JP2013107341A - Head substrate, inkjet recording head using the head substrate, and recording device using the recording head - Google Patents

Head substrate, inkjet recording head using the head substrate, and recording device using the recording head Download PDF

Info

Publication number
JP2013107341A
JP2013107341A JP2011255426A JP2011255426A JP2013107341A JP 2013107341 A JP2013107341 A JP 2013107341A JP 2011255426 A JP2011255426 A JP 2011255426A JP 2011255426 A JP2011255426 A JP 2011255426A JP 2013107341 A JP2013107341 A JP 2013107341A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
recording
head
signal
data signal
lvds
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011255426A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5906066B2 (en
Inventor
Kimiyuki Hayashizaki
公之 林崎
Tatsuo Furukawa
達生 古川
Nobuyuki Hirayama
信之 平山
Akira Kasai
亮 葛西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2011255426A priority Critical patent/JP5906066B2/en
Publication of JP2013107341A publication Critical patent/JP2013107341A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5906066B2 publication Critical patent/JP5906066B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a head substrate capable of maintaining reliability equivalent to that of a conventional ones while achieving a reduction in the number of terminals even when the number of recording elements is increased with the increase in image quality of a recording head, and to provide a long recording head in which the head substrate is turned into multiple chips.SOLUTION: A high capacity high frequency data is transferred by LVDS for reducing the number of terminals, and is stored in a shift register by using an internal clock having a double period or more generated by a clock generation part provided inside a head substrate. A recording data signal thus held is sequentially supplied to a plurality of recording elements driven by time division driving, and the plurality of recording elements are driven. In this way, in addition to the capability of applying EMI measures as compared with the cases in which the clock is separately supplied, the recording data signal is developed with the clock having a lower frequency inside the head substrate. Accordingly, the reliability of recording is improved.

Description

本発明はヘッド基板、そのヘッド基板を用いた記録ヘッド、及び、その記録ヘッドを用いた記録装置に関する。特に、本発明は、例えば、記録素子の数が数千個程度配置されたヘッド基板、そのヘッド基板を用い、インクジェット方式で記録を行なう記録ヘッド、及び、その記録ヘッドを用いる記録装置に関するものである。   The present invention relates to a head substrate, a recording head using the head substrate, and a recording apparatus using the recording head. In particular, the present invention relates to, for example, a head substrate in which about several thousand recording elements are arranged, a recording head that performs recording by an ink jet method using the head substrate, and a recording apparatus that uses the recording head. is there.

例えば、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等における情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に記録を行う記録装置が広く使用されている。これらの記録装置は、現代のビジネスオフィスやその他の事務処理部門に用いられている。さらにはパーソナルユースの記録装置として使用される。また、これらの記録装置には、高密度及び高速記録が強く望まれている一方で、更なるコストダウンも求められている。従って、これらの要求を満たすために、開発、改良が試みられている。   For example, as information output devices in word processors, personal computers, facsimiles, and the like, recording devices that record information such as desired characters and images on a sheet-like recording medium such as paper or film are widely used. These recording devices are used in modern business offices and other paper processing departments. Furthermore, it is used as a recording device for personal use. In addition, high-density and high-speed recording is strongly desired for these recording apparatuses, and further cost reduction is required. Therefore, development and improvement have been attempted to meet these requirements.

上述した記録装置の中で、低騒音なノンインパクト記録としてインクを記録素子に配置した吐出口から吐出させて記録を行うインクジェット記録装置(以下、記録装置)が知られている。その記録装置はその構造的な特徴から、高密度及び高速記録が可能であり、ローコストなカラープリンタ等として広く普及している。その記録装置は、吐出口及びこの吐出口からインクを吐出するための吐出エネルギーを発生する電気熱変換素子を有する記録素子(ノズル)を備えた記録ヘッドを用い、所望される記録情報に応じてインクを吐出して記録を行う。   Among the recording apparatuses described above, an ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as a recording apparatus) that performs recording by discharging ink from an ejection port disposed in a recording element is known as low-noise non-impact recording. The recording apparatus is capable of high-density and high-speed recording due to its structural characteristics, and is widely used as a low-cost color printer. The recording apparatus uses a recording head including a recording element (nozzle) having an ejection port and an electrothermal conversion element that generates ejection energy for ejecting ink from the ejection port, and according to desired recording information. Recording is performed by discharging ink.

その記録ヘッドの構成としては、従来から、複数個の記録素子を一列、もしくは複数列に配置してなる記録ヘッドが知られている。このような記録ヘッドでは、記録素子N個を1ブロックとして同時駆動可能な駆動用集積回路を同一基板上に数個または数十個搭載している。画像データを各記録素子に対応させて整列させ、その画像データに基づいて記録素子を駆動することにより、記録紙等の記録媒体に任意の記録を行うことができる。   As a configuration of the recording head, a recording head in which a plurality of recording elements are arranged in a single row or a plurality of rows is conventionally known. In such a recording head, several or several tens of driving integrated circuits that can be driven simultaneously with N recording elements as one block are mounted on the same substrate. Arbitrary recording can be performed on a recording medium such as recording paper by aligning image data corresponding to each recording element and driving the recording element based on the image data.

近年の記録の高精細化、高画質化に伴い、記録ヘッドの性能は格段に向上した。一方、その高精細化、高画質化に伴って記録素子の個数が増加したことや、或は、高速記録を達成する目的のために、記録素子の同時駆動数も増大する。そして、記録素子の性能も進歩しており、1μ秒程度のパルス幅で、数ピコリットルのインクを吐出させることが可能となっている。これは大電流を高速にスイッチングする機能素子(MOS−FETドライバ等)によって達成される。   The performance of recording heads has been greatly improved with the recent increase in recording resolution and image quality. On the other hand, the number of recording elements increases with the increase in definition and image quality, or the number of simultaneous driving of the recording elements increases for the purpose of achieving high-speed recording. The performance of the recording element has also advanced, and it is possible to eject several picoliters of ink with a pulse width of about 1 μsec. This is achieved by a functional element (such as a MOS-FET driver) that switches a large current at high speed.

これに加えて、記録素子を選択的に通電駆動するための画像データ転送においても同様に改善が図られた。既に、画像データの転送周波数は10MHzを超え、更に高速のデータ転送を達成するために、画像データ転送クロックの立ち上がりエッジだけでなく、立ち下がりエッジでも画像データをシフトできるよう工夫されてきている。それでも、記録素子からのインク吐出周期内に画像データの転送が完了しない場合には、画像データラインの転送をパラレルにして、同一クロック周波数での並行処理を行うようにしている。   In addition to this, the image data transfer for selectively energizing the recording elements is also improved. Already, the transfer frequency of image data exceeds 10 MHz, and in order to achieve higher-speed data transfer, it has been devised that image data can be shifted not only at the rising edge but also at the falling edge of the image data transfer clock. Nevertheless, if the transfer of image data is not completed within the ink ejection period from the printing element, the transfer of the image data lines is made parallel and parallel processing at the same clock frequency is performed.

また、画像データだけでなく各種データや制御情報を高速転送する必要性も生じている。例えば、記録ヘッドの機種もその記録装置本体の性能に合わせて多機種にわたり、機種を識別する情報を持つ記録ヘッドも現れた。更にインクジェット記録ヘッドの場合、消耗品となるインクカートリッジのインク使用量等、記録装置本体が必要とする記録ヘッドに関する情報は多岐にわたる。   In addition to the image data, various data and control information need to be transferred at high speed. For example, there are various types of printheads according to the performance of the printing apparatus main body, and some printheads have information for identifying the type. Further, in the case of an ink jet recording head, there is a wide variety of information regarding the recording head required by the recording apparatus main body, such as the amount of ink used by an ink cartridge that is a consumable item.

記録ヘッドでは、同時駆動の記録素子数が多くなれば、駆動に必要なエネルギーも大きなものとなる。そのため、記録装置本体の性能の1つである電源回路の容量に合わせた記録素子の駆動方法が必要になる。更に、熱エネルギーを利用して記録を行う記録素子の場合、1つの記録素子が連続駆動されると熱が蓄積され、記録濃度に変化を及ぼしたり、あるいは記録素子そのものを破壊してしまう可能性がある。特に、製造ばらつき等の要因があると、記録素子に印加されるエネルギーが適正なものとならず、記録ヘッドの耐久性等を低下させる要因ともなる。   In the recording head, as the number of simultaneously driven recording elements increases, the energy required for driving increases. For this reason, a recording element driving method that matches the capacity of the power supply circuit, which is one of the performances of the recording apparatus main body, is required. Further, in the case of a recording element that performs recording using thermal energy, if one recording element is continuously driven, heat is accumulated, which may change the recording density or destroy the recording element itself. There is. In particular, when there is a factor such as manufacturing variation, the energy applied to the recording element is not appropriate, and the durability of the recording head is reduced.

また、記録素子は、これに隣接する記録素子からも影響を受ける。例えば、インクジェット記録ヘッド(以下、記録ヘッド)では、隣接する記録素子を同時駆動すると、インク吐出の際に生じる圧力により、各々のノズルに相互的な圧力による干渉を受ける。この圧力干渉(クロストーク)により、記録濃度に変化が生じる場合がある。このために、記録素子を駆動した後に、ある程度放熱、もしくはクロストークを避ける休止時間を設けるように制御を行うことが望ましい。   The recording element is also affected by the recording element adjacent thereto. For example, in an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head), when adjacent recording elements are simultaneously driven, each nozzle is subjected to interference due to mutual pressure due to the pressure generated during ink ejection. This pressure interference (crosstalk) may cause a change in recording density. For this reason, it is desirable to perform control so as to provide a pause time to avoid heat radiation to some extent or crosstalk after driving the recording element.

その他、インクや処理液を収容するカートリッジの使用量、特に、記録ヘッドにインクを供給するインクカートリッジの使用量にあわせて駆動制御する要求も多くなってきている。この要求は、インクの色情報や製造年月日による違い、インクの粘度による違い、使用用途による違い等多岐にわたるものである。   In addition, there is an increasing demand for drive control in accordance with the usage amount of cartridges that contain ink and processing liquid, particularly the usage amount of ink cartridges that supply ink to the recording head. This requirement is diverse, such as differences depending on ink color information and manufacturing date, differences due to ink viscosity, and differences depending on usage.

特開平7−241992号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-241992 特開平10−166583号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-166583 特開2002−326348号公報JP 2002-326348 A 特開2005−199665号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-199665

以上のような問題や要求に対処するため、記録ヘッド内部に、ヘッド温度を検出する手段、駆動方法を外部入力信号で任意に変更できる手段、製造ばらつきによる記録ヘッド較差を検知できる手段を具備したものがある。そして、それらの情報を必要に応じて取り出して制御することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、記録素子群を所定個の記録素子からなる複数のブロックに分けて、このブロック毎に時分割駆動する回路構成が実用化されている。このようにヘッドユニット周辺の制御は、記録装置の高機能化に伴い、様々な制御方法が採用され、処理体系が煩雑化してきているのが現状である。   In order to cope with the above problems and requirements, the recording head includes means for detecting the head temperature, means for arbitrarily changing the driving method with an external input signal, and means for detecting the recording head difference due to manufacturing variations. There is something. And it is proposed to take out and control such information as needed (for example, refer patent document 1). Also, a circuit configuration in which the recording element group is divided into a plurality of blocks composed of a predetermined number of recording elements and time-division driving is performed for each block has been put into practical use. As described above, the control of the periphery of the head unit is under the present situation that various control methods have been adopted and the processing system has become complicated as the recording apparatus has become highly functional.

また、上記のような記録ヘッドを用いた記録装置においては、記録の高速化や記録密度の高精細化のために、記録ヘッド内に設けられる記録素子数が増大する傾向にある。このため、前述の時分割駆動のブロック数が増加し、デコーダ回路等を用いても制御信号線の数は増加してしまう。例えば、論理レベルが5V、或いは、3.3Vのクロック信号を数10MHzで転送すると、その放射ノイズが周辺機器へ及ぼす影響、記録装置の制御信号ラインに与える影響は大きくなる。   In the recording apparatus using the recording head as described above, the number of recording elements provided in the recording head tends to increase in order to increase the recording speed and the recording density. For this reason, the number of blocks for the time-division driving described above increases, and the number of control signal lines increases even when a decoder circuit or the like is used. For example, when a clock signal having a logic level of 5V or 3.3V is transferred at several tens of MHz, the influence of the radiation noise on peripheral devices and the control signal line of the recording apparatus increase.

更に記録装置は、記録素子に通電する大電流を高速スイッチングしなければならない。機能素子によるスイッチングノイズ(誘導起電力)は、電源端子から論理レベルを超えて発生し、付近の論理信号系列配線に影響を及ぼす。これは、画像データやクロック信号をはじめ、制御データライン等にも論理回路の誤動作による異常記録という形で顕在化し、記録装置の構成上問題となっていた。このようなノイズが発生した場合の対策を講じる構成として、できる限り論理回路の接地端子と電源ラインの接地端子を分離し、記録装置の電源供給末端部で短絡させる等の方法がある。しかしながら、記録装置の小型化も相まって飛び込みノイズの影響が多くなってきた。記録ヘッドを搭載するキャリッジは、記録装置内でキャリッジモータにより高速移動し、その移動とともにキャリッジと記録装置本体とを接続するフレキシブルケーブルの配線基板の形状の変化で飛び込むノイズレベルも変化する。画像品質や機能が向上すればするほど、このような記録ヘッドの構成やその周辺装置の制御が複雑化する。記録装置本体の制御部はノイズによる誤動作対策等、その制御も煩雑になってくるため、その記録ヘッドを搭載する記録装置本体の制御部には大きな負荷が生じてくる。   Furthermore, the recording apparatus must perform high-speed switching of a large current passing through the recording element. Switching noise (inductive electromotive force) due to the functional element is generated beyond the logic level from the power supply terminal, and affects nearby logic signal series wiring. This has become apparent in the form of abnormal recording due to malfunction of the logic circuit in image data, clock signals, and control data lines, and has become a problem in the configuration of the recording apparatus. As a configuration for taking measures against such noise, there is a method in which the ground terminal of the logic circuit and the ground terminal of the power supply line are separated as much as possible and short-circuited at the power supply terminal of the recording apparatus. However, coupled with the downsizing of the recording apparatus, the influence of jumping noise has increased. The carriage on which the recording head is mounted is moved at high speed by a carriage motor in the recording apparatus, and the noise level that jumps in is changed with the movement of the flexible cable wiring board connecting the carriage and the recording apparatus main body. The higher the image quality and function, the more complicated the configuration of such a recording head and the control of its peripheral devices. Since the control unit of the recording apparatus main body is complicated to control malfunctions due to noise and the like, a large load is generated on the control unit of the recording apparatus main body on which the recording head is mounted.

例えば、記録ヘッドの動作モードに含わせて駆動パターンを変化させる等の制御シーケンスの管理/実行を行う必要がある。記録ヘッドの製造ばらつきやロット差が大きい場合には、その記録状態の差が顕著に画像に反映されてくる場合もあるのでこれらを管理して較正することが必要になる。更に、記録ヘッドの機種判別や駆動状況を逐次モニタするなど、記録装置と記録ヘッドとの間で常にデータ通信を行うことも必要になってくる。このような制御データラインに飛び込むノイズは、記録装置にとって致命的な誤動作要因となっている。更に、記録装置全体が放射するノイズにより、周辺機器に影響を与えるという相互的なEMI(電磁妨害)対策が必要である。   For example, it is necessary to manage / execute a control sequence such as changing the drive pattern according to the operation mode of the recording head. If there is a large manufacturing variation or lot difference between recording heads, the difference in the recording state may be reflected in the image remarkably, so it is necessary to manage and calibrate them. Furthermore, it is also necessary to always perform data communication between the recording apparatus and the recording head, such as determining the type of the recording head and monitoring the driving status sequentially. Such noise jumping into the control data line is a fatal malfunction factor for the recording apparatus. Furthermore, there is a need for a mutual EMI (electromagnetic interference) countermeasure that affects peripheral devices due to noise radiated from the entire recording apparatus.

上記の問題に対処するために、特許文献2に記載のような各端子差動の2入力端子を設ける方法がある。この場合、コモンモードの飛び込みノイズは相殺される。この方法によれば、記録装置本体部、キャリッジまたは記録ヘッド内の論理回路の制御論理レベルと同等な信号レベルで、2端子の伝送ラインを通過させることになる。この場合、伝送ラインのインダクタンス、インピーダンスによる信号波形の劣化によりデータレートが低くなることが避けられない。このことで、高周波転送によるEMIの影響が大きくなる等、記録装置だけでなくその周辺機器をも誤動作させる放射ノイズが発生するという問題が生じてしまう。   In order to deal with the above problem, there is a method of providing two input terminals for each terminal differential as described in Patent Document 2. In this case, the common mode dive noise is canceled out. According to this method, a two-terminal transmission line is passed at a signal level equivalent to the control logic level of the logic circuit in the printing apparatus main body, carriage, or printing head. In this case, it is inevitable that the data rate is lowered due to the deterioration of the signal waveform due to the inductance and impedance of the transmission line. This causes a problem that radiation noise that causes malfunction of not only the recording apparatus but also its peripheral devices occurs, such as the influence of EMI due to high-frequency transfer increases.

この点を鑑みて、特許文献3、特許文献4では低電圧差動伝送(LVDS)ラインを用いた記録装置の構成が開示されている。LVDS技術に順ずる方法はEMI対策としての観点から有効である方法といえる。   In view of this point, Patent Documents 3 and 4 disclose a configuration of a recording apparatus using a low voltage differential transmission (LVDS) line. The method according to the LVDS technique can be said to be effective from the viewpoint of EMI countermeasures.

さて、この技術を、記録ヘッドと記録装置との間の転送に用いた場合における、一般的な構成は次のようなものである。   A general configuration when this technique is used for transfer between the recording head and the recording apparatus is as follows.

図9は従来のLVDS技術を用いたヘッド基板び回路構成図である。このヘッド基板はインクジェット記録ヘッドに組み込まれて使用され、その記録ヘッドには記録装置から制御信号やデータ信号がLVDSラインにより転送される。   FIG. 9 is a circuit diagram of the head substrate and the circuit using the conventional LVDS technology. The head substrate is used by being incorporated in an ink jet recording head, and a control signal and a data signal are transferred from the recording device to the recording head through an LVDS line.

図9に示すヘッド基板1は、2つの矩形状のインク供給口17を挟んでその長辺に沿った両側に複数の記録素子(ヒータ)16を640個つづ列状に配置している。インク供給口17は半導体基板を貫通して開口している。さらに、これら640個の記録素子に沿って、これらの記録素子を駆動する駆動回路15が設けられる。またさらに、駆動回路15に対して駆動信号を入力する640個のAND回路14が設けられる。各駆動回路には記録データ信号1ビット分に対応した駆動信号が入力されるので、駆動回路15は640ビットドライバとも言われる。   The head substrate 1 shown in FIG. 9 has a plurality of 640 recording elements (heaters) 16 arranged in a row on both sides along the long side of two rectangular ink supply ports 17. The ink supply port 17 is opened through the semiconductor substrate. Further, a drive circuit 15 for driving these recording elements is provided along these 640 recording elements. Furthermore, 640 AND circuits 14 for inputting drive signals to the drive circuit 15 are provided. Since each drive circuit receives a drive signal corresponding to one bit of the recording data signal, the drive circuit 15 is also called a 640-bit driver.

また、ヘッド基板には2つのLVDSレシーバ2−a、2−bが備えられ、これらLVDSレシーバからの出力は4ビットシフトレジスタ4に入力され、その一部の信号が4ビットラッチ回路6を経て、4→16デコーダ11に入力される。4→16デコーダ11では、記録素子を時分割駆動するための分割駆動信号が生成され、AND回路14の一方の端子に入力される。残りの信号は160ビットシフトレジスタ6、160ビットラッチ回路7を経て、AND回路14のもう一方の端子に入力される。   The head substrate is provided with two LVDS receivers 2-a and 2-b. Outputs from these LVDS receivers are input to the 4-bit shift register 4, and some of the signals pass through the 4-bit latch circuit 6. 4 → 16 decoder 11 inputs. In the 4 → 16 decoder 11, a division drive signal for driving the recording elements in a time division manner is generated and input to one terminal of the AND circuit 14. The remaining signals are input to the other terminal of the AND circuit 14 through the 160-bit shift register 6 and the 160-bit latch circuit 7.

なお、AND回路14には、反転バッファ回路12、13のいずれかから入力されたヒートイネーブル信号が入力される。   Note that the AND circuit 14 receives the heat enable signal input from one of the inverting buffer circuits 12 and 13.

さて、図9から分かるように、ヘッド基板1にはLVDSレシーバ2−aに入力されるDATA+、DATA−と、LVDSレシーバ2−bに入力されるCLK+、CLK−に示される二系統のLVDSラインが存在する。記録データ信号をラッチ回路6、7に保持するラッチ信号を入力する端子(LT)、記録装置本体側から記録素子16を同一列内の奇数、偶数位置を別々に駆動するヒートイネーブル信号を入力する2つの端子(HE1、HE2)がある。   As can be seen from FIG. 9, the head substrate 1 has two LVDS lines indicated by DATA + and DATA− input to the LVDS receiver 2-a and CLK + and CLK− input to the LVDS receiver 2-b. Exists. A latch signal input terminal (LT) for holding the recording data signal in the latch circuits 6 and 7 and a heat enable signal for separately driving the odd number and even number positions in the same column from the recording apparatus main body side are input. There are two terminals (HE1, HE2).

以上の構成は高周波データ転送が必要な端子に対してLVDSを適用したものであり、LVDSを採用したヘッド基板の典型的な構成ともいえる。   The above configuration applies LVDS to terminals that require high-frequency data transfer, and can be said to be a typical configuration of a head substrate employing LVDS.

図10は、図9に示したヘッド基板を駆動するための各信号のタイミングチャートである。記録データ信号(DATA)とクロック信号(CLK)にLVDSを適用した構成では、記録装置本体側からLVDSドライバにより伝送された記録データやクロック信号等をヘッド基板のLVDSレシーバで受信する。この信号は各々ヘッド制御部に入力され、ヘッド基板の駆動制御を行う。この構成は高周波データ転送がなされる伝送経路において、EMI対策として効果的な構成である。即ち、LVDSライン内、および他の通信ラインに及ぼすノイズ等に起因する記録ヘッド、記録装置のトラブルを低減する効果がある。   FIG. 10 is a timing chart of signals for driving the head substrate shown in FIG. In the configuration in which the LVDS is applied to the recording data signal (DATA) and the clock signal (CLK), the recording data and the clock signal transmitted from the recording apparatus main body side by the LVDS driver are received by the LVDS receiver on the head substrate. Each of these signals is input to the head controller, and drive control of the head substrate is performed. This configuration is an effective configuration as an EMI countermeasure in a transmission path through which high-frequency data transfer is performed. In other words, there is an effect of reducing troubles in the recording head and the recording apparatus due to noise or the like in the LVDS line and other communication lines.

この構成を記録装置に適用する際の課題は、記録装置本体部から記録ヘッドに対して送信されるLVDS信号の速度である。LVDS信号はシングルエンド信号に比べて10倍以上高速でデータ転送できる特徴がある。   A problem in applying this configuration to the recording apparatus is the speed of the LVDS signal transmitted from the recording apparatus main body to the recording head. The LVDS signal is characterized in that data can be transferred at a speed 10 times higher than that of a single-ended signal.

記録ヘッド内部に用いられる半導体基板(ヘッド基板)は数10V程度の高耐圧なスイッチング素子が記録素子数に相当する分配置されている。これらの高耐圧なスイッチング素子の最大応答周波数は10数MHz程度である。従来の記録ヘッドを製造する半導体プロセスでは、数100MHzでも対応可能なLVDSレシーバのような高速対応が十分なされていない。   A semiconductor substrate (head substrate) used inside the recording head is provided with switching elements having a high withstand voltage of about several tens of volts corresponding to the number of recording elements. The maximum response frequency of these high breakdown voltage switching elements is about several tens of MHz. In a conventional semiconductor process for manufacturing a recording head, high-speed support such as an LVDS receiver that can support even several hundred MHz is not sufficient.

このため、記録データ、クロック信号の転送速度は依然として10数MHz程度に留まり、実質的な高周波対応は進んでいない。従って、高速に記録データやクロック信号を転送すると半導体特性上、内部のシフトレジスタのデータシフトがクロック信号波形のなまり等によりうまく動作せず、LVDSの十分な性能を発揮できないという問題があった。   For this reason, the transfer speed of the recording data and the clock signal still remains at about 10 MHz, and the substantial correspondence to high frequencies has not progressed. Therefore, when recording data or a clock signal is transferred at a high speed, there is a problem that due to semiconductor characteristics, the data shift of the internal shift register does not operate well due to the rounding of the clock signal waveform and the like, and sufficient performance of LVDS cannot be exhibited.

更にこの種のヘッド基板では高周波ノイズや記録素子への通電により、回路動作の信頼性を低下させるノイズが発生するという問題もある。コモンモードでない飛び込みノイズにはLVDS信号であっても充分に注意する必要があった。また更に、ヘッド基板をサーマルヘッドやサーマルインクジェット記録ヘッドに使用する場合、記録素子の発熱による温度変分があり、温度変化に対応する信頼性が求められている。記録データ信号(DATA)のクロック信号(CLK)に対するセットアップ、ホールドタイムが、高周波データ転送で短くなっている状況で、温度の特性変化による信頼性の低下は避けられないものになる。これらの課題は大電流を通電する記録ヘッドを制御する記録装置に独特のものである。   Further, this type of head substrate also has a problem that high-frequency noise or noise that lowers the reliability of circuit operation occurs due to energization of the recording element. It is necessary to pay sufficient attention to sneak noise that is not in the common mode even for LVDS signals. Furthermore, when the head substrate is used for a thermal head or a thermal ink jet recording head, there is a temperature variation due to heat generation of the recording element, and reliability corresponding to the temperature change is required. In a situation where the setup and hold times of the recording data signal (DATA) with respect to the clock signal (CLK) are shortened due to high-frequency data transfer, a decrease in reliability due to temperature characteristic changes is unavoidable. These problems are unique to a recording apparatus that controls a recording head that supplies a large current.

今後ますます記録素子数の増加により、高周波データを必要とする記録ヘッドでは、このような問題を解決することが求められている。特に、記録装置においては、記録素子の増大に伴う記録情報量を、LVDSのような少ない端子数で高速に転送するかが重要である。記録ヘッドにおいては、その記録情報を記録素子駆動に効果的に展開処理することが重要である。   As the number of recording elements increases in the future, recording heads that require high-frequency data are required to solve such problems. In particular, in a recording apparatus, it is important to transfer a recording information amount accompanying an increase in recording elements at a high speed with a small number of terminals such as LVDS. In the recording head, it is important to effectively develop the recording information for recording element driving.

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、LVDSにより、より少ない信号線で高速データ転送と高信頼性の信号処理が可能なヘッド基板、それを用い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を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above conventional example, and a head substrate capable of high-speed data transfer and highly reliable signal processing with fewer signal lines by LVDS, an ink jet recording head using the head substrate, and recording thereof An object of the present invention is to provide a recording apparatus using a head.

上記目的を達成するために本発明の記録装置は次のような構成を有する。   In order to achieve the above object, the recording apparatus of the present invention has the following configuration.

即ち、少なくともデータ信号と該データ信号に同期したクロック信号とを高周波信号としてLVDSラインにより外部からシリアル受信し、前記高周波信号により複数の記録素子を駆動して記録動作を行うヘッド基板であって、前記データ信号を受信する2つの入力端子の近傍に備えられた第1のLVDSレシーバと、前記クロック信号を受信する2つの入力端子の近傍に備えられた第2のLVDSレシーバと、前記第2のLVDSレシーバで受信し復調したクロック信号を分周して低い周波数の内部クロック信号を生成するクロック生成部と、前記第1のLVDSレシーバで受信し復調したデータ信号を、前記内部クロック信号に従って入力してシフト処理を行うシフトレジスタと、前記シフトレジスタに保持されたデータ信号をラッチするラッチ回路と、前記ラッチ回路にラッチされたデータ信号に従って前記複数の記録素子を駆動する駆動回路とを有することを特徴とする。   That is, a head substrate that serially receives at least a data signal and a clock signal synchronized with the data signal from the outside as a high-frequency signal through an LVDS line, and drives a plurality of recording elements with the high-frequency signal to perform a recording operation, A first LVDS receiver provided near two input terminals for receiving the data signal; a second LVDS receiver provided near two input terminals for receiving the clock signal; and the second LVDS receiver. A clock generation unit that divides a clock signal received and demodulated by the LVDS receiver to generate a low-frequency internal clock signal, and a data signal received and demodulated by the first LVDS receiver are input according to the internal clock signal. A shift register that performs shift processing and latches the data signal held in the shift register. And having a latch circuit, and a driving circuit for driving the plurality of recording elements in accordance with the latched data signal to the latch circuit.

また本発明を他の側面から見れば、以上の構成のヘッド基板を用いたインクジェット記録ヘッドを備える。   In another aspect of the present invention, an ink jet recording head using the head substrate having the above configuration is provided.

さらに本発明を他の側面から見れば、その記録ヘッドを用いた記録装置を備える。   Further, from another aspect of the present invention, a recording apparatus using the recording head is provided.

従って本発明によれば、大容量な高周波データをLVDSにてヘッド基板に転送する場合でも、ヘッド基板内部では従来と同等の速度で展開されるので、信頼性の高いヘッド基板を提供できるという効果がある。また、低周波数の内部クロックを用いてシフトレジスタへのシフト動作を行うので、高周波クロックを別供給する場合に比べて十分なEMI対策がなされる。高周波データの入力にはLVDSを用いることで、例えば、複数のデータ信号をシリアル構成とすることでヘッド端子数を低減すると共に、高耐圧スイッチング素子によるノイズの影響が少なく、飛び込みノイズにも強い信頼性の高い記録ヘッドを構成できる。   Therefore, according to the present invention, even when a large amount of high-frequency data is transferred to the head substrate by LVDS, the head substrate is developed at the same speed as the conventional one, so that a highly reliable head substrate can be provided. There is. Further, since the shift operation to the shift register is performed using a low frequency internal clock, a sufficient EMI measure is taken compared to the case where a high frequency clock is supplied separately. By using LVDS for high-frequency data input, for example, the number of head terminals can be reduced by adopting a serial configuration of a plurality of data signals, and the influence of high-voltage switching elements is small, and reliability is strong against jumping noise. A high-performance recording head can be configured.

さらに、このようなヘッド基板を複数配置したマルチチップ構成の記録ヘッドの場合、LVDSにて大容量の高周波データ転送がなされるので、従来の記録ヘッドよりも端子数は著しく低減でき、高精細かつローコストな長尺の記録ヘッドが提供できる。   Furthermore, in the case of a multi-chip recording head in which a plurality of such head substrates are arranged, high-capacity high-frequency data transfer is performed by LVDS, so that the number of terminals can be significantly reduced compared to conventional recording heads, and high definition and A low-cost long recording head can be provided.

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の構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a configuration of an ink jet recording apparatus that is a typical embodiment of the present invention. 図1に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a control configuration of the recording apparatus illustrated in FIG. 1. フルライン記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a configuration of an ink jet recording apparatus including a full line recording head. 本発明の実施例1に従うヘッド基板の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the head board | substrate according to Example 1 of this invention. 図4に示すシフトレジスタとラッチ回路の具体的な内部構成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific internal configuration of a shift register and a latch circuit shown in FIG. 4. 記録ヘッドの駆動タイミングチャートである。6 is a drive timing chart of a recording head. 図6に示す点線で囲まれた部分Aの信号を詳細に説明した駆動タイミングチャートである。7 is a drive timing chart illustrating in detail a signal of a portion A surrounded by a dotted line shown in FIG. 本発明のヘッド基板を複数配置したフルライン記録ヘッドの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a full line recording head in which a plurality of head substrates of the present invention are arranged. 従来のLVDSを適用したヘッド基板の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the head board | substrate which applied the conventional LVDS. 従来のLVDSを適用したヘッド基板の駆動タイミングチャートである。It is a drive timing chart of the head substrate to which the conventional LVDS is applied.

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、以下の実施例で開示する構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described more specifically and in detail with reference to the accompanying drawings. The configurations disclosed in the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the illustrated configurations.

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、有意無意を問わない。さらに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も問わず、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 limited to the case of forming significant information such as characters and graphics, but may be significant. Furthermore, it also represents a case where an image, a pattern, a pattern, or the like is widely formed on a recording medium or a medium is processed regardless of whether or not it is manifested so that a human can perceive it visually.

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ある。従って、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。   Further, “ink” (sometimes referred to as “liquid”) should be interpreted widely as in the definition of “recording (printing)”. Therefore, by being applied on the recording medium, it is used for formation of images, patterns, patterns, etc., processing of the recording medium, or ink processing (for example, solidification or insolubilization of the colorant in the ink applied to the recording medium). It shall represent a liquid that can be made.

またさらに、「記録素子」(「ノズル」という場合もある)とは、特にことわらない限りインク吐出口乃至これに連通する液路及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。    Further, the “recording element” (sometimes referred to as “nozzle”) is a general term for an ink discharge port, a liquid path communicating with this, and an element that generates energy used for ink discharge unless otherwise specified. Say it.

<記録装置の説明(図1〜図3)>
図1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の概観図である。図1において、リードスクリュー5004は、キャリッジモータ5013の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア5011,5009を介して回転する。キャリッジHCは、リードスクリュー5004の螺旋溝5005に対して係合するピン(不図示)を有し、リードスクリュー5004の回転に伴って矢印a,b方向に往復移動される。キャリッジHCには、インクジェットカートリッジIJCが搭載されている。インクジェットカートリッジIJCは、インクジェット記録ヘッド(以下、記録ヘッド)IJH及び記録用のインクを貯蔵するインクタンクITを備える。
<Description of Recording Apparatus (FIGS. 1 to 3)>
FIG. 1 is a schematic view of an ink jet recording apparatus which is a typical embodiment of the present invention. In FIG. 1, the lead screw 5004 rotates via driving force transmission gears 5011 and 5009 in conjunction with forward and reverse rotation of the carriage motor 5013. The carriage HC has a pin (not shown) that engages with the spiral groove 5005 of the lead screw 5004 and is reciprocated in the directions of arrows a and b as the lead screw 5004 rotates. An ink jet cartridge IJC is mounted on the carriage HC. The ink jet cartridge IJC includes an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head) IJH and an ink tank IT for storing recording ink.

なお、記録ヘッドIJHにはモノクロ記録用とカラー記録用の記録ヘッドがあり、いずれの記録ヘッドでもユーザがその用途に応じて適宜選択してキャリッジHCに搭載することができる。モノクロ記録用の記録ヘッドを利用するときには、モノクロ用インク(ブラックインク)を収容したインクタンクITを搭載する。カラー記録用の記録ヘッドを利用するときには、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの4種類のインクを夫々収容した4つのインクタンクITを搭載する。   The recording head IJH includes a monochrome recording head and a color recording head, and any of the recording heads can be appropriately selected by the user according to the application and mounted on the carriage HC. When a recording head for monochrome recording is used, an ink tank IT containing monochrome ink (black ink) is mounted. When a recording head for color recording is used, four ink tanks IT each containing four types of inks of yellow, magenta, cyan, and black are mounted.

また、インクジェットカートリッジIJCはインクタンクと記録ヘッドとが一体のなった構成のものでも良いし、インクタンクと記録ヘッドとが分離可能な構成のものでも良い。   The ink jet cartridge IJC may have a configuration in which the ink tank and the recording head are integrated, or may have a configuration in which the ink tank and the recording head can be separated.

5002は紙押え板であり、キャリッジの移動方向に亙って紙をプラテン5000に対して押圧する。プラテン5000は搬送モータ(不図示)により回転し、記録紙Pを搬送する。5016は記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材5022を支持する部材である。5015はこのキャップ内を吸引する吸引手段で、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。   Reference numeral 5002 denotes a paper pressing plate that presses the paper against the platen 5000 in the moving direction of the carriage. The platen 5000 is rotated by a transport motor (not shown) and transports the recording paper P. Reference numeral 5016 denotes a member that supports a cap member 5022 that caps the front surface of the recording head. Reference numeral 5015 denotes suction means for sucking the inside of the cap, and performs suction recovery of the recording head via the opening 5023 in the cap.

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

図2は図1に示す記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control circuit of the recording apparatus shown in FIG.

図2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ROMである。1703は各種データ(上記記録データや記録ヘッドに供給される記録データ信号等)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信号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。以上は、記録装置本体側の制御回路101が有する構成である。   In FIG. 2, 1700 is an interface for inputting a recording signal, 1701 is an MPU, and 1702 is a ROM for storing a control program executed by the MPU 1701. Reference numeral 1703 denotes a DRAM for storing various data (such as the recording data and recording data signals supplied to the recording head). Reference numeral 1704 denotes a gate array (GA) that controls supply of recording data signals to the recording head IJH, and also performs data transfer control among the interface 1700, MPU 1701, and RAM 1703. The above is the configuration of the control circuit 101 on the recording apparatus main body side.

1709は記録紙Pを搬送するための搬送モータ(図1では不図示)である。1706は搬送モータ1709を駆動するためのモータドライバ、1707はキャリッジモータ5013を駆動するためのモータドライバである。   Reference numeral 1709 denotes a transport motor (not shown in FIG. 1) for transporting the recording paper P. Reference numeral 1706 denotes a motor driver for driving the carry motor 1709, and 1707 denotes a motor driver for driving the carriage motor 5013.

上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース1700に記録データが入るとゲートアレイ1704とMPU1701との間で記録データが記録用の記録データ信号に変換される。そして、モータドライバ1706、1707が駆動されると共に、キャリッジHCに送られた記録データ信号に従ってキャリッジ側の制御部102を介して記録ヘッドIJHが駆動され、記録紙P上への画像の記録が行われる。   The operation of the above control configuration will be described. When recording data enters the interface 1700, the recording data is converted into a recording data signal for recording between the gate array 1704 and the MPU 1701. Then, the motor drivers 1706 and 1707 are driven, and the recording head IJH is driven via the control unit 102 on the carriage side in accordance with the recording data signal sent to the carriage HC to record an image on the recording paper P. Is called.

なお、記録ヘッドIJHに備えられた記録素子を最適な駆動条件で駆動するために、記録ヘッドIJH内のヘッド基板1のメモリ131に保持されている特性情報が参照され、各記録素子の駆動条件が決定される。なお、ヘッド基板1には複数の記録素子、その記録素子を駆動するための機能素子(例えば、パワートランジスタ)が実装されている。その機能素子を選択駆動するために、シフトレジスタ、ラッチ回路、AND回路、デコーダなどで構成される論理回路などが実装されている。なお、記録素子としてはインクを吐出するための熱エネルギーを発生する電気熱変換素子であっても、ピエゾ素子であっても良い。   In order to drive the recording element provided in the recording head IJH under the optimum driving condition, the characteristic information held in the memory 131 of the head substrate 1 in the recording head IJH is referred to and the driving condition of each recording element is referred to. Is determined. The head substrate 1 is mounted with a plurality of recording elements and functional elements (for example, power transistors) for driving the recording elements. In order to selectively drive the functional elements, a logic circuit including a shift register, a latch circuit, an AND circuit, a decoder, and the like are mounted. The recording element may be an electrothermal conversion element that generates thermal energy for ejecting ink or a piezo element.

<記録装置と記録ヘッドアセンブリの概要>
図3は後述する記録ヘッドアセンブリ25を用いたフルライン記録装置の概観斜視図である。図3において、201Aおよび201Bは記録紙のような記録媒体Rを搬送方向VSに挾持搬送するために設けたローラ対である。200はキャップ、インク吸収体、ワイピングブレード等を含む吐出回復ユニットである。吐出回復処理にあたっては記録媒体Rに代わって記録ヘッドアセンブリ25に吐出回復ユニット200が対向する。
<Outline of recording apparatus and recording head assembly>
FIG. 3 is a schematic perspective view of a full-line recording apparatus using a recording head assembly 25 described later. In FIG. 3, reference numerals 201A and 201B denote a pair of rollers provided for nipping and conveying the recording medium R such as recording paper in the conveying direction VS. Reference numeral 200 denotes a discharge recovery unit including a cap, an ink absorber, a wiping blade, and the like. In the ejection recovery process, the ejection recovery unit 200 faces the recording head assembly 25 instead of the recording medium R.

次に上記構成の記録装置と記録ヘッド(或いは記録ヘッドアセンブリ)に用いられるヘッド基板の実施例について説明する。   Next, an embodiment of a head substrate used in the recording apparatus and the recording head (or recording head assembly) having the above-described configuration will be described.

図4は本発明の代表的な実施例のヘッド基板の回路構成を示す図である。なお、図4において、既に従来例の課題において、図9を用いて説明したヘッド基板に含まれるのと同じ構成要素や信号には同じ参照番号や記号を付している。   FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of a head substrate according to a typical embodiment of the present invention. 4, the same reference numerals and symbols are assigned to the same components and signals as those included in the head substrate described with reference to FIG.

ヘッド基板1は半導体製造工程によってつくられる。また、ヘッド基板1の端子については、図4に示されるヘッド基板1の外周上の各端子をインナーボンディングして構成されるフレキシブル基板によって更に延長される部分を含む(図4では不図示)。   The head substrate 1 is manufactured by a semiconductor manufacturing process. Further, the terminals of the head substrate 1 include a portion that is further extended by a flexible substrate that is formed by inner bonding each terminal on the outer periphery of the head substrate 1 shown in FIG. 4 (not shown in FIG. 4).

また、ヘッド基板1の外周(矩形状基板の短辺)に複数存在するVH、GNDHは夫々、記録素子に通電する電源端子とその帰還電流の接地端子である。一記録素子当りの記録電流は数10mAで、数10以上の記録素子に同時通電した際は、1Aを越えるため、記録素子列単位に2系統、分散させて配置している。VDDは半導体回路を駆動するための電源端子、GNDLはその接地端子である。この実施例では一つずつ図示しているが、半導体回路の構成にあわせて、適宜追加することもある。   A plurality of VH and GNDH existing on the outer periphery of the head substrate 1 (short side of the rectangular substrate) are a power supply terminal for energizing the recording element and a ground terminal for the feedback current, respectively. The recording current per recording element is several tens of mA, and when several tens or more recording elements are energized simultaneously, the recording current exceeds 1 A. Therefore, two systems are distributed and arranged for each recording element array. VDD is a power supply terminal for driving the semiconductor circuit, and GNDL is a ground terminal thereof. Although one by one is illustrated in this embodiment, it may be added as appropriate in accordance with the configuration of the semiconductor circuit.

この実施例の構成では、DATA+及びDATA−と、CLK+及びCLK−に示される二系統のLVDSラインを備える。ここで、LVDSラインのデータを高周波データとし、対応するLVDSレシーバ2−a、2−bの後段以降、記録素子へ対応する信号データを従来から用いられている記録データ信号とする。これらのLVDSレシーバは、ヘッド基板上において、DATA+及びDATA−と、CLK+及びCLK−とを受信する各2つの入力端子の近傍に配置される。その他の信号端子としては、記録データ信号をヘッド基板内のラッチ回路6〜10に保持するラッチ信号の入力端子LT、記録装置側から記録素子を駆動するエネルギーを与えるパルス状のヒートイネーブル信号の入力端子HE1、HE2があるのみである。   The configuration of this embodiment includes two LVDS lines indicated by DATA + and DATA− and CLK + and CLK−. Here, the data of the LVDS line is set as high-frequency data, and the signal data corresponding to the recording elements after the corresponding stage of the LVDS receivers 2-a and 2-b is set as a recording data signal conventionally used. These LVDS receivers are arranged on the head substrate in the vicinity of two input terminals that receive DATA + and DATA− and CLK + and CLK−. As other signal terminals, a latch signal input terminal LT for holding the recording data signal in the latch circuits 6 to 10 in the head substrate, and a pulse-like heat enable signal for providing energy for driving the recording element from the recording apparatus side are input. There are only terminals HE1 and HE2.

入力端子HE1、HE2は、同一列内の奇数番目、偶数番目の記録素子16を別々に駆動することが可能な端子となっている。この端子は負論理信号のため、反転バッファ12、13を介してヘッド基板1内のAND回路14に接続される。ヘッド基板1は2色分(1色でもよい)に対応可能なインク供給口17が半導体基板を貫通して開口している。   The input terminals HE1 and HE2 are terminals that can separately drive the odd-numbered and even-numbered recording elements 16 in the same column. Since this terminal is a negative logic signal, it is connected to the AND circuit 14 in the head substrate 1 via the inverting buffers 12 and 13. In the head substrate 1, ink supply ports 17 that can correspond to two colors (or one color) may be opened through the semiconductor substrate.

入力端子HE1、HE2は複数の記録素子列に共通に機能する。図4では、記録素子番号A1、A3、……、A1279で640個からなる一列の記録素子群を構成する。同様に、A2、A4、……、A1280で640個からなる一列の記録素子群を、B1、B3、……、B1279で640個からなる一列の記録素子群を、B2、B4、……、B1280で640個からなる一列の記録素子群を構成する。そして、その数(640個)に対応する機能素子アレイ(640ビットドライバ)15がAND回路14に入力される記録データ信号、分割駆動信号、入力端子HE1、HE2から入力されるヒートイネーブル信号のパルス幅に応じて駆動される。記録データ信号は各列に対応したラッチ回路7、8、9、10からの出力である。分割駆動信号は記録データ信号に続いて4ビットの信号としてラッチ回路6に入力され、これを4→16デコーダ11が16種類の出力信号に変換する。   The input terminals HE1 and HE2 function in common for a plurality of printing element arrays. In FIG. 4, a printing element group consisting of 640 printing element numbers A1, A3,. Similarly, A2, A4,..., A1280 have one row of recording element groups of 640, B1, B3,..., B1279 have one row of printing element groups, B2, B4,. One row of printing element groups of 640 is formed by B1280. The functional element array (640-bit driver) 15 corresponding to the number (640) of the recording data signal, the divided drive signal input to the AND circuit 14, and the pulse of the heat enable signal input from the input terminals HE1 and HE2 Driven according to the width. The recording data signal is an output from the latch circuits 7, 8, 9, and 10 corresponding to each column. The divided drive signal is input to the latch circuit 6 as a 4-bit signal following the recording data signal, and the 4 → 16 decoder 11 converts it into 16 types of output signals.

さらに、ラッチ回路6、7、8、9、10に分割駆動信号と記録データ信号を入力するシフトレジスタ4、5が備えられるで。シフトレジスタ4、5に入力されるシフトクロック信号を内部的に生成し、その展開された記録デー信号タをラッチ回路に保持する制御は、本発明のヘッド基板の特徴的な構成である。   Further, the latch circuits 6, 7, 8, 9, and 10 are provided with shift registers 4 and 5 for inputting the division drive signal and the recording data signal. The control for internally generating the shift clock signal input to the shift registers 4 and 5 and holding the developed recording data signal in the latch circuit is a characteristic configuration of the head substrate of the present invention.

従来のヘッド基板(不図示)では、このシフトレジスタに用いるシフトクロックは数10MHz程度であったが、本発明ではその2倍以上となる。従来、数10MHzを越えるクロック信号入力は、半導体回路の入力バッファサイズの増大を招いた。このため50MHz以上の記録データ信号の転送に関しては、周波数を落として2系統以上のデータラインを設けていた。しかしながら、このような従来の方法では、記録素子数が数千個になると、その分、データラインをパラレル構成とするので、基板の端子数が増加した。   In a conventional head substrate (not shown), the shift clock used for this shift register is about several tens of MHz, but in the present invention, it is twice or more. Conventionally, input of a clock signal exceeding several tens of MHz has led to an increase in the input buffer size of the semiconductor circuit. For this reason, when transferring a recording data signal of 50 MHz or more, two or more data lines are provided at a reduced frequency. However, in such a conventional method, when the number of recording elements reaches several thousand, the data lines are arranged in parallel, so that the number of terminals on the substrate increases.

本発明では、このデータラインの受信部をLVDSラインとし、図4に示すように、この実施例ではLVDSレシーバ2−a(第1のLVDSレシーバ)を備える。DATA+とDATA−による差動入力信号は低電圧で数100mV程度である。これらの低電圧信号はケーブル上の消費電力を抑え、EMI対策にも寄与するとともに、入力段の差動バッファサイズを低減できる。半導体回路内に高周波データが入力された後は、内部回路は小さく構成することで高周波特性に見合う機能を引き出すことができる。   In the present invention, the receiving portion of this data line is an LVDS line, and as shown in FIG. 4, this embodiment includes an LVDS receiver 2-a (first LVDS receiver). The differential input signal by DATA + and DATA− is a low voltage of about several hundred mV. These low voltage signals can reduce power consumption on the cable, contribute to EMI countermeasures, and reduce the differential buffer size of the input stage. After high frequency data is input into the semiconductor circuit, the internal circuit can be made small so that a function corresponding to the high frequency characteristics can be extracted.

一方、LVDSレシーバ2−b(第2のLVDSレシーバ)からヘッド基板内で論理レベルまで復調されたクロック信号は内部のクロック生成部3で半分以下の速度に分周される。LVDSレシーバ2−aで同様に復調された記録データ信号と分割駆動信号は、シフトレジスタ4、5には高速入力されるが、上記分周クロックにてシフトされる。このようにして、入力クロック信号の周波数の半分以下の速度まで落としてデータシフトすることにより、ヘッド基板内部のデータ展開の信頼性が高まる。更に、記録データ信号と分割駆動信号を分周しパラレルにデータシフトすることも信頼性を高める方法の一つである。   On the other hand, the clock signal demodulated from the LVDS receiver 2-b (second LVDS receiver) to the logic level in the head substrate is frequency-divided by the internal clock generator 3 at a speed less than half. The recording data signal and the divided drive signal similarly demodulated by the LVDS receiver 2-a are inputted to the shift registers 4 and 5 at high speed, but are shifted by the divided clock. In this manner, the data shift is performed by reducing the speed to half or less the frequency of the input clock signal, thereby increasing the reliability of data development inside the head substrate. Further, dividing the recording data signal and the divided drive signal and shifting the data in parallel is one method for improving reliability.

ヘッド基板の内部構成として、LVDSレシーバに入力された高周波信号を復調した信号を直近でシフトレジスタに供給する回路レイアウトも信頼性を高めるのに重要である。クロック生成部3で生成された内部クロックによりシフトされた記録データ信号と分割駆動信号をラッチ回路6〜10へ保持する際には、その動作速度を従来の転送速度まで落としているため、従来通りの信頼性を保ちながら展開処理できる。以降、記録素子への記通電までの処理は従来技術と同様に行われる。   As an internal configuration of the head substrate, a circuit layout that supplies a signal obtained by demodulating a high-frequency signal input to the LVDS receiver to the shift register most recently is also important for improving reliability. When the recording data signal shifted by the internal clock generated by the clock generation unit 3 and the divided drive signal are held in the latch circuits 6 to 10, the operation speed is reduced to the conventional transfer speed. Can be deployed while maintaining reliability. Thereafter, the process up to the energization of the recording element is performed in the same manner as in the prior art.

図5は、高周波データを内部クロックにてシフトするシフトレジスタと記録データ信号と分割駆動信号をラッチするラッチ回路の内部構成と配置構成とを示す回路図である。図4では、ラッチ回路6、7、シフトレジスタ4、5、そして、ラッチ回路8の一部が図示されている。   FIG. 5 is a circuit diagram showing an internal configuration and an arrangement configuration of a shift register that shifts high-frequency data using an internal clock and a latch circuit that latches a recording data signal and a divided drive signal. In FIG. 4, latch circuits 6 and 7, shift registers 4 and 5, and a part of the latch circuit 8 are illustrated.

記録データ信号と分割駆動信号のシリアル信号であるデータ信号DATAは、分割駆動信号のためのシフトレジスタ4とその分割タイミングで同時駆動する記録素子数を決定する記録データ信号のためのシフトレジスタ5に対し整列する。このために、シフトクロックICLK0〜3が用いられる。   The data signal DATA, which is a serial signal of the recording data signal and the divided driving signal, is sent to the shift register 4 for the divided driving signal and the shift register 5 for the recording data signal that determines the number of recording elements to be driven simultaneously at the division timing. Align with each other. For this purpose, shift clocks ICLK0-3 are used.

前述のようにこの実施例では、高周波データの最後の4ビットをシフトレジスタ4を使用してラッチ回路6に保持し、その出力を4→16デコーダ11で16種類のタイミング出力に変換する。これで分割駆動順序を設定する。各記録素子列に対応するラッチ回路7〜10(図5では7、8のみ図示)を有する構成はヘッド基板1の特徴的な構成である。毎回分割駆動順序を指定することでヘッド基板1の全記録素子2560個分に対応するシフトレジスタとラッチ回路を備えなくてもよいため、シフトレジスタとラッチ回路の規模を1/16にすることができる。つまり、全ての記録素子を駆動するために16回、シフトレジスタとラッチ回路の記録データ信号、分割駆動信号を更新する。この構成は従来から適用されているもので、半導体基板面積の低減によるコストダウンに貢献している重要な技術である。   As described above, in this embodiment, the last 4 bits of the high-frequency data are held in the latch circuit 6 by using the shift register 4, and the output is converted into 16 kinds of timing outputs by the 4 → 16 decoder 11. This sets the division driving order. A configuration having latch circuits 7 to 10 (only 7 and 8 are shown in FIG. 5) corresponding to each printing element array is a characteristic configuration of the head substrate 1. By designating the division driving order every time, it is not necessary to provide shift registers and latch circuits corresponding to all 2560 recording elements of the head substrate 1, so that the scale of the shift registers and latch circuits can be reduced to 1/16. it can. That is, the recording data signal and the divided driving signal of the shift register and the latch circuit are updated 16 times to drive all the recording elements. This configuration has been applied conventionally, and is an important technique that contributes to cost reduction by reducing the area of the semiconductor substrate.

図6〜図7は、ヘッド基板1に用いる各信号のタイミングチャートである。図6は駆動の概要を示し、図7は図6の特に点線Aで囲まれた部分を詳細に説明したものである。   6 to 7 are timing charts of signals used for the head substrate 1. FIG. 6 shows an outline of the drive, and FIG. 7 is a detailed description of a portion surrounded by a dotted line A in FIG.

これらのタイミングチャートでは時間的に先に転送した記録データ信号と分割駆動信号とが図4〜図5に示すシフトレジスタ5の終端から整列し、対応したラッチ回路10の終端に保持される構成である。一般的には高周波データには開始ビットや終了ビット等が付加されているが、シフトレジスタ上ではこれらに相当するビットを扱わず、ここではあくまでも記録素子に対応したビット数ということで説明する。   In these timing charts, the recording data signal and the divided drive signal transferred earlier in time are aligned from the end of the shift register 5 shown in FIGS. 4 to 5 and held at the end of the corresponding latch circuit 10. is there. In general, high-frequency data is added with a start bit, an end bit, and the like. However, bits corresponding to these bits are not handled on the shift register, and here, the number of bits corresponding to the printing element will be described.

図6によれば、高周波データDATA±が最初にデコーダ11が扱う分割駆動信号4ビットと時分割駆動1ブロック分の記録データ信号に相当する160ビット分のデータ長を持って、ヘッド基板1にシリアル入力される。これは、点線Aで囲まれた領域の信号が対応する。これらシリアル受信した記録データ信号と分割駆動信号は、次の同時分割ブロック期間までにラッチされる。同じデータ長の更新データが同タイミングで入力され、16回繰り返して2560個分の記録素子に対しての時分割駆動の記録動作が完了する。   According to FIG. 6, the high-frequency data DATA ± has a data length of 160 bits corresponding to a recording data signal for 4 blocks of divided drive signals initially handled by the decoder 11 and 1 block of time-division drive. Serial input. This corresponds to the signal in the area surrounded by the dotted line A. The serially received recording data signal and the division drive signal are latched by the next simultaneous division block period. Update data having the same data length is input at the same timing, and the recording operation of time-division driving for 2560 recording elements is completed by repeating 16 times.

各分割駆動ブロックでは、入力端子HE1、HE2から記録素子を駆動するためのヒートイネーブル信号が入力される。入力端子HE1、HE2各々からの入力タイミングがずれているのは、隣接する記録素子をクロストークなくインクに作用させるためである。   In each divided drive block, a heat enable signal for driving the recording element is input from the input terminals HE1 and HE2. The reason why the input timing from each of the input terminals HE1 and HE2 is shifted is to allow the adjacent recording elements to act on the ink without crosstalk.

なお、この実施例では、入力端子HE1、HE2を用いてヒートイネーブル信号を外部から入力する構成としたが、これは記録装置本体部からの制御に関し自由度を持たせるためである。従って、ヘッド基板1自体がヒートイネーブル信号を内部発生する構成にしてもよいことは言うまでもない。この場合には、更に入力信号端子を削減でき、ヘッド基板1のコストダウンに大きく寄与する。   In this embodiment, the heat enable signal is input from the outside using the input terminals HE1 and HE2, but this is to give a degree of freedom regarding the control from the recording apparatus main body. Accordingly, it goes without saying that the head substrate 1 itself may be configured to internally generate the heat enable signal. In this case, the input signal terminals can be further reduced, which greatly contributes to the cost reduction of the head substrate 1.

図7は、図6に点線Aで囲まれた部分Aの入力と内部信号の関係を示すタイミングチャートである。この実施例では、図7に示すように、高周波データDATA±をLVDSレシーバにより再現されたDATAに対し、内部クロックICLK0〜3が十分なDATAのセットアップ、ホールドタイムポイント(中心位置)にクロック立ち上がり位置を合わせこむ。そして、ラッチ信号によって、先に転送された160ビット分の記録データ信号を分割駆動信号とともにラッチ回路に保持する。そして、入力端子HE1、HE2から供給されたヒートイネーブル信号に従って記録素子が個別に駆動される。   FIG. 7 is a timing chart showing the relationship between the input of the portion A surrounded by the dotted line A in FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 7, the high frequency data DATA ± is reproduced by the LVDS receiver, the internal clocks ICLK0 to 3 are sufficient for DATA setup, and the clock rising position at the hold time point (center position). Align. Then, by the latch signal, the 160-bit recording data signal transferred previously is held in the latch circuit together with the divided drive signal. Then, the recording elements are individually driven according to the heat enable signals supplied from the input terminals HE1 and HE2.

以上説明した実施例によれば、LVDSライン入力のクロック信号を再生し、これを分周して内部クロック信号を生成するクロック生成部をヘッド基板内部に設け、内部クロック信号により、後段のシフトレジスタとラッチ回路におけるシフト処理を行う。従って、LVDSにより高周波のクロック信号を入力しても、ヘッド基板内部で低速のクロック信号によりシフトレジスタとラッチ回路におけるシフト処理が行われるので、EMI対策にも寄与しつつ、信頼性の高いデータ信号展開をヘッド内部で実現できる。   According to the embodiment described above, the clock generator for reproducing the clock signal of the LVDS line input and dividing the clock signal to generate the internal clock signal is provided in the head substrate, and the shift register at the subsequent stage is provided by the internal clock signal. And shift processing in the latch circuit. Therefore, even if a high frequency clock signal is input by LVDS, the shift processing in the shift register and the latch circuit is performed by the low speed clock signal inside the head substrate, so that a highly reliable data signal while contributing to EMI countermeasures. Deployment can be realized inside the head.

ここでは、実施例1で説明したヘッド基板1を複数配置した、マルチチップ記録ヘッド構成の例について説明する。   Here, an example of a multi-chip recording head configuration in which a plurality of head substrates 1 described in the first embodiment are arranged will be described.

図8は、マルチチップ記録ヘッドアセンブリとその記録装置本体部の周辺回路構成の一例を示す機能ブロック図である。   FIG. 8 is a functional block diagram showing an example of the peripheral circuit configuration of the multichip recording head assembly and the recording apparatus main body.

図8において、左側に示すブロックは記録装置の制御回路101とLVDSトランシーバ(パラレルシリアル変換(P/S))130を示している。前述のように、記録装置本体側には記録用紙の搬送のためのモータ等のモータドライバや、インク供給機構制御のための駆動回路等、多岐に渡る回路がその他にも存在することは言うまでもない。右側に示すブロックはヘッドコントローラ110とLVDSレシーバ(シリアルパラレル変換(S/P))140(第3のLVDSレシーバ)を含む周辺回路構成である。右側のブロックは、図8の右下のブロックである記録ヘッドアセンブリ25を制御する。なお、ヘッドコントローラ110、記録ヘッドアセンブリ25、LVDSレシーバ140は一体的に構成されても良いし、もしくは別体で構成されても良い。なお、記録ヘッドアセンブリ25には、内部の温度を測定ためのセンサ132なども備えられる。   In FIG. 8, the block shown on the left side shows the control circuit 101 and the LVDS transceiver (parallel serial conversion (P / S)) 130 of the printing apparatus. As described above, it goes without saying that there are various other circuits on the recording apparatus main body side, such as a motor driver such as a motor for transporting recording paper and a drive circuit for controlling the ink supply mechanism. . The block shown on the right side is a peripheral circuit configuration including a head controller 110 and an LVDS receiver (serial / parallel conversion (S / P)) 140 (third LVDS receiver). The right block controls the printhead assembly 25, which is the lower right block of FIG. The head controller 110, the recording head assembly 25, and the LVDS receiver 140 may be configured integrally or may be configured separately. The recording head assembly 25 is also provided with a sensor 132 for measuring the internal temperature.

記録装置本体側には電源150が備えられる。制御回路101の構成については、既に図2を参照して説明したので、ここでの説明は省略する。   A power supply 150 is provided on the recording apparatus main body side. Since the configuration of the control circuit 101 has already been described with reference to FIG. 2, the description thereof is omitted here.

また、図8から分かるように、制御回路101とヘッドコントローラ110とは夫々の前段にLVDSトランシーバ、LVDSレシーバを配置し、LVDSにより信号の送受信を行う。なお、互いの物理的な接続部分はケーブル、もしくはフレキシブルケーブル(FPC)であり、接続するコネクタ付近(好ましくは1インチ以内)にLVDSドライバを配置する。これにより、ペア配線の引き回しを限りなく抑えることでLVDSラインの効果を最大限に引き出すようにしている。記録ヘッドアセンブリ25には前述の実施例で説明したヘッド基板1を複数配置し、これらのヘッド基板夫々とヘッドコントローラ110ともLVDSにより信号が送受信される。   In addition, as can be seen from FIG. 8, the control circuit 101 and the head controller 110 have an LVDS transceiver and an LVDS receiver arranged in front of each other, and transmit and receive signals by LVDS. Each physical connection portion is a cable or a flexible cable (FPC), and an LVDS driver is arranged near the connector to be connected (preferably within 1 inch). Thus, the effect of the LVDS line is maximized by suppressing the routing of the pair wirings as much as possible. A plurality of head substrates 1 described in the above-described embodiments are arranged in the recording head assembly 25, and signals are transmitted to and received from these head substrates and the head controller 110 by LVDS.

LVDSドライバが扱う高周波データは記録データ信号の他に記録ヘッドの制御コマンド等を含んでもよい。この場合、記録ヘッドアセンブリ側にはコマンドレジスタを用意することによって、コマンドプロトコルにあわせた制御機能を有することになる。これらデータを生成するにあたり、記録装置側でも並列処理によって得られたデータを高周波データに変換する必要がある。この機能はパラレル−シリアル変換回路によって達成される。この段階においてクロックと高周波データの多重化が必要になるため、同様にPLLを用いてタイミング制御が必要になる。このような回路については、記録装置側の制御回路101も含めてワンチップのゲートアレイにて構成するのが機能的にも優れることはいうまでもない。この場合、ゲートアレイの配置は伝送ラインのコネクタに近くすることが必要不可欠である。   The high frequency data handled by the LVDS driver may include a print head control command in addition to the print data signal. In this case, by providing a command register on the recording head assembly side, it has a control function in accordance with the command protocol. In generating these data, it is necessary to convert the data obtained by the parallel processing into high-frequency data on the recording apparatus side. This function is achieved by a parallel-serial conversion circuit. Since it is necessary to multiplex the clock and the high-frequency data at this stage, the timing control using the PLL is similarly required. It goes without saying that such a circuit including a control circuit 101 on the recording apparatus side is composed of a one-chip gate array in terms of function. In this case, it is essential that the arrangement of the gate array be close to the connector of the transmission line.

ヘッドコントローラ110に接続されるLVDSレシーバ140側では、記録ヘッドアセンブリ25も含め様々な構成が考えられる。ここでは、記録ヘッドアセンブリ25よりも高速なLVDSレシーバ140とヘッドコントローラ110を有する構成を例に挙げ説明する。   Various configurations including the recording head assembly 25 are conceivable on the LVDS receiver 140 side connected to the head controller 110. Here, a configuration having the LVDS receiver 140 and the head controller 110 that are faster than the recording head assembly 25 will be described as an example.

この場合もケーブルが接続されるコネクタ付近(好ましくは1インチ以内)にLVDSレシーバを配置する。ヘッド基板の構成は図4で説明した通りであり、図8に示す記録ヘッドアセンブリ25では4つのヘッド基板1を千鳥配置した構成としている。   Also in this case, the LVDS receiver is arranged near the connector to which the cable is connected (preferably within 1 inch). The configuration of the head substrate is as described with reference to FIG. 4, and the recording head assembly 25 shown in FIG. 8 has a configuration in which four head substrates 1 are arranged in a staggered manner.

LVDSレシーバ付近には多重化されたクロックを生成するためのクロックリカバリやエッジ検出回路等が適用される。高周波データはシリアル/パラレル(S/P))変換によってヘッドコントローラ110内に展開されるが、クロック信号、ラッチ信号は内部生成するために記録装置側から入力されるクロックやラッチ信号入力端子を備えない構成とするのが望ましい。   In the vicinity of the LVDS receiver, a clock recovery and edge detection circuit for generating a multiplexed clock is applied. The high-frequency data is developed in the head controller 110 by serial / parallel (S / P) conversion. The clock signal and the latch signal are provided with a clock and latch signal input terminal input from the recording apparatus side for internally generating. It is desirable to have no configuration.

ヘッド基板1に転送する高周波データの転送速度を必要以上に多く要求しない場合、クロック同期のパラレルLVDSラインを構成しても良い。このような高周波データ信号ラインをケーブルやフレキシブルケーブル(FPC)内に配置する場合、電源ラインとはその距離を離して配置する。できれば間に接地導電体(GNDL)の仕切りがあるとよい。本来、低電圧LVDSラインはシールド線が望ましいが、記録装置内ではシールド線は使いにくい。よってフレキシブルケーブルを用いる構成が最適である。LVDSラインのペア部は近接させ、他のLVDSラインペア部や通常の信号ラインとは接地導電体(GNDL)によって仕切られる構成とする。フレキシブル基板の端部に相当する配線に、LVDSラインのペア部は使用せずグランド配線とすることが望ましい。これはLVDSラインペア部の平衡を保つためである。   If the transfer rate of the high-frequency data transferred to the head substrate 1 is not required more than necessary, a clock-synchronized parallel LVDS line may be configured. When such a high-frequency data signal line is arranged in a cable or a flexible cable (FPC), it is arranged away from the power supply line. If possible, there should be a ground conductor (GNDL) partition in between. Originally, the low voltage LVDS line is preferably a shielded line, but it is difficult to use the shielded line in the recording apparatus. Therefore, a configuration using a flexible cable is optimal. A pair of LVDS lines is placed close to each other and separated from other LVDS line pairs and normal signal lines by a ground conductor (GNDL). The wiring corresponding to the end of the flexible substrate is preferably a ground wiring without using a pair of LVDS lines. This is to maintain the balance of the LVDS line pair section.

ヘッドコントローラ110内部で生成された各ヘッド基板へのLVDS高周波データや他の信号はコネクタ等で接続される。ヘッドコントローラ110は高速なLVDS高周波信号をヘッド基板で対応可能な低速LVDSへデータ展開を持つ機能の他、マルチチップの記録ヘッドアセンブリ25に関する特性データ、センサ制御が可能な機能を有している。記録装置本体からのコマンドに従い、ヘッドコントローラ110を介して、記録ヘッドアセンブリ25の駆動制御に関するデータが送受信されることになる。例えば、ヘッドコントローラ110を4つのヘッド基板を備えるマルチチップ対応にしておけば、記録ヘッドアセンブリが更に長尺化しても、ヘッドコントローラ110を追加することによって対処できる。   LVDS high-frequency data and other signals generated in the head controller 110 and connected to each head substrate are connected by a connector or the like. The head controller 110 has a function of developing data to a low-speed LVDS that can handle a high-speed LVDS high-frequency signal on a head substrate, and a function of performing characteristic data and sensor control on the multi-chip recording head assembly 25. In accordance with a command from the recording apparatus main body, data relating to drive control of the recording head assembly 25 is transmitted / received via the head controller 110. For example, if the head controller 110 is made compatible with a multi-chip including four head substrates, even if the recording head assembly becomes longer, it can be dealt with by adding the head controller 110.

従って以上説明した実施例のような構成を採用することで、マルチチップ構成の長尺の記録ヘッド、フルライン記録ヘッドにも容易に対応できる。そして、このようなヘッド基板を複数配置したマルチチップ構成の記録ヘッドの場合、従来のヘッド基板よりもヘッド基板の端子数を著しく低減できる。   Therefore, by adopting the configuration as in the above-described embodiment, it is possible to easily cope with a long recording head and a full line recording head having a multichip configuration. In the case of a multi-chip recording head in which a plurality of such head substrates are arranged, the number of terminals of the head substrate can be significantly reduced as compared with the conventional head substrate.

なお、以上説明した実施例の構成に関し、得られる効果は、電気的、機械的な構成の違いやソフトウェアシーケンス等の違いに左右されないことはいうまでもない。   Needless to say, the effects obtained with the configuration of the embodiment described above are not affected by differences in electrical and mechanical configurations, differences in software sequences, and the like.

また、ヘッド基板や記録ヘッドは様々な態様で実施されるが、ヘッド基板内で行われるシフトレジスタへの展開処理は記録素子列毎の記録データ信号を含むヘッド駆動情報のP/S変換(シフトレジスタからラッチ回路への転送)に先立って行われる。   In addition, the head substrate and the recording head are implemented in various modes, and the development process to the shift register performed in the head substrate is P / S conversion (shifting of head driving information including a recording data signal for each recording element array). (Transfer from register to latch circuit).

さらに、LVDS信号入力は、記録データ信号やクロック信号のような高周波伝送が要求される信号に適用し、高速な伝送速度が要求されない場合はシングルエンド信号との混在があってもよい。   Further, the LVDS signal input is applied to a signal that requires high-frequency transmission such as a recording data signal or a clock signal, and may be mixed with a single-ended signal when a high transmission rate is not required.

Claims (9)

少なくともデータ信号と該データ信号に同期したクロック信号とを高周波信号としてLVDSラインにより外部からシリアル受信し、前記高周波信号により複数の記録素子を駆動して記録動作を行うヘッド基板であって、
前記データ信号を受信する2つの入力端子の近傍に備えられた第1のLVDSレシーバと、
前記クロック信号を受信する2つの入力端子の近傍に備えられた第2のLVDSレシーバと、
前記第2のLVDSレシーバで受信し復調したクロック信号を分周して低い周波数の内部クロック信号を生成するクロック生成部と、
前記第1のLVDSレシーバで受信し復調したデータ信号を、前記内部クロック信号に従って入力してシフト処理を行うシフトレジスタと、
前記シフトレジスタに保持されたデータ信号をラッチするラッチ回路と、
前記ラッチ回路にラッチされたデータ信号に従って前記複数の記録素子を駆動する駆動回路とを有することを特徴とするヘッド基板。
A head substrate for serially receiving at least a data signal and a clock signal synchronized with the data signal as a high-frequency signal from the outside through an LVDS line and driving a plurality of recording elements by the high-frequency signal to perform a recording operation;
A first LVDS receiver provided in the vicinity of two input terminals for receiving the data signal;
A second LVDS receiver provided near two input terminals for receiving the clock signal;
A clock generator that divides the clock signal received and demodulated by the second LVDS receiver to generate a low-frequency internal clock signal;
A shift register that receives and demodulates the data signal received and demodulated by the first LVDS receiver according to the internal clock signal;
A latch circuit for latching a data signal held in the shift register;
And a driving circuit for driving the plurality of recording elements in accordance with the data signal latched by the latch circuit.
前記データ信号は前記複数の記録素子を駆動するための記録データ信号と前記複数の記録素子を時分割駆動するための分割駆動信号とを含み、
前記シフトレジスタは、前記記録データ信号を保持するためのシフトレジスタと、前記分割駆動信号を保持するためのシフトレジスタとを含み、
前記ラッチ回路は、前記記録データ信号を保持するためのラッチ回路と、前記分割駆動信号を保持するためのラッチ回路とを含むことを特徴とする請求項1に記載のヘッド基板。
The data signal includes a recording data signal for driving the plurality of recording elements and a division driving signal for time-division driving the plurality of recording elements,
The shift register includes a shift register for holding the recording data signal, and a shift register for holding the divided drive signal,
2. The head substrate according to claim 1, wherein the latch circuit includes a latch circuit for holding the recording data signal and a latch circuit for holding the divided drive signal.
前記クロック生成部は、前記第2のLVDSレシーバで受信したクロック信号の周波数を半分以下の周波数まで落とした内部クロック信号を生成することを請求項1又は2に記載のヘッド基板。   3. The head substrate according to claim 1, wherein the clock generation unit generates an internal clock signal in which a frequency of the clock signal received by the second LVDS receiver is reduced to a half or less. 外部から供給されるインクを前記複数の記録素子に供給するインク供給口をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のヘッド基板。   The head substrate according to claim 1, further comprising an ink supply port that supplies ink supplied from outside to the plurality of recording elements. 請求項4に記載のヘッド基板を用いたインクジェット記録ヘッド。   An ink jet recording head using the head substrate according to claim 4. 請求項4に記載のヘッド基板を複数、備えたインクジェット記録ヘッド。   An ink jet recording head comprising a plurality of head substrates according to claim 4. 前記複数のヘッド基板に記録データ信号やクロック信号を供給するヘッドコントローラをさらに有することを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録ヘッド。   The inkjet recording head according to claim 6, further comprising a head controller that supplies a recording data signal and a clock signal to the plurality of head substrates. 前記ヘッドコントローラは、少なくともデータ信号と該データ信号に同期したクロック信号とを高周波信号としてLVDSラインにより外部からシリアル受信して、受信した高周波信号を復調する第3のLVDSレシーバをさらに備えること特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録ヘッド。   The head controller further includes a third LVDS receiver that serially receives at least a data signal and a clock signal synchronized with the data signal as an RF signal from the outside through an LVDS line and demodulates the received RF signal. The ink jet recording head according to claim 7. 請求項5乃至8のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドを用いた記録装置。   A recording apparatus using the inkjet recording head according to claim 5.
JP2011255426A 2011-11-22 2011-11-22 Head substrate, ink jet recording head using the head substrate, and recording apparatus using the recording head Active JP5906066B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011255426A JP5906066B2 (en) 2011-11-22 2011-11-22 Head substrate, ink jet recording head using the head substrate, and recording apparatus using the recording head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011255426A JP5906066B2 (en) 2011-11-22 2011-11-22 Head substrate, ink jet recording head using the head substrate, and recording apparatus using the recording head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013107341A true JP2013107341A (en) 2013-06-06
JP5906066B2 JP5906066B2 (en) 2016-04-20

Family

ID=48704632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011255426A Active JP5906066B2 (en) 2011-11-22 2011-11-22 Head substrate, ink jet recording head using the head substrate, and recording apparatus using the recording head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5906066B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9731502B2 (en) 2015-05-27 2017-08-15 Canon Kabushiki Kaisha Printing apparatus and data transfer method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62292458A (en) * 1986-06-11 1987-12-19 Nec Corp Thermal head
JPH05257640A (en) * 1992-03-13 1993-10-08 Toshiba Corp Demultiplexer
JP2002067322A (en) * 2000-08-31 2002-03-05 Canon Inc Recording head, recording apparatus, and data transfer method in recording head
JP2008100483A (en) * 2006-10-20 2008-05-01 Canon Inc Head substrate, recording head, and recorder
JP2009149036A (en) * 2007-12-21 2009-07-09 Canon Inc Head element substrate, recording head, and recording apparatus
JP2011046160A (en) * 2009-08-28 2011-03-10 Canon Inc Recording head and recording device
JP2011082595A (en) * 2009-10-02 2011-04-21 Nec Corp Communication circuit, communication method, and serial-parallel conversion circuit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62292458A (en) * 1986-06-11 1987-12-19 Nec Corp Thermal head
JPH05257640A (en) * 1992-03-13 1993-10-08 Toshiba Corp Demultiplexer
JP2002067322A (en) * 2000-08-31 2002-03-05 Canon Inc Recording head, recording apparatus, and data transfer method in recording head
JP2008100483A (en) * 2006-10-20 2008-05-01 Canon Inc Head substrate, recording head, and recorder
JP2009149036A (en) * 2007-12-21 2009-07-09 Canon Inc Head element substrate, recording head, and recording apparatus
JP2011046160A (en) * 2009-08-28 2011-03-10 Canon Inc Recording head and recording device
JP2011082595A (en) * 2009-10-02 2011-04-21 Nec Corp Communication circuit, communication method, and serial-parallel conversion circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9731502B2 (en) 2015-05-27 2017-08-15 Canon Kabushiki Kaisha Printing apparatus and data transfer method

Also Published As

Publication number Publication date
JP5906066B2 (en) 2016-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4989433B2 (en) Head substrate, recording head, head cartridge, and recording apparatus
JP4933057B2 (en) Head substrate, recording head, and recording apparatus
JP5184869B2 (en) Head substrate, recording head, head cartridge, and recording apparatus
KR100915246B1 (en) Device substrate for recording head, recording head, and recording apparatus including the recording head
JP2011046160A (en) Recording head and recording device
JP2008114378A (en) Element substrate, and recording head, head cartridge and recorder using this
JPH1044415A (en) Recording head, head cartridge, and recording apparatus using recording head
KR20150024778A (en) Element substrate, printhead, and printing apparatus
US7588304B2 (en) Liquid discharge head substrate, liquid discharge head, and liquid discharge apparatus
JP5081019B2 (en) Element substrate for recording head, recording head, head cartridge, and recording apparatus
JP4799292B2 (en) Recording head, head cartridge, and recording apparatus using any of these
JP5213328B2 (en) Recording head, head cartridge, and recording apparatus
EP1636036B1 (en) Ink-jet printhead substrate, driving control method, ink-jet printhead and ink-jet printing apparatus
JP2008100483A (en) Head substrate, recording head, and recorder
JP5723137B2 (en) Printhead substrate, printhead, and printing apparatus
JP5063314B2 (en) Element substrate, recording head, head cartridge, and recording apparatus
JP2010143154A (en) Recording device, recording head, and head substrate thereof
JP5906066B2 (en) Head substrate, ink jet recording head using the head substrate, and recording apparatus using the recording head
JP2005199665A (en) Recording apparatus, recording head, and recording head substrate
JP4994896B2 (en) Substrate for liquid discharge head, liquid discharge head, and liquid discharge apparatus
JP2009073182A (en) Printhead and printing apparatus using the printhead
JP5571888B2 (en) Head substrate, recording head, head cartridge
JP3997217B2 (en) Inkjet recording head substrate, drive control method, inkjet recording head, and inkjet recording apparatus
JP4865534B2 (en) Substrate for liquid discharge head and liquid discharge head
JP6948116B2 (en) Recording element substrate, recording head, and recording device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150811

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150817

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151015

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160318

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5906066

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151