NOR circuit. Output
A drive control method for an ink jet recording head, wherein the electrothermal conversion element is driven based on the control signal.
インクを吐出するための吐出口と、
前記吐出口に対応して設けられた電気熱変換素子と、
該電気熱変換素子を駆動するための駆動回路とを搭載した基板を備え、
前記基板が、
第1の電圧振幅レベルの入力信号に基づいて、駆動すべきブロックを選択するためのブロック選択信号と、画像データに応じて駆動すべき電気熱変換素子を駆動するための素子駆動信号とのそれぞれを前記第1の電圧振幅レベルよりも高い第2の電圧振幅レベルにて出力する第1回路部と、
前記第1回路部より出力された信号を入力し、駆動すべき電気熱変換素子に対応する駆動回路を制御するための、前記第2の電圧振幅レベルを有する制御信号を出力するNOR回路で構成された第2回路部とを備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
An ejection port for ejecting ink;
An electrothermal conversion element provided corresponding to the discharge port;
Comprising a substrate mounted with a drive circuit for driving the electrothermal transducer,
The substrate is
Each of a block selection signal for selecting a block to be driven based on an input signal of the first voltage amplitude level and an element drive signal for driving an electrothermal transducer to be driven according to image data A first circuit unit for outputting at a second voltage amplitude level higher than the first voltage amplitude level;
A NOR circuit that inputs a signal output from the first circuit unit and outputs a control signal having the second voltage amplitude level for controlling a drive circuit corresponding to the electrothermal transducer to be driven An ink jet recording head comprising: the second circuit portion.
インクを吐出するための吐出口と、前記吐出口に対応して設けられた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を搭載した基板を備えたインクジェット記録ヘッドと、
該インクジェット記録ヘッドに供給するためのインクが充填されたインクタンクとを備え、
前記基板が、
第1の電圧振幅レベルの入力信号に基づいて、駆動すべきブロックを選択するためのブロック選択信号と、画像データに応じて駆動すべき電気熱変換素子を駆動するための素子駆動信号とのそれぞれを前記第1の電圧振幅レベルよりも高い第2の電圧振幅レベルにて出力する第1回路部と、
前記第1回路部より出力された信号を入力し、駆動すべき電気熱変換素子に対応する駆動回路を制御するための、前記第2の電圧振幅レベルを有する制御信号を出力するNOR回路で構成された第2回路部とを備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッドカートリッジ。
An ink jet recording head comprising a substrate on which an ejection port for ejecting ink, an electrothermal conversion element provided corresponding to the ejection port, and a drive circuit for driving the electrothermal conversion element are mounted;
An ink tank filled with ink to be supplied to the inkjet recording head,
The substrate is
Each of a block selection signal for selecting a block to be driven based on an input signal of the first voltage amplitude level and an element drive signal for driving an electrothermal transducer to be driven according to image data A first circuit unit for outputting at a second voltage amplitude level higher than the first voltage amplitude level;
A NOR circuit that inputs a signal output from the first circuit unit and outputs a control signal having the second voltage amplitude level for controlling a drive circuit corresponding to the electrothermal transducer to be driven An ink jet recording head cartridge.
インクを吐出するための吐出口と、前記吐出口に対応して設けられた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を搭載した基板を有するインクジェット記録ヘッドと、
前記インクジェット記録ヘッドに制御信号を送信するための回路とを備え、
前記基板が、
第1の電圧振幅レベルの入力信号に基づいて、駆動すべきブロックを選択するためのブロック選択信号と、画像データに応じて駆動すべき電気熱変換素子を駆動するための素子駆動信号とのそれぞれを前記第1の電圧振幅レベルよりも高い第2の電圧振幅レベルにて出力する第1回路部と、
前記第1回路部より出力された信号を入力し、駆動すべき電気熱変換素子に対応する駆動回路を制御するための、前記第2の電圧振幅レベルを有する制御信号を出力するNOR回路で構成された第2回路部とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
An ink jet recording head having a substrate on which an ejection port for ejecting ink, an electrothermal conversion element provided corresponding to the ejection port, and a drive circuit for driving the electrothermal conversion element are mounted;
A circuit for transmitting a control signal to the inkjet recording head,
The substrate is
Each of a block selection signal for selecting a block to be driven based on an input signal of the first voltage amplitude level and an element drive signal for driving an electrothermal transducer to be driven according to image data A first circuit unit for outputting at a second voltage amplitude level higher than the first voltage amplitude level;
A NOR circuit that inputs a signal output from the first circuit unit and outputs a control signal having the second voltage amplitude level for controlling a drive circuit corresponding to the electrothermal transducer to be driven An ink jet recording apparatus comprising: the second circuit portion.
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