JP2020168829A - Recording device - Google Patents

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Yuhei Oikawa
悠平 及川
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Abstract

To provide an element substrate which can determine a discharge state of a nozzle from a temperature sensor arranged corresponding to each nozzle with high precision, a recording head using the element substrate, and a recording device using the recording head.SOLUTION: An element substrate includes a heater which heats ink and discharges from a nozzle, a temperature sensor arranged corresponding to the heater, and a constant current source which energizes a constant current to the temperature sensor on the basis of a current value a first signal input from an external specifies. A determination circuit determines a discharge state of the ink from the nozzle on the basis of a voltage output from the temperature sensor energized by the constant current and a threshold voltage a second signal input form the external specifies, and outputs a determination result signal.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は記録装置に関し、特に、例えば、複数の記録素子を備えた素子基板を組み込んだ記録ヘッドをインクジェット方式に従って記録を行うために適用した記録装置に関する。 The present invention relates to a recording device, and more particularly to a recording device applied to record a recording head incorporating an element substrate including a plurality of recording elements according to an inkjet method.

ノズルからインク液滴を吐出させ、紙,プラスチックフィルムその他の記録媒体に付着させるインクジェット記録方式の中で、インクを吐出するために熱エネルギーを発生する記録素子を有する記録ヘッドを用いるものがある。この方式に従う記録ヘッドを用いる記録装置において、各ヒータに対応して設けた温度センサから出力される温度信号の誤差の補正を、回路の電気的バラつきとノズル毎の熱的バラつきに基づいて行う方法が提案されている(特許文献1参照)。 Among the inkjet recording methods in which ink droplets are ejected from a nozzle and adhered to paper, plastic film or other recording media, there is one that uses a recording head having a recording element that generates thermal energy to eject the ink. In a recording device using a recording head that follows this method, a method of correcting the error of the temperature signal output from the temperature sensor provided corresponding to each heater based on the electrical variation of the circuit and the thermal variation of each nozzle. Has been proposed (see Patent Document 1).

特許文献1に開示された記録装置では、ヒータに駆動パルスを印加せずに温度信号を取得し、電気バラつきを示すオフセット電圧TEoffを取得する。次に、ヒータに駆動パルスを印加して温度信号を取得し、熱的バラつきである係数Kを取得する。そして、取得されたオフセット電圧TEoffと係数Kを用いて、温度信号の誤差を最終的に補正し正確な温度情報を出力する。 In the recording device disclosed in Patent Document 1, a temperature signal is acquired without applying a drive pulse to the heater, and an offset voltage TEoff indicating electrical variation is acquired. Next, a drive pulse is applied to the heater to acquire a temperature signal, and a coefficient K, which is a thermal variation, is acquired. Then, using the acquired offset voltage TEoff and the coefficient K, the error of the temperature signal is finally corrected and accurate temperature information is output.

特許第4890960号明細書Patent No. 4890960

しかしながら上記従来例では、ノズルの吐出状態を判定する基準が複数のタイミングで取得される温度情報の信号であることを前提としている。このため、温度センサから取得される温度情報の経時変化を表す信号に基づいて吐出状態を判定する場合、ノズルから吐出されるインク液滴の尾引(サテライト)がヒータに墜落する量やそのタイミングのバラつきにより生じる信号のバラつきを補正できない。その結果、精度の高い吐出状態の判定を行うことができない。 However, in the above-mentioned conventional example, it is premised that the reference for determining the ejection state of the nozzle is a signal of temperature information acquired at a plurality of timings. Therefore, when the ejection state is determined based on the signal indicating the time-dependent change of the temperature information acquired from the temperature sensor, the amount and timing of the tailing (satellite) of the ink droplet ejected from the nozzle crashing into the heater. It is not possible to correct the signal variation caused by the variation of. As a result, it is not possible to determine the discharge state with high accuracy.

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、吐出状態の判定に係る回路規模の増大を抑えつつ、各ノズルに対応して設けられた温度センサから高精度にノズルの吐出状態を判定することが可能な記録装置を提供する事を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional example, and determines the ejection state of a nozzle with high accuracy from a temperature sensor provided corresponding to each nozzle while suppressing an increase in the circuit scale related to the determination of the ejection state. The purpose is to provide a recording device capable of this.

配列されたノズルからインクを吐出するためにインクを加熱する複数のヒータと、前記複数のヒータにそれぞれ対応して設けられた複数の温度センサと、外部から入力される第1の信号が指定する電流値に基づいて前記温度センサに定電流を通電する定電流源と、前記定電流により通電された温度センサから出力される電圧と外部から入力される第2の信号が指定する閾値電圧とに基づいて、前記ノズルからのインクの吐出状態を判定し、判定結果信号を出力する判定回路とを有する素子基板と、前記素子基板に対して前記第1の信号と前記第2の信号とを生成して送信する信号生成手段と、前記判定結果信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記判定結果信号に基づいて、前記定電流源が通電する電流値を調整する調整手段と、前記調整手段によって調整された前記電流値を格納するメモリと、を有する記録装置であって、前記調整手段は、前記判定結果信号に基づいて前記配列されたノズルのうちの少なくとも一部のノズル群を構成する複数のノズルそれぞれに対応する温度センサに対して通電する共通の電流値を調整することを特徴とする記録装置。 A plurality of heaters that heat the ink to eject the current from the arranged nozzles, a plurality of temperature sensors provided corresponding to the plurality of heaters, and a first signal input from the outside are designated. A constant current source that energizes the temperature sensor with a constant current based on the current value, a voltage output from the temperature sensor energized by the constant current, and a threshold voltage specified by a second signal input from the outside. Based on this, an element substrate having a determination circuit that determines the ejection state of the ink from the nozzle and outputs a determination result signal, and the first signal and the second signal are generated with respect to the element substrate. A signal generating means for transmitting the current, a receiving means for receiving the determination result signal, and an adjusting means for adjusting the current value energized by the constant current source based on the determination result signal received by the receiving means. A recording device having a memory for storing the current value adjusted by the adjusting means, and the adjusting means is a group of at least a part of the arranged nozzles based on the determination result signal. A recording device characterized in that a common current value for energizing a temperature sensor corresponding to each of a plurality of nozzles constituting the device is adjusted.

本発明によれば、吐出状態の判定に係る回路規模の増大を抑えつつ、各ノズルに対応して設けられた温度センサから高精度にノズルの吐出状態を判定することができるという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that the ejection state of the nozzle can be determined with high accuracy from the temperature sensor provided corresponding to each nozzle while suppressing the increase in the circuit scale related to the determination of the ejection state.

本発明の代表的な実施例であるフルライン記録ヘッドを備えた記録装置の構造を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the structure of the recording apparatus provided with the full-line recording head which is a typical example of this 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。It is a block diagram which shows the control structure of the recording apparatus shown in FIG. シリコン基板に形成された記録素子近傍の多層配線構造を示す図である。It is a figure which shows the multi-layer wiring structure in the vicinity of a recording element formed on a silicon substrate. 図3に示す素子基板を用いた温度検知の制御構成を表すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of temperature detection using the element substrate shown in FIG. 素子基板5の詳細な内部回路構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed internal circuit structure of the element substrate 5. 素子基板に入力される各信号のタイムチャートである。It is a time chart of each signal input to the element board. 1つのヒータ(抵抗)に注目した判定結果信号RSLTを生成する回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure which generates the determination result signal RSLT paying attention to one heater (resistor). バンドパスフィルタ(BPF)113の詳細な構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the detailed structure of the bandpass filter (BPF) 113. ラッチ期間Tに定電流Iref0を温度センサに通電してヒータにヒータ駆動信号HTのパルスを印加したときの、差動アンプの出力波形Vdifと反転アンプの出力波形Vinvを表すタイムチャートである。3 is a time chart showing the output waveform Vdiv of the differential amplifier and the output waveform Viv of the inverting amplifier when the constant current Iref0 is applied to the temperature sensor during the latch period T and the pulse of the heater drive signal HT is applied to the heater. 定電流Irefを1ランクずつ増大させたときの正常吐出時の差動アンプの出力波形Vdifと反転アンプの出力波形Vinvを表わしたタイムチャートである。It is a time chart which showed the output waveform Vdiv of the differential amplifier and the output waveform Vinv of an inverting amplifier at the time of normal discharge when the constant current Iref is increased by one rank. 1ランクずつ定電流を増大させたときの正常吐出時の差動アンプの出力波形Vdifと反転アンプの出力波形Vinvを表したタイムチャートである。It is a time chart which showed the output waveform Vdiv of a differential amplifier and the output waveform Vinv of an inverting amplifier at the time of normal discharge when the constant current is increased by 1 rank. 定電流の調整処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the adjustment process of a constant current. 図10に示したステップS2とステップS5に示すピーク電圧の取得処理の詳細な処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed process of the acquisition process of the peak voltage shown in step S2 and step S5 shown in FIG. 閾値電圧を変化させた場合の判定信号の変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change of the determination signal when the threshold voltage is changed. 3つの温度センサに対する設定電圧を求める方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of obtaining the set voltage for three temperature sensors. 設定電圧Vpeを決定する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of determining a set voltage Vpe. 調整済みの定電流Iadrで温度センサに通電しながらヒータにヒータ駆動信号HTのパルスを印加したときの差動アンプの出力波形Vdifと反転アンプの出力波形Vinvを表すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing the output waveform Vdiv of the differential amplifier and the output waveform Vinv of the inverting amplifier when a pulse of the heater drive signal HT is applied to the heater while energizing the temperature sensor with the adjusted constant current Iador. 未調整の定電流Iref0で温度センサに通電しながらヒータにヒータ駆動信号HTのパルスを印加したときの差動アンプの出力波形Vdifと反転アンプの出力波形Vinvを表すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the output waveform Vdiv of a differential amplifier and the output waveform Vinv of an inverting amplifier when a pulse of a heater drive signal HT is applied to a heater while energizing a temperature sensor with an unadjusted constant current Iref0. 調整済みの定電流Iadrで温度センサに通電しながらヒータにヒータ駆動信号HTのパルスを印加したときの差動アンプの出力波形Vdifと反転アンプの出力波形Vinvを表すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing the output waveform Vdiv of the differential amplifier and the output waveform Vinv of the inverting amplifier when a pulse of the heater drive signal HT is applied to the heater while energizing the temperature sensor with the adjusted constant current Iador. ヒータ通電信号SEのON期間で温度センサに定電流を通電する一方でヒータにヒータ駆動信号HTのパルスを印加しない時の差動アンプの出力波形Vdifと反転アンプの出力波形Vinvを表すタイミングチャートである。A timing chart showing the output waveform Vdiv of the differential amplifier and the output waveform Vinv of the inverting amplifier when a constant current is applied to the temperature sensor during the ON period of the heater energization signal SE but the pulse of the heater drive signal HT is not applied to the heater. is there. 3つの温度センサに対する設定電流値を求める方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of obtaining the set current value for three temperature sensors. 設定電流Irefを決定する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of determining a set current Iref.

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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail 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、有意無意を問わない。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, "record" (sometimes referred to as "print") is not limited to the case of forming significant information such as characters and figures, and may be significant or involuntary. It also refers to the case where an image, pattern, pattern, etc. is widely formed on a recording medium or the medium is processed, regardless of whether or not it is manifested so that it can be visually perceived by humans. ..

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。 The term "recording medium" refers not only to paper used in general recording devices, but also to a wide range of media such as cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, and leather that can accept ink. Shall be.

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 broadly interpreted as in the definition of "recording (printing)" above. Therefore, by being applied onto the recording medium, the image, pattern, pattern, etc. are formed, the recording medium is processed, or the ink is processed (for example, the colorant in the ink applied to the recording medium is solidified or insolubilized). It shall represent a liquid that can be produced.

またさらに、「ノズル(「記録素子」という場合もある)」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, the term "nozzle (sometimes referred to as" recording element ")" collectively refers to the ejection port, the liquid passage communicating with the ejection port, and the element that generates energy used for ink ejection, unless otherwise specified. Shall be.

以下に用いる記録ヘッド用の素子基板(ヘッド基板)とは、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものではなく、各素子や配線等が設けられた構成を指し示すものである。 The element substrate (head substrate) for a recording head used below does not indicate a mere substrate made of a silicon semiconductor, but indicates a configuration in which each element, wiring, or the like is provided.

さらに、基板上とは、単に素子基板の上を指し示すだけでなく、素子基板の表面、表面近傍の素子基板内部側をも示すものである。また、本発明でいう「作り込み(built−in)」とは、別体の各素子を単に基体表面上に別体として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等によって素子板上に一体的に形成、製造することを示すものである。 Further, the term “on the substrate” means not only the top of the element substrate but also the surface of the element substrate and the inside side of the element substrate in the vicinity of the surface. Further, the term "build-in" as used in the present invention does not mean that each element of a separate body is simply arranged as a separate body on the surface of a substrate, but that each element is manufactured as a semiconductor circuit. It indicates that it is integrally formed and manufactured on an element plate by a process or the like.

<フルライン記録ヘッドを搭載した記録装置(図1)>
図1は本発明の代表的な実施例であるインクを吐出して記録を行うフルライン記録ヘッドを用いた記録装置1000の概略構成を示した図である。
<Recording device equipped with a full-line recording head (Fig. 1)>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a recording device 1000 using a full-line recording head that ejects ink and records, which is a typical embodiment of the present invention.

図1に示されるように、記録装置1000は、記録媒体2を搬送する搬送部1と、記録媒体2の搬送方向と略直交して配置されるフルライン記録ヘッド3とを備え、複数の記録媒体2を連続的又は間欠的に搬送しながら連続記録を行うライン型記録装置である。フルライン記録ヘッド3には、インク経路内の圧力(負圧)を制御する負圧制御ユニット230と、負圧制御ユニット230と連通した液体供給ユニット220と、液体供給ユニット220へのインクの供給及び排出口となる液体接続部111Aとを設ける。 As shown in FIG. 1, the recording device 1000 includes a transport unit 1 for transporting the recording medium 2 and a full-line recording head 3 arranged substantially orthogonal to the transport direction of the recording medium 2, and a plurality of recordings are performed. This is a line-type recording device that continuously records while continuously or intermittently transporting the medium 2. The full-line recording head 3 has a negative pressure control unit 230 that controls the pressure (negative pressure) in the ink path, a liquid supply unit 220 that communicates with the negative pressure control unit 230, and ink supply to the liquid supply unit 220. And a liquid connection portion 111A serving as a discharge port is provided.

筺体80には、負圧制御ユニット230と液体供給ユニット220と液体接続部111Aとが備えられる。 The housing 80 is provided with a negative pressure control unit 230, a liquid supply unit 220, and a liquid connection portion 111A.

なお、記録媒体2は、カットシートに限らず、連続したロールシートであっても良い。 The recording medium 2 is not limited to the cut sheet, and may be a continuous roll sheet.

フルライン記録ヘッド(以下、記録ヘッド)3は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロ(Y)、ブラック(K)のインクによるフルカラー記録が可能である。記録ヘッド3に対しては、インクを記録ヘッド3へ供給する供給路である液体供給ユニット220と、メインタンクが接続される。また、記録ヘッド3には、記録ヘッド3へ電力および吐出制御信号を伝送する電気制御部(不図示)が電気的に接続される。 The full-line recording head (hereinafter, recording head) 3 can perform full-color recording with cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) inks. A liquid supply unit 220, which is a supply path for supplying ink to the recording head 3, and a main tank are connected to the recording head 3. Further, an electric control unit (not shown) for transmitting electric power and discharge control signals to the recording head 3 is electrically connected to the recording head 3.

また、記録媒体2はその搬送方向に長さFの距離だけ離して設けられた2つの搬送ローラ81、82を回転することにより搬送される。 Further, the recording medium 2 is conveyed by rotating two transfer rollers 81, 82 provided so as to be separated by a distance of length F in the transfer direction.

この実施例の記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用している。このため、記録ヘッド3の各吐出口には電気熱変換素子(ヒータ)を備えている。この電気熱変換素子は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換素子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。なお、記録装置は、上述した記録媒体の幅に相当する記録幅をもつフルライン記録ヘッドを用いた記録装置に限定するものではない。例えば、記録媒体の搬送方向に吐出口を配列した記録ヘッドをキャリッジに搭載され、そのキャリッジを往復走査しながらインクを記録媒体に吐出して記録を行ういわゆるシリアルタイプの記録装置にも適用できる。 The recording head of this embodiment employs an inkjet method that uses heat energy to eject ink. Therefore, each discharge port of the recording head 3 is provided with an electric heat conversion element (heater). The electric heat conversion element is provided corresponding to each discharge port, and ink is discharged from the corresponding discharge port by applying a pulse voltage to the corresponding electric heat conversion element according to a recording signal. The recording device is not limited to a recording device using a full-line recording head having a recording width corresponding to the width of the recording medium described above. For example, it can be applied to a so-called serial type recording device in which a recording head in which ejection ports are arranged in a transport direction of a recording medium is mounted on a carriage, and ink is ejected to the recording medium while scanning the carriage reciprocatingly for recording.

<制御構成の説明(図2)>
図2は記録装置1000の制御回路の構成を示すブロック図である。
<Explanation of control configuration (Fig. 2)>
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control circuit of the recording device 1000.

図2に示すように、記録装置1000は、主に記録部を統括するプリントエンジンユニット417と、スキャナ部を統括するスキャナエンジンユニット411と、記録装置1000の全体を統括するコントローラユニット410によって構成されている。MPUや不揮発性メモリ(EEPROMなど)を内蔵したプリントコントローラ419は、コントローラユニット410のメインコントローラ441の指示に従ってプリントエンジンユニット417の各種機構を制御する。スキャナエンジンユニット411の各種機構は、コントローラユニット410のメインコントローラ441によって制御される。 As shown in FIG. 2, the recording device 1000 is mainly composed of a print engine unit 417 that controls the recording unit, a scanner engine unit 411 that controls the scanner unit, and a controller unit 410 that controls the entire recording device 1000. ing. The print controller 419 having a built-in MPU or non-volatile memory (EEPROM or the like) controls various mechanisms of the print engine unit 417 according to the instruction of the main controller 441 of the controller unit 410. Various mechanisms of the scanner engine unit 411 are controlled by the main controller 441 of the controller unit 410.

以下、制御構成の詳細について説明する。 The details of the control configuration will be described below.

コントローラユニット410において、CPUにより構成されるメインコントローラ441は、ROM407に格納されているプログラムや各種パラメータに従って、RAM406を作業領域としながら記録装置1000の全体を制御する。例えば、ホストI/F402またはワイヤレスI/F403を介してホスト装置400から印刷ジョブが入力されると、メインコントローラ441の指示に従って、画像処理部408は受信した画像データに対して所定の画像処理を施す。そして、メインコントローラ441はプリントエンジンI/F405を介して、画像処理を施した画像データをプリントエンジンユニット417へ送信する。 In the controller unit 410, the main controller 441 composed of the CPU controls the entire recording device 1000 while using the RAM 406 as a work area according to the programs and various parameters stored in the ROM 407. For example, when a print job is input from the host device 400 via the host I / F 402 or the wireless I / F 403, the image processing unit 408 performs predetermined image processing on the received image data according to the instruction of the main controller 441. Give. Then, the main controller 441 transmits the image data subjected to the image processing to the print engine unit 417 via the print engine I / F405.

なお、記録装置1000は無線通信や有線通信を介してホスト装置400から画像データを取得しても良いし、記録装置1000に接続された外部記憶装置(USBメモリ等)から画像データを取得しても良い。無線通信や有線通信に利用される通信方式は限定されない。例えば、無線通信に利用される通信方式として、Wi−Fi(Wireless Fidelity)(登録商標)やBluetooth(登録商標)が適用可能である。また、有線通信に利用される通信方式としては、USB(Universal Serial Bus)等が適用可能である。また、例えば、ホスト装置400から読取命令が入力されると、メインコントローラ441は、スキャナエンジンI/F409を介してこの命令をスキャナエンジンユニット411に送信する。 The recording device 1000 may acquire image data from the host device 400 via wireless communication or wired communication, or may acquire image data from an external storage device (USB memory or the like) connected to the recording device 1000. Is also good. The communication method used for wireless communication and wired communication is not limited. For example, Wi-Fi (Wireless Fidelity) (registered trademark) and Bluetooth (registered trademark) can be applied as a communication method used for wireless communication. Further, as a communication method used for wired communication, USB (Universal Serial Bus) or the like can be applied. Further, for example, when a read command is input from the host device 400, the main controller 441 transmits this command to the scanner engine unit 411 via the scanner engine I / F409.

操作パネル404は、ユーザが記録装置1000に対して入出力を行うためのユニットである。ユーザは、操作パネル404を介してコピーやスキャン等の動作を指示したり、記録モードを設定したり、記録装置1000の情報を認識したりすることができる。 The operation panel 404 is a unit for the user to input / output to / from the recording device 1000. The user can instruct operations such as copying and scanning via the operation panel 404, set the recording mode, and recognize the information of the recording device 1000.

プリントエンジンユニット417では、CPUにより構成されるプリントコントローラ419がROM420に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、RAM421を作業領域として、プリントエンジンユニット417の各種機構を制御する。 In the print engine unit 417, the print controller 419 composed of the CPU controls various mechanisms of the print engine unit 417 with the RAM 421 as a work area according to the programs and various parameters stored in the ROM 420.

コントローラI/F418を介して各種コマンドや画像データが受信されると、プリントコントローラ419は、これを一旦RAM421に保存する。記録ヘッド3が記録動作に利用できるように、プリントコントローラ419は画像処理コントローラ422に、保存した画像データは記録データへ変換される。記録データが生成されると、プリントコントローラ419は、ヘッドI/F427を介して記録ヘッド3に記録データに基づく記録動作を実行させる。この際、プリントコントローラ419は、搬送制御部426を介して搬送ローラ81、82を駆動して、記録媒体2を搬送する。プリントコントローラ419の指示に従って、記録媒体2の搬送動作に連動して記録ヘッド3による記録動作が実行され、記録処理が行われる。 When various commands and image data are received via the controller I / F418, the print controller 419 temporarily stores them in the RAM 421. The print controller 419 is converted into the image processing controller 422, and the saved image data is converted into the recording data so that the recording head 3 can be used for the recording operation. When the recorded data is generated, the print controller 419 causes the recording head 3 to execute a recording operation based on the recorded data via the head I / F 427. At this time, the print controller 419 drives the transfer rollers 81 and 82 via the transfer control unit 426 to transfer the recording medium 2. According to the instruction of the print controller 419, the recording operation by the recording head 3 is executed in conjunction with the conveying operation of the recording medium 2, and the recording process is performed.

ヘッドキャリッジ制御部425は、記録装置1000のメンテナンス状態や記録状態といった動作状態に応じて記録ヘッド3の向きや位置を変更する。インク供給制御部424は、記録ヘッド3へ供給されるインクの圧力が適切な範囲に収まるように、液体供給ユニット220を制御する。メンテナンス制御部423は、記録ヘッド3に対するメンテナンス動作を行う際に、メンテナンスユニット(不図示)におけるキャップユニットやワイピングユニットの動作を制御する。 The head carriage control unit 425 changes the direction and position of the recording head 3 according to an operating state such as a maintenance state or a recording state of the recording device 1000. The ink supply control unit 424 controls the liquid supply unit 220 so that the pressure of the ink supplied to the recording head 3 falls within an appropriate range. The maintenance control unit 423 controls the operation of the cap unit and the wiping unit in the maintenance unit (not shown) when performing the maintenance operation on the recording head 3.

スキャナエンジンユニット411においては、メインコントローラ441が、ROM407に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、RAM406を作業領域としながら、スキャナコントローラ415のハードウェア資源を制御する。これにより、スキャナエンジンユニット411が備える各種機構は制御される。例えば、コントローラI/F414を介してメインコントローラ441がスキャナコントローラ415内のハードウェア資源を制御して、ユーザによってADF(不図示)に積載された原稿を搬送制御部413を介して搬送し、センサ416によって読取る。そして、スキャナコントローラ415は読取った画像データをRAM412に保存する。 In the scanner engine unit 411, the main controller 441 controls the hardware resources of the scanner controller 415 according to the programs and various parameters stored in the ROM 407, using the RAM 406 as a work area. As a result, various mechanisms included in the scanner engine unit 411 are controlled. For example, the main controller 441 controls the hardware resources in the scanner controller 415 via the controller I / F 414, and the document loaded on the ADF (not shown) by the user is conveyed via the transfer control unit 413, and the sensor. Read by 416. Then, the scanner controller 415 stores the read image data in the RAM 412.

なお、プリントコントローラ419は、上述のように取得された画像データを記録データに変換することで、記録ヘッド3にスキャナコントローラ415で読取った画像データに基づく記録動作を実行させることが可能である。 The print controller 419 can cause the recording head 3 to execute a recording operation based on the image data read by the scanner controller 415 by converting the image data acquired as described above into the recording data.

<温度検知素子の構成の説明(図3)>
図3はシリコン基板に形成された記録素子近傍の多層配線構造を示す図である。
<Explanation of the configuration of the temperature detection element (Fig. 3)>
FIG. 3 is a diagram showing a multilayer wiring structure in the vicinity of a recording element formed on a silicon substrate.

図3(a)は温度検知素子606を記録素子609の下層に層間絶縁膜607を介してシート状に配置した上面図である。図3(b)は図3(a)に示した上面図における破線x−x’に沿った断面図であり、図3(c)は図3(a)に示した破線y−y’に沿った断面図である。 FIG. 3A is a top view in which the temperature detection element 606 is arranged in a sheet shape under the recording element 609 via the interlayer insulating film 607. FIG. 3 (b) is a cross-sectional view taken along the broken line xx'in the top view shown in FIG. 3 (a), and FIG. 3 (c) shows the broken line yy'shown in FIG. 3 (a). It is a cross-sectional view along.

図3(b)に示すx−x’断面図と図3(c)に示すy−y’断面図において、シリコン基板上に積層した絶縁膜602の上にアルミニウム等からなる配線603が形成され、さらに配線603の上に層間絶縁膜604が形成される。配線603と、チタン及び窒化チタン積層膜等からなる薄膜抵抗体の温度検知素子606とが層間絶縁膜604に埋め込まれたタングステン等からなる導電プラグ605を介して電気的に接続される。 In the xx'cross-sectional view shown in FIG. 3 (b) and the yy' cross-sectional view shown in FIG. 3 (c), a wiring 603 made of aluminum or the like is formed on the insulating film 602 laminated on the silicon substrate. Further, an interlayer insulating film 604 is formed on the wiring 603. The wiring 603 and the temperature detection element 606 of a thin film resistor made of titanium, a titanium nitride laminated film, or the like are electrically connected via a conductive plug 605 made of tungsten or the like embedded in the interlayer insulating film 604.

次に、温度検知素子606の下側に層間絶縁膜607が形成される。そして、配線603と、タンタル窒化珪素膜等からなる発熱抵抗体の記録素子609とが、層間絶縁膜604及び層間絶縁膜607を貫通するタングステン等からなる導電プラグ608を介して電気的に接続される。 Next, an interlayer insulating film 607 is formed on the lower side of the temperature detection element 606. Then, the wiring 603 and the recording element 609 of the heat generating resistor made of the tantalum nitride silicon film or the like are electrically connected via the conductive plug 608 made of tungsten or the like penetrating the interlayer insulating film 604 and the interlayer insulating film 607. To.

なお、下層の導電プラグと上層の導電プラグを接続する際は、中間の配線層からなるスペーサを挟んで接続されるのが一般的である。この実施例に適用する場合、中間の配線層となる温度検知素子の膜厚が数10nm程度の薄膜のため、ビアホール工程の際、スペーサとなる温度検知素子膜に対するオーバエッチ制御の精度が求められる。また、温度検知素子層のパターンの微細化に不利にもなる。このような事情を鑑み、この実施例では層間絶縁膜604及び層間絶縁膜607を貫通させた導電プラグを採用している。 When connecting the lower conductive plug and the upper conductive plug, it is common that they are connected by sandwiching a spacer composed of an intermediate wiring layer. When applied to this embodiment, since the film thickness of the temperature detection element that is the intermediate wiring layer is a thin film of about several tens of nm, the accuracy of overetch control for the temperature detection element film that is the spacer is required during the via hole process. .. In addition, it is disadvantageous for miniaturizing the pattern of the temperature detection element layer. In view of such circumstances, in this embodiment, a conductive plug in which the interlayer insulating film 604 and the interlayer insulating film 607 are penetrated is adopted.

また、プラグの深さに応じて導通の信頼性を確保するために、この実施例では層間絶縁膜が一層の導電プラグ605は口径0.4μmとし、層間絶縁膜が二層を貫通する導電プラグ608ではより大きい口径0.6μmにしている。 Further, in order to ensure the reliability of conduction according to the depth of the plug, in this embodiment, the conductive plug 605 having a single layer of interlayer insulating film has a diameter of 0.4 μm, and the conductive plug in which the interlayer insulating film penetrates the two layers. In 608, the larger diameter is 0.6 μm.

次に、シリコン窒化膜などの保護膜610、そして保護膜610の上にタンタルなどの耐キャビテーション膜611を形成してヘッド基板(素子基板)となる。さらに、感光樹脂等からなるノズル形成材612で吐出口613が形成される。 Next, a protective film 610 such as a silicon nitride film and a cavitation resistant film 611 such as tantalum are formed on the protective film 610 to form a head substrate (element substrate). Further, the discharge port 613 is formed by the nozzle forming material 612 made of a photosensitive resin or the like.

このように、配線603の層と記録素子609の層の中間に独立した温度検知素子606の中間層を設けた多層配線構造としている。 As described above, the multi-layer wiring structure is provided in which an independent intermediate layer of the temperature detection element 606 is provided between the layer of the wiring 603 and the layer of the recording element 609.

以上の構成から、この実施例で用いる素子基板では記録素子ごとに各記録素子に対応してその直下に設けられた温度検知素子により温度情報を得ることが可能になる。 From the above configuration, in the element substrate used in this embodiment, it is possible to obtain temperature information for each recording element by a temperature detecting element provided immediately below each recording element.

そして、その温度検知素子により検知された温度情報とその温度変化とから、素子基板の内部に設けられた論理回路により対応する記録素子からのインク吐出状態を示す判定結果信号RSLTを得ることができる。判定結果信号RSLTは1ビットの信号であり、“1”が吐出正常を示し、“0”が吐出不良を示す。 Then, from the temperature information detected by the temperature detection element and the temperature change, a determination result signal RSLT indicating the ink ejection state from the corresponding recording element can be obtained by the logic circuit provided inside the element substrate. .. The determination result signal RSLT is a 1-bit signal, where "1" indicates normal discharge and "0" indicates defective discharge.

<記録装置側から見た温度検知構成の説明(図4)>
図4は図3に示す素子基板を用いた温度検知の制御構成を表すブロック図である。
<Explanation of temperature detection configuration seen from the recording device side (Fig. 4)>
FIG. 4 is a block diagram showing a control configuration for temperature detection using the element substrate shown in FIG.

図4(a)に示すように、プリントエンジンユニット417は、素子基板5に実装された記録素子の温度を検知するために、MPUを内蔵したプリントコントローラ419と、記録ヘッド3と接続するヘッドI/F427と、RAM421とを備える。また、ヘッドI/F427は素子基板5に送信するための種々の信号を生成する信号生成部7と、温度検知素子606が検出した温度情報に基づいて素子基板5から出力される判定結果信号RSLTを入力する判定結果抽出部9とを含む。 As shown in FIG. 4A, the print engine unit 417 has a print controller 419 with a built-in MPU and a head I connected to the recording head 3 in order to detect the temperature of the recording element mounted on the element substrate 5. It includes / F427 and RAM 421. Further, the head I / F 427 has a signal generation unit 7 that generates various signals for transmission to the element substrate 5, and a determination result signal RSLT output from the element substrate 5 based on the temperature information detected by the temperature detection element 606. Includes a determination result extraction unit 9 for inputting.

温度検知のため、プリントコントローラ419が信号生成部7に指示を発行すると、信号生成部7は素子基板5に対して、クロック信号CLK、ラッチ信号LT、ブロック信号BLE、記録データ信号DATA、ヒートイネーブル信号HEを出力する。信号生成部7は更に、センサ選択信号SDATA、定電流信号Diref、吐出検査閾値信号Ddthを出力する。 When the print controller 419 issues an instruction to the signal generation unit 7 for temperature detection, the signal generation unit 7 issues a clock signal CLK, a latch signal LT, a block signal BLE, a recorded data signal DATA, and a heat enable to the element substrate 5. Output the signal HE. The signal generation unit 7 further outputs the sensor selection signal SDATA, the constant current signal Diref, and the discharge inspection threshold signal Dds.

センサ選択信号SDATAは、温度情報を検出する温度検知素子を選択する選択情報と選択された温度検知素子への通電量指定情報、判定結果信号RSLTの出力指示に関わる情報を含む。例えば、素子基板5が複数の記録素子からなる記録素子列を5列、実装する構成である場合、センサ選択信号SDATAに含まれる選択情報は列を指定する列選択情報とその列の記録素子を指定する記録素子選択情報とを含む。一方、素子基板5からはセンサ選択信号SDATAにより指定された列の1つの記録素子に対応する温度検知素子により検知された温度情報に基づく1ビットの判定結果信号RSLTが出力される。 The sensor selection signal SDATA includes selection information for selecting a temperature detection element for detecting temperature information, information for specifying the amount of electricity supplied to the selected temperature detection element, and information related to an output instruction of the determination result signal RSLT. For example, when the element substrate 5 is configured to mount five rows of recording elements composed of a plurality of recording elements, the selection information included in the sensor selection signal SDATA includes the column selection information for designating the rows and the recording elements of the rows. Includes designated recording element selection information. On the other hand, the element substrate 5 outputs a 1-bit determination result signal RSLT based on the temperature information detected by the temperature detection element corresponding to one recording element in the row specified by the sensor selection signal SDATA.

なお、この実施例では5列分の記録素子あたり、1ビットの判定結果信号RSLTが出力される構成を採用している。従って、素子基板5が記録素子列を10列分、実装する構成では判定結果信号RSLTは2ビットとなり、この2ビット信号が1本の信号線を介してシリアルに判定結果抽出部9へと出力される。 In this embodiment, a configuration is adopted in which a 1-bit determination result signal RSLT is output per recording element for 5 columns. Therefore, in the configuration in which the element substrate 5 mounts 10 rows of recording elements, the determination result signal RSLT has 2 bits, and this 2-bit signal is serially output to the determination result extraction unit 9 via one signal line. Will be done.

図4(a)から分かるように、ラッチ信号LT、ブロック信号BLE、センサ選択信号SDATAは判定結果抽出部9にフィードバックされる。一方、判定結果抽出部9は、温度検知素子が検出した温度情報に基づいて素子基板5から出力される判定結果信号RSLTを受信し、ラッチ信号LTの立下りと同期して各ラッチ期間に判定結果を抽出する。そして、その判定結果が吐出不良だった場合に、判定結果に対応するブロック信号BLE、センサ選択信号SDATAをRAM421に格納する。 As can be seen from FIG. 4A, the latch signal LT, the block signal BLE, and the sensor selection signal SDATA are fed back to the determination result extraction unit 9. On the other hand, the determination result extraction unit 9 receives the determination result signal RSLT output from the element substrate 5 based on the temperature information detected by the temperature detection element, and determines in each latch period in synchronization with the falling edge of the latch signal LT. Extract the results. Then, when the determination result is a discharge failure, the block signal BLE and the sensor selection signal SDATA corresponding to the determination result are stored in the RAM 421.

そして、プリントコントローラ419は、RAM421に格納された吐出不良ノズルを駆動するために用いたブロック信号BLE、センサ選択信号SDATAに基づいて、該当ブロックの記録データ信号DATAから吐出不良ノズルに対する信号を消去する。そして、代わりに不吐補完用のノズルを該当ブロックの記録データ信号DATAに追加して、信号生成部7に出力する。 Then, the print controller 419 erases the signal for the ejection failure nozzle from the recorded data signal DATA of the corresponding block based on the block signal BLE and the sensor selection signal SDATA used to drive the ejection failure nozzle stored in the RAM 421. .. Then, instead, a nozzle for ejection failure complement is added to the recorded data signal DATA of the corresponding block, and the nozzle is output to the signal generation unit 7.

なお、図4(a)に示す構成では、定電流信号Direfと吐出検査閾値信号Ddthとを別々の信号線で素子基板5へ出力する形態としているが、本発明はこれによって限定されるものではない。図4(b)に示す構成のように、定電流信号Direfと吐出検査閾値信号Ddthを共通の信号線を介して、素子基板5へ出力する形態でも構わない。この場合に、例えば、信号生成部7は、定電流信号Direfと吐出検査閾値信号Ddthをシリアルに出力する。 In the configuration shown in FIG. 4A, the constant current signal Diref and the discharge inspection threshold signal Dds are output to the element substrate 5 by separate signal lines, but the present invention is not limited thereto. Absent. As shown in FIG. 4B, the constant current signal Diref and the discharge inspection threshold signal Dds may be output to the element substrate 5 via a common signal line. In this case, for example, the signal generation unit 7 serially outputs the constant current signal Diref and the discharge inspection threshold signal Dds.

<素子基板の回路構成と素子基板内の温度検知構成の説明(図5〜図8)>
図5は素子基板5の詳細な内部回路構成を示す図である。
<Explanation of the circuit configuration of the element substrate and the temperature detection configuration in the element substrate (FIGS. 5 to 8)>
FIG. 5 is a diagram showing a detailed internal circuit configuration of the element substrate 5.

図3に示した記録素子近傍の多層配線構造から分かるように、記録素子609の下層に温度検知素子606が形成される。これに対応して、図5(a)に示す素子基板5には、記録素子609として動作するヒータ101と温度検知素子606として動作する温度センサ102とが対となって複数、備えられる。さらに、ヒータ101と温度センサ102には、ヒータ101をON/OFFするためのスイッチ素子105が、温度センサ102をON/OFFするためのスイッチ素子106が、それぞれ接続される。 As can be seen from the multilayer wiring structure in the vicinity of the recording element shown in FIG. 3, the temperature detection element 606 is formed in the lower layer of the recording element 609. Correspondingly, the element substrate 5 shown in FIG. 5A is provided with a plurality of heaters 101 operating as recording elements 609 and a plurality of temperature sensors 102 operating as temperature detecting elements 606 in pairs. Further, a switch element 105 for turning on / off the heater 101 and a switch element 106 for turning on / off the temperature sensor 102 are connected to the heater 101 and the temperature sensor 102, respectively.

なお、複数のヒータ101と複数の温度センサ102とは隣接する複数のヒータが時分割駆動のためにグループ化される。図5(a)ではこのグループをG1、G2、G3……と記している。 The plurality of heaters 101 and the plurality of temperature sensors 102 are grouped by a plurality of adjacent heaters for time-division driving. In FIG. 5A, this group is designated as G1, G2, G3 ....

複数のヒータ101には素子基板5の外部に備えられた電源103が並列接続され、複数の温度センサ102には素子基板5の内部に備えられた定電流源104が並列接続される。また、定電流源104には入力された定電流信号Direfに基づいて定電流源104を駆動する定電流制御回路240が接続される。また、複数の温度センサ102には、これらのヒータのいずれかから出力される温度検知信号に基づいて記録素子(ノズル)の吐出状態を判定する判定回路250が並列接続され、判定回路250が判定結果信号RSLTを出力する。 A power supply 103 provided outside the element substrate 5 is connected in parallel to the plurality of heaters 101, and a constant current source 104 provided inside the element substrate 5 is connected in parallel to the plurality of temperature sensors 102. Further, a constant current control circuit 240 that drives the constant current source 104 based on the input constant current signal Diref is connected to the constant current source 104. Further, a determination circuit 250 for determining the discharge state of the recording element (nozzle) is connected in parallel to the plurality of temperature sensors 102 based on a temperature detection signal output from any of these heaters, and the determination circuit 250 determines. The result signal RSLT is output.

さて、各ヒータ101を駆動するためには、クロック信号CLKに従って記録データ信号DATAを受信してシフトレジスタ(SR)701に入力し、これをラッチ信号LTに従ってラッチ回路(LAT)703でラッチする。そして、これをヒータ選択信号DとしてAND回路705に出力する。ヒータ選択信号Dは、次のラッチタイミングまでの期間Tの間保持され、その間に次の記録データ信号DATAがシフトレジスタ701に転送される。例えば、駆動対象のノズルが属するグループがG2だとすると、グループG2に属するAND回路705に入力されるヒータ選択信号Dのみが有効(Highアクティブ)となり、その他はLowとなる。 In order to drive each heater 101, the recorded data signal DATA is received according to the clock signal CLK and input to the shift register (SR) 701, which is latched by the latch circuit (LAT) 703 according to the latch signal LT. Then, this is output to the AND circuit 705 as a heater selection signal D. The heater selection signal D is held for a period T until the next latch timing, during which the next recorded data signal DATA is transferred to the shift register 701. For example, if the group to which the nozzle to be driven belongs is G2, only the heater selection signal D input to the AND circuit 705 belonging to group G2 is valid (High active), and the others are Low.

一方、クロック信号CLKに従ってブロック信号BLEを別のシフトレジスタ(SR)708に入力し、これをラッチ信号LTに従って別のラッチ回路(LAT)709でラッチする。そして、デコーダ710でブロック信号BLEをデコードしてブロック選択信号BLを生成し、これをAND回路705に出力する。デコーダ710から出力されるブロック選択信号BLは、ブロック分割数分の配線に出力される。そして、駆動対象となるノズルに対応するブロック選択信号BLは有効(Highアクティブ)となって、次のラッチタイミングまでの期間Tの間保持され、その間に次のブロック信号BLEがシフトレジスタ708に転送される。 On the other hand, the block signal BLE is input to another shift register (SR) 708 according to the clock signal CLK, and this is latched by another latch circuit (LAT) 709 according to the latch signal LT. Then, the decoder 710 decodes the block signal BLE to generate the block selection signal BL, which is output to the AND circuit 705. The block selection signal BL output from the decoder 710 is output to the wiring for the number of block divisions. Then, the block selection signal BL corresponding to the nozzle to be driven becomes valid (High active) and is held for a period T until the next latch timing, during which the next block signal BLE is transferred to the shift register 708. Will be done.

記録データ信号DATAとブロック選択信号BLとはAND回路705で論理積が演算され、その演算結果がAND回路706に出力される。AND回路705への2つの入力信号が共に有効(Highアクティブ)であれば、AND回路705からの出力信号は有効(Highアクティブ)となる。そして、ヒータ101の駆動を許可する信号として、AND回路706に入力される。AND回路706にヒートイネーブル信号HEが入力されると、AND回路706は、ヒートイネーブル信号HEに基づいたヒータ駆動信号HTを出力し、ヒータ駆動ONとなる期間だけスイッチ素子105がONとなる。その結果、対応するヒータ101に電流が流れ、ヒータ101が発生する熱によりインクが加熱されてインクが吐出する。 The logical product of the recorded data signal DATA and the block selection signal BL is calculated by the AND circuit 705, and the calculation result is output to the AND circuit 706. If both of the two input signals to the AND circuit 705 are valid (High active), the output signal from the AND circuit 705 is valid (High active). Then, it is input to the AND circuit 706 as a signal for permitting the driving of the heater 101. When the heat enable signal HE is input to the AND circuit 706, the AND circuit 706 outputs a heater drive signal HT based on the heat enable signal HE, and the switch element 105 is turned on only during the period when the heater drive is turned on. As a result, a current flows through the corresponding heater 101, and the heat generated by the heater 101 heats the ink and ejects the ink.

この実施例では、1つのタイミングで、そのとき入力されるセンサ選択信号SDATAにより1つの温度センサ102が選択される。センサ選択信号SDATAはクロック信号CLKに従ってシフトレジスタ(SR)702で受信され、これをラッチ信号LTに従ってラッチ回路(LAT)704でラッチし、これを選択信号SDとしてAND回路707に出力する。選択信号SDは、次のラッチタイミングまでの期間Tの間、保持され、その間に次のセンサ選択信号SDATAがシフトレジスタ702に転送される。例えば、温度情報検出対象のノズルが属するグループがG2だとすると、グループG2に属するAND回路707に入力される選択信号SDのみが有効(Highアクティブ)となり、その他はLowとなる。 In this embodiment, one temperature sensor 102 is selected at one timing by the sensor selection signal SDATA input at that time. The sensor selection signal SDATA is received by the shift register (SR) 702 according to the clock signal CLK, latched by the latch circuit (LAT) 704 according to the latch signal LT, and output to the AND circuit 707 as the selection signal SD. The selection signal SD is held for a period T until the next latch timing, during which time the next sensor selection signal SDATA is transferred to the shift register 702. For example, if the group to which the nozzle to be detected for temperature information belongs is G2, only the selection signal SD input to the AND circuit 707 belonging to group G2 is valid (High active), and the others are Low.

一方、AND回路707にはブロック選択信号BLが入力される。即ち、温度検知素子として動作する温度センサ102を選択するための信号は、ヒータ101を選択するためのブロック選択信号BLと共用する。従って、選択信号SDとブロック選択信号BLとが共に有効(Highアクティブ)であるとき、AND回路707はラッチ期間Tのあいだ有効(Highアクティブ)となるセンサ通電信号SEを出力する。センサ通電信号SEによって、1つのスイッチ素子106がONされ、これに対応する1つの温度センサ102に定電流Irefが流れ、温度センサ(抵抗)102の両端に現れる電位差(電圧)が判定回路250に入力される。 On the other hand, the block selection signal BL is input to the AND circuit 707. That is, the signal for selecting the temperature sensor 102 that operates as the temperature detection element is shared with the block selection signal BL for selecting the heater 101. Therefore, when both the selection signal SD and the block selection signal BL are valid (High active), the AND circuit 707 outputs a sensor energization signal SE that is valid (High active) during the latch period T. One switch element 106 is turned on by the sensor energization signal SE, a constant current Iref flows through one temperature sensor 102 corresponding to the switch element 106, and a potential difference (voltage) appearing at both ends of the temperature sensor (resistance) 102 is transmitted to the determination circuit 250. Entered.

なお、ヒータ101を駆動しないときに温度センサ102から温度検知信号を出力するためには、ヒータ選択信号Dは全てLowで、1つの選択信号SDのみが有効(Highアクティブ)となる信号を入力すれば良い。 In order to output the temperature detection signal from the temperature sensor 102 when the heater 101 is not driven, all the heater selection signals D are Low, and only one selection signal SD is valid (High active). Just do it.

以上の構成から分かるように、素子基板5に備えられる温度検出素子としての役目を果たす複数の温度センサ102に共通の1つの定電流制御回路240と1つの判定回路250が設けられる。従って、ある1つのタイミングでは、センサ選択信号SDATAによって選択された1つの温度センサ102により検知された温度情報に基づいた判定結果信号RSLTが出力される。 As can be seen from the above configuration, one constant current control circuit 240 and one determination circuit 250 common to the plurality of temperature sensors 102 that serve as temperature detection elements provided in the element substrate 5 are provided. Therefore, at a certain timing, the determination result signal RSLT based on the temperature information detected by the one temperature sensor 102 selected by the sensor selection signal SDATA is output.

なお、図4(b)に示すように、定電流信号Direfと吐出検査閾値信号Ddthを共通の信号線を介して素子基板5に転送する場合、これに対応する構成として、素子基板5の内部回路構成として図5(b)に示す構成とすれば良い。即ち、図5(a)は、定電流信号Direfと吐出検査閾値信号Ddthの受信用に別々の独立した端子を備える構成を示しているが、図5(b)に示すように、定電流信号Direfと吐出検査閾値信号Ddthの受信用に共通の端子を備える構成としても良い。 As shown in FIG. 4B, when the constant current signal Diref and the discharge inspection threshold signal Dds are transferred to the element substrate 5 via a common signal line, the inside of the element substrate 5 is configured to correspond to this. The circuit configuration may be the configuration shown in FIG. 5B. That is, FIG. 5 (a) shows a configuration in which separate and independent terminals are provided for receiving the constant current signal Diref and the discharge inspection threshold signal Dds. However, as shown in FIG. 5 (b), the constant current signal is provided. A common terminal may be provided for receiving the Diref and the discharge inspection threshold signal Dds.

図6は素子基板に入力される各信号のタイムチャートである。 FIG. 6 is a time chart of each signal input to the element substrate.

図6に示すように、素子基板5は、記録装置の信号生成部7から、クロック信号CLK、ラッチ信号LT、ヒートイネーブル信号HE、記録データ信号DATA、センサ選択信号SDATA、定電流信号Diref、吐出検査閾値信号Ddthを受信する。クロック信号CLK以外はラッチ期間T毎に1回受信する。 As shown in FIG. 6, the element substrate 5 is ejected from the signal generation unit 7 of the recording device: clock signal CLK, latch signal LT, heat enable signal HE, recorded data signal DATA, sensor selection signal SDATA, constant current signal Diref, and discharge. Receives the inspection threshold signal Dds. Other than the clock signal CLK, it is received once every latch period T.

次に、1つの温度センサ102によって検出された温度情報から判定結果信号RSLTを素子基板5の内部で生成する回路構成について説明する。 Next, a circuit configuration for generating a determination result signal RSLT inside the element substrate 5 from the temperature information detected by one temperature sensor 102 will be described.

図7は、1つのヒータ(抵抗)に注目した判定結果信号RSLTを生成する回路構成を示す図である。なお、図7において、既にこれまでに説明した構成要素や信号については同じ参照番号や参照記号を付し、その説明は省略する。 FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration for generating a determination result signal RSLT focusing on one heater (resistor). In FIG. 7, the same reference numbers and reference symbols are assigned to the components and signals already described above, and the description thereof will be omitted.

図7において、(a)はヒータ101にヒータ駆動信号HTを印加したときに温度センサ102から出力される信号を処理する回路の入出力の状態を表している。また、(b)はヒータ101にヒータ駆動信号HTを印加しないとき温度センサ102から出力される信号を処理する回路の入出力の状態を表している。なお、温度センサ102は薄膜抵抗体で構成される。 In FIG. 7, (a) shows the input / output state of the circuit that processes the signal output from the temperature sensor 102 when the heater drive signal HT is applied to the heater 101. Further, (b) represents the input / output state of the circuit that processes the signal output from the temperature sensor 102 when the heater drive signal HT is not applied to the heater 101. The temperature sensor 102 is composed of a thin film resistor.

図7(a)において、ヒータ駆動信号HTがON(Highアクティブ)になると、スイッチ素子105が閉じて(ON)、定電圧VHがヒータ101に印加される。また、ヒータ駆動信号HTがOFF(Low)になると、スイッチ素子105が開いて(OFF)、定電圧VHのヒータ101への印加が遮断される。このように、ヒータ駆動信号HTのON/OFFによって定電圧VHがヒータ101に対して矩形パルス状に印加される。 In FIG. 7A, when the heater drive signal HT is turned ON (High active), the switch element 105 is closed (ON) and a constant voltage VH is applied to the heater 101. Further, when the heater drive signal HT is turned OFF (Low), the switch element 105 is opened (OFF), and the application of the constant voltage VH to the heater 101 is cut off. In this way, the constant voltage VH is applied to the heater 101 in a square pulse shape by turning on / off the heater drive signal HT.

一方、センサ通電信号SEがON(Highアクティブ)になると、スイッチ素子106が閉じて(ON)、定電流Irefが温度センサ102に供給される。同時に、スイッチ素子107が閉じて(ON)、温度センサ102の両端の電圧信号VSSおよびVS+VSSが差動アンプ111に入力される。 On the other hand, when the sensor energization signal SE is turned ON (High active), the switch element 106 is closed (ON) and the constant current Iref is supplied to the temperature sensor 102. At the same time, the switch element 107 is closed (ON), and the voltage signals VSS and VSS + VSS at both ends of the temperature sensor 102 are input to the differential amplifier 111.

また、センサ通電信号SEがOFF(Low)になると、スイッチ素子105が開いて(OFF)、定電流Irefの温度センサ102への供給が遮断されるとともに、温度センサ102の両端の電圧信号の差動アンプ111への入力も遮断される。 Further, when the sensor energization signal SE is turned OFF (Low), the switch element 105 is opened (OFF), the supply of the constant current Iref to the temperature sensor 102 is cut off, and the difference between the voltage signals at both ends of the temperature sensor 102. The input to the dynamic amplifier 111 is also cut off.

定電流Irefは、例えば、0.1mA刻み幅で0.6mA〜3.7mAまで32段階で設定可能となっている。以下、1段階の設定幅のことを1ランクという。1ランク大きいと電流値が大きい。定電流Irefの設定値を定める定電流信号Direfは32段階で設定可能な5ビットのデジタル値として定められ、クロック信号CLKに同期して信号生成部7からシフトレジスタ(SR)108に転送される。 The constant current Iref can be set in 32 steps from 0.6 mA to 3.7 mA in steps of 0.1 mA, for example. Hereinafter, the setting width of one step is referred to as one rank. If it is one rank larger, the current value is larger. The constant current signal Diref, which determines the set value of the constant current Iref, is defined as a 5-bit digital value that can be set in 32 steps, and is transferred from the signal generator 7 to the shift register (SR) 108 in synchronization with the clock signal CLK. ..

そして、定電流信号Direfが定める設定値は、ラッチ信号LTに同期してラッチ回路109でラッチされ、電流出力型のデジタルアナログコンバータ(DAC)110に出力される。ラッチ回路109の出力信号は、次のラッチタイミングまでの期間Tの間、保持され、その間に次の定電流信号Direfが定める設定値が信号生成部7からシフトレジスタ108に転送される。DAC110の出力電流Irefinは定電流源104に入力され、例えば、12倍に増幅されて定電流Irefとして出力される。 Then, the set value determined by the constant current signal Diref is latched by the latch circuit 109 in synchronization with the latch signal LT, and is output to the current output type digital-to-analog converter (DAC) 110. The output signal of the latch circuit 109 is held for a period T until the next latch timing, during which the set value determined by the next constant current signal Diref is transferred from the signal generation unit 7 to the shift register 108. The output current Iref of the DAC 110 is input to the constant current source 104, amplified 12 times, and output as a constant current Iref.

温度センサ102の温度Tにおける抵抗Rsは、常温をT0、そのときの抵抗値をRs0、温度センサ102の温度抵抗係数をTCRとすると、式(1)で表される。即ち、
Rs=Rs0{1+TCR(T−T0)}……(1)
である。温度センサ102に定電流Irefが供給されると、両端の差電圧VSは、式(2)で表される。即ち、
VS=Iref・Rs=Iref・Rs0{1+TCR(T−T0)}……(2)
である。差電圧VSは差動アンプ111に反転入力されるが、そのままでは出力Vdifが接地電位GND以下の負電圧となり、実際にはVdif=0Vとなって差動アンプ111内部のオペアンプの−端子にフィードバックされる。そのため、最終的に予期しない信号が出力されてしまう。これを回避するため、出力Vdifが接地電位GND以上となるのに十分なオフセット電圧Vrefを、定電圧源112により差動アンプ111に印加する。
The resistance Rs at the temperature T of the temperature sensor 102 is represented by the equation (1), where T0 is the normal temperature, Rs0 is the resistance value at that time, and the temperature resistance coefficient of the temperature sensor 102 is TCR. That is,
Rs = Rs0 {1 + TCR (T-T0)} …… (1)
Is. When the constant current Iref is supplied to the temperature sensor 102, the difference voltage VS at both ends is represented by the equation (2). That is,
VS = Iref ・ Rs = Iref ・ Rs0 {1 + TCR (T-T0)} …… (2)
Is. The difference voltage VS is inverting and input to the differential amplifier 111, but if it is left as it is, the output Vdiv becomes a negative voltage equal to or less than the ground potential GND, and in reality Vdim = 0V and feedback to the-terminal of the operational amplifier inside the differential amplifier 111. Will be done. Therefore, an unexpected signal is finally output. In order to avoid this, an offset voltage Vref sufficient for the output Vdiv to be equal to or higher than the ground potential GND is applied to the differential amplifier 111 by the constant voltage source 112.

その結果、差動アンプ111の増幅率をGdifとすると、差動アンプ111の出力Vdifは式(3)で示すようになる。即ち、
Vdif=Vref−Gdif・Vs……(3)
である。差動アンプ111の出力Vdifはバンドパスフィルタ(BPF)113に入力される。BPF113は、電圧Vdifにおけるノイズを抑制して変化が最大のときの信号をピークに変換して出力するための回路である。
As a result, assuming that the amplification factor of the differential amplifier 111 is Gdiv, the output Vdiv of the differential amplifier 111 is as shown by the equation (3). That is,
Vdiv = Vref-Gdiv · Vs …… (3)
Is. The output Vdiv of the differential amplifier 111 is input to the bandpass filter (BPF) 113. The BPF 113 is a circuit for suppressing noise in the voltage Vdiv, converting a signal when the change is maximum into a peak, and outputting the signal.

図8はバンドパスフィルタ(BPF)113の詳細な構成を示す回路図である。 FIG. 8 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the bandpass filter (BPF) 113.

図8(a)に示すように、BPF113は、2次のローパスフィルタ501と1次のハイパスフィルタ502をカスケード接続したバンドパスフィルタで構成される。ローパスフィルタ(LPF)501は、オペアンプ503、抵抗R1L504およびR2L505、コンデンサC1L506およびC2L507から構成される。LPF501は、所定の通過域を有し、カットオフ周波数fcLよりも高域側の高周波ノイズを減衰させる。ここでのカットオフ周波数fcLは式(4)で求められる。即ち、
fcL=1/[2π・√(R1L・R2L・C1L・C2L)]……(4)
である。
As shown in FIG. 8A, the BPF 113 is composed of a bandpass filter in which a secondary lowpass filter 501 and a primary highpass filter 502 are cascaded. The low-pass filter (LPF) 501 is composed of an operational amplifier 503, resistors R1L504 and R2L505, and capacitors C1L506 and C2L507. The LPF501 has a predetermined pass band and attenuates high frequency noise on the high frequency side of the cutoff frequency fcL. The cutoff frequency fcL here is obtained by the equation (4). That is,
fcL = 1 / [2π ・ √ (R1L ・ R2L ・ C1L ・ C2L)] …… (4)
Is.

一方、ハイパスフィルタ(HPF)502は、オペアンプ511、抵抗R1H512およびR2H513、コンデンサCH514、定電圧源114から構成される。HPF502は、所定の通過域を有し、カットオフ周波数fcHよりも低域側を1階微分して降温時の勾配を抽出し、直流成分を除去する。ここでのカットオフ周波数fcHは式(5)で求められる。即ち、
fcH=1/(2π・R1H・CH)……(5)
である。
On the other hand, the high-pass filter (HPF) 502 is composed of an operational amplifier 511, resistors R1H512 and R2H513, a capacitor CH514, and a constant voltage source 114. The HPF502 has a predetermined passband, and the low frequency side of the cutoff frequency fcH is first-order differentiated to extract the gradient at the time of temperature decrease, and the DC component is removed. The cutoff frequency fcH here is obtained by the equation (5). That is,
fcH = 1 / (2π ・ R1H ・ CH) …… (5)
Is.

上述した構成のBPF113による信号処理によって、BPF113は、正常吐出と吐出不良のどちらかを判定する元となる信号VFを出力する。 By the signal processing by the BPF 113 having the above-described configuration, the BPF 113 outputs a signal VF that is a source for determining either normal discharge or discharge failure.

なお、オペアンプ511の+端子を直接接地すると、信号VFは接地電位GND以下の負電圧となる場合があり、そのとき実際はVF=0Vとなってオペアンプ511の−端子にフィードバックされるため、最終的に予期しない信号VFが出力されてしまう。これを回避するため、この実施例では、信号VFが接地電位GND以上となるのに十分なオフセット電圧Vofsを、定電圧源114により+端子に印加する。 If the + terminal of the operational amplifier 511 is directly grounded, the signal VF may have a negative voltage equal to or lower than the ground potential GND. At that time, VF = 0V and the signal is fed back to the-terminal of the operational amplifier 511. An unexpected signal VF is output. In order to avoid this, in this embodiment, an offset voltage Vofs sufficient for the signal VF to be equal to or higher than the ground potential GND is applied to the + terminal by the constant voltage source 114.

また、LPF501で信号Vdifに含まれる高周波ノイズを十分減衰できない場合は、LPF501をカスケードに2段接続する構成にしても構わない。逆に、信号Vdifに含まれる高周波ノイズが、そのままHPF502を通過しても問題ないレベルであれば、図8(b)に示すように、LPF501を省略してHPF502のみでBPF113を構成しても良い。 If the LPF501 cannot sufficiently attenuate the high frequency noise contained in the signal Vdiv, the LPF501 may be connected in two stages in a cascade. On the contrary, if the high frequency noise contained in the signal Vdiv is at a level at which there is no problem even if it passes through the HPF502 as it is, as shown in FIG. 8B, the LPF501 may be omitted and the BPF113 may be configured only with the HPF502. good.

図7(a)に戻って説明を続けると、BPF113の出力信号VFは、HPF502で低域信号が減衰して出力電圧が低下するため、後段の反転アンプ(INV)115で増幅する。反転アンプ115では正電圧の入力信号VFが反転して負電圧になるため、HPF502と同様にオフセット電圧Vofsを印加して信号の電圧を上昇させる。ここでは、HPF502にオフセット電圧Vofsを印加する定電圧源114の出力を分岐させて、同じオフセット電圧Vofsを反転アンプ115にも印加する。その結果、反転アンプ115の増幅率をGinvとすると、反転アンプ115の出力信号Vinvは式(6)のようになる。即ち、
Vinv=Vofs+Ginv(Vofs−VF)……(6)
である。
Returning to FIG. 7A and continuing the description, the output signal VF of the BPF 113 is amplified by the inverting amplifier (INV) 115 in the subsequent stage because the low frequency signal is attenuated by the HPF 502 and the output voltage is lowered. In the inverting amplifier 115, the positive voltage input signal VF is inverted to become a negative voltage, so the offset voltage Vofs is applied to raise the signal voltage in the same manner as the HPF502. Here, the output of the constant voltage source 114 that applies the offset voltage Vofs to the HPF 502 is branched, and the same offset voltage Vofs is also applied to the inverting amplifier 115. As a result, assuming that the amplification factor of the inverting amplifier 115 is Ginv, the output signal Vinv of the inverting amplifier 115 is as shown in the equation (6). That is,
Vinv = Vofs + Ginv (Vofs-VF) …… (6)
Is.

さて、図7(b)に示したように、ヒータ101にヒータ駆動信号HTが印加されずに温度センサ102の温度情報が示す温度が常温T0のままであれば、差動アンプ111の出力Vdifは式(2)〜(3)より、式(7)のようになる。即ち、
Vdif0=Vref−Gdif・Iref・Rs0……(7)
となる。即ち、出力Vdifは定電圧となり、BPF113の出力信号VFはオフセット電圧Vofsとなるため、式(6)から第2項が消えて反転アンプ115の出力信号VinvもVofsとなる。即ち、反転アンプ115に印加するオフセット電圧をHPF502に印加するオフセット電圧Vofsと共通にすることで、電圧Vinvの基準電圧は反転アンプ115の増幅率Ginvやオフセット電圧間の差電圧のバラつきの影響を受けずに安定する。
By the way, as shown in FIG. 7B, if the heater drive signal HT is not applied to the heater 101 and the temperature indicated by the temperature information of the temperature sensor 102 remains at room temperature T0, the output Vdiv of the differential amplifier 111 From equations (2) to (3), is as shown in equation (7). That is,
Vdiv0 = Vref-Gdiv ・ Iref ・ Rs0 …… (7)
Will be. That is, since the output Vdiv becomes a constant voltage and the output signal VF of the BPF 113 becomes the offset voltage Vofs, the second term disappears from the equation (6) and the output signal Vinv of the inverting amplifier 115 also becomes Vofs. That is, by making the offset voltage applied to the inverting amplifier 115 common to the offset voltage Vofs applied to the HPF 502, the reference voltage of the voltage Vinv is affected by the amplification factor Ginv of the inverting amplifier 115 and the variation of the difference voltage between the offset voltages. Stable without receiving.

反転アンプ115の出力信号Vinvはコンパレータ116の正端子に入力され、負端子に入力された閾値電圧Dthとの比較が行われて、Vinv>Dthであればハイレベル(正常吐出)となる判定信号CMPを出力する。Vinv<DthあるいはVinv=Dthであれば、判定信号CMPはロウレベルの信号を出力する。 The output signal Vinv of the inverting amplifier 115 is input to the positive terminal of the comparator 116, compared with the threshold voltage Dth input to the negative terminal, and if Vinv> Dth, a high level (normal discharge) determination signal is obtained. Output CMP. If Vinv <Dth or Vinv = Dth, the determination signal CMP outputs a low level signal.

閾値電圧Dthは、例えば、8mV刻みで0.5V〜2.54Vまで256ランクで設定可能となっている。 The threshold voltage Dth can be set in 256 ranks from 0.5V to 2.54V in increments of 8 mV, for example.

閾値電圧Dthを設定する吐出検査閾値信号Ddthは、例えば、256ランクで設定可能な8ビットのデジタル値として定められ、クロック信号CLKに同期して信号生成部7からシフトレジスタ117に転送される。そして、ラッチ信号LTに同期してラッチ回路118にラッチされ、電圧出力型のDAC119に出力される。ラッチ回路118の出力信号は次のラッチタイミングまでの期間Tの間保持され、その間に次の閾値電圧を設定する吐出検査閾値信号Ddthがシフトレジスタ117に転送される。 The discharge inspection threshold signal Dds that sets the threshold voltage Dth is defined as, for example, an 8-bit digital value that can be set in 256 ranks, and is transferred from the signal generation unit 7 to the shift register 117 in synchronization with the clock signal CLK. Then, it is latched by the latch circuit 118 in synchronization with the latch signal LT, and is output to the voltage output type DAC119. The output signal of the latch circuit 118 is held for a period T until the next latch timing, during which the discharge inspection threshold signal Dds that sets the next threshold voltage is transferred to the shift register 117.

判定信号CMPをRSラッチ回路120のセット入力端子(S)に入力することで判定信号CMPのパルス信号が保持される(HCMP)。この信号HCMPを、ラッチ信号LTをトリガにしてフリップフロップ回路121でラッチすることにより、正常吐出のときに次のラッチ期間でHighとなる判定結果信号RSLTが得られる。信号HCMPは、ラッチ信号LTの反転信号をRSラッチ回路120のリセット入力端子(R)に入力することでラッチ信号LTの立下りでリセットされる。 By inputting the determination signal CMP to the set input terminal (S) of the RS latch circuit 120, the pulse signal of the determination signal CMP is held (HCMP). By latching this signal HCMP with the flip-flop circuit 121 using the latch signal LT as a trigger, a determination result signal RSLT which becomes High in the next latch period at the time of normal discharge is obtained. The signal HCMP is reset at the falling edge of the latch signal LT by inputting the inverted signal of the latch signal LT to the reset input terminal (R) of the RS latch circuit 120.

判定結果信号RSLTは、図4に示した判定結果抽出部9で、ラッチ信号LTの立下りに同期して、ラッチ期間T分遅延させたブロック信号BLEとセンサ選択信号SDATAと共に抽出される。 The determination result signal RSLT is extracted by the determination result extraction unit 9 shown in FIG. 4 together with the block signal BLE and the sensor selection signal SDATA delayed by the latch period T in synchronization with the falling edge of the latch signal LT.

次に、以上のような構成をもつ素子基板を内蔵する記録ヘッドにおける各記録素子(ヒータ)の温度検知の例を以下で説明する。 Next, an example of temperature detection of each recording element (heater) in the recording head incorporating the element substrate having the above configuration will be described below.

(例1)
図9Aはラッチ期間Tに定電流Iref0を温度センサ102に通電してヒータ101にヒータ駆動信号HTのパルス211を印加したときの、差動アンプ111の出力波形Vdifと反転アンプ115の出力波形Vinvを表すタイムチャートである。
(Example 1)
FIG. 9A shows the output waveform Vdiv of the differential amplifier 111 and the output waveform Vinv of the inverting amplifier 115 when the constant current Iref0 is applied to the temperature sensor 102 during the latch period T and the pulse 211 of the heater drive signal HT is applied to the heater 101. It is a time chart showing.

図9Aは、常温T0における温度センサ102の抵抗値Rs0や温度抵抗係数TCR、ヒータ101の抵抗値が規格値より小さい場合や、ヒータ101と温度センサ102を隔てる層間膜の膜厚が規格値より厚い場合のVdifとVinvを表している。 In FIG. 9A, the resistance value Rs0 of the temperature sensor 102 at room temperature T0, the temperature resistance coefficient TCR, and the resistance value of the heater 101 are smaller than the standard values, and the film thickness of the interlayer film separating the heater 101 and the temperature sensor 102 is smaller than the standard values. It represents Vdiv and Vinv when it is thick.

図9Aでは、センサ通電信号SEをON(212)にして、定電流Iref0(例えば1.6mA)を温度センサ102に通電した状態で、ヒータ101にヒータ駆動信号HTのパルス211を印加する。ここで、正常吐出の場合、出力波形Vdifは波形201のようになる。波形201は温度波形としては上下反転しているため、傾きが負のときは昇温過程を表し、傾きが正のときは降温過程を表す。波形201の降温過程では、正常吐出時にヒータ101の界面にノズルから吐出したインク液滴の尾引(サテライト)が墜落して界面が冷却される。これにより特徴点209が出現し、特徴点209以降で波形201は降温速度が急激に増大する。これに対して、吐出不良の場合、出力波形Vdifは波形202のようになり、正常吐出の波形201のように特徴点209は現れず、降温過程において降温速度は徐々に低下していく。 In FIG. 9A, the sensor energization signal SE is turned ON (212), the constant current Iref0 (for example, 1.6 mA) is energized to the temperature sensor 102, and the heater 101 is applied with the pulse 211 of the heater drive signal HT. Here, in the case of normal discharge, the output waveform Vdiv becomes the waveform 201. Since the waveform 201 is upside down as a temperature waveform, a negative slope represents a temperature raising process, and a positive slope represents a temperature falling process. In the process of lowering the temperature of the waveform 201, the tail of the ink droplets ejected from the nozzle crashes at the interface of the heater 101 during normal ejection, and the interface is cooled. As a result, the feature point 209 appears, and the temperature lowering rate of the waveform 201 sharply increases after the feature point 209. On the other hand, in the case of a discharge failure, the output waveform Vdiv becomes like the waveform 202, the feature point 209 does not appear like the waveform 201 of the normal discharge, and the temperature lowering rate gradually decreases in the temperature lowering process.

ヒータ駆動信号HTのパルス211を印加する前の波形201,202の初期電圧は式(7)で表されるVdif0であり、波形201、202は降温過程を経てVdif0に漸近していく。波形201はBPF113を経て反転アンプ115から出力されると波形203となる。同様にして、波形202は反転アンプ115から出力されると波形204となる。波形203,204の基準電圧はVofsであり、降温過程を経て最終的にVofsに漸近していく。波形203には、波形201の特徴点209以降の最大降温速度に起因するピーク値210が出現しコンパレータ116で閾値電圧Dthとの比較が行われて、閾値電圧Dthを上回る区間で判定信号CMPには正常吐出であることを示すパルス213が出力される。 The initial voltage of the waveforms 201 and 202 before applying the pulse 211 of the heater drive signal HT is Vdim0 represented by the equation (7), and the waveforms 201 and 202 gradually approach Vdiv0 through the temperature lowering process. When the waveform 201 is output from the inverting amplifier 115 via the BPF 113, it becomes the waveform 203. Similarly, the waveform 202 becomes the waveform 204 when output from the inverting amplifier 115. The reference voltage of the waveforms 203 and 204 is Vofs, and finally approaches Vofs through the temperature lowering process. In the waveform 203, a peak value 210 due to the maximum temperature drop rate after the feature point 209 of the waveform 201 appears, and the comparator 116 compares it with the threshold voltage Dth, and the determination signal CMP is used in the section exceeding the threshold voltage Dth. Is output as a pulse 213 indicating that the discharge is normal.

一方、波形202には特徴点209が現れないため降温速度も低く、波形204に現れるピークは閾値電圧Dthよりも低く、コンパレータ116から出力される判定信号CMPにパルス213は現れない。波形203のピークと波形204のピーク間のピーク差Vpdifが広いほど、閾値電圧Dthとピークの差を広く確保でき、吐出状態の判定を高精度に行うことができる。ピーク差Vpdifは反転アンプ115の出力Vinvをアンプによって増幅することでも広がるが、ノイズも増幅率に比例して増えてしまうため、判定精度の向上には繋がらない。 On the other hand, since the feature point 209 does not appear in the waveform 202, the temperature lowering rate is low, the peak appearing in the waveform 204 is lower than the threshold voltage Dth, and the pulse 213 does not appear in the determination signal CMP output from the comparator 116. The wider the peak difference Vpdiv between the peak of the waveform 203 and the peak of the waveform 204, the wider the difference between the threshold voltage Dth and the peak can be secured, and the discharge state can be determined with high accuracy. The peak difference Vpdiv can be expanded by amplifying the output Vinv of the inverting amplifier 115 by the amplifier, but the noise also increases in proportion to the amplification factor, so that the determination accuracy is not improved.

そこで、この例では定電流Irefを増大させることで、ノイズを増やさずに温度センサ102の両端の差電圧VSを増幅し、ピーク電圧Vpを高めてピーク差Vpdifを広げることで判定精度を向上させる。 Therefore, in this example, the constant current Iref is increased to amplify the difference voltage VS across the temperature sensor 102 without increasing the noise, and the peak voltage Vp is increased to widen the peak difference Vpdiv to improve the determination accuracy. ..

図9Bは定電流Irefを1ランクずつ増大させたときの正常吐出時の差動アンプ111の出力波形Vdifと反転アンプ115の出力波形Vinvを表わしたタイムチャートである。 FIG. 9B is a time chart showing the output waveform Vdiv of the differential amplifier 111 and the output waveform Vinv of the inverting amplifier 115 at the time of normal discharge when the constant current Iref is increased by one rank.

図9Bにおいて、定電流Irefの初期値Iref1(基準ランク)に対応する出力Vdifの波形を221とする。出力波形Vinv231は出力Vdifの波形221に対応している。同様に、定電流Iref2に対応する出力Vdifの波形を222とする。出力波形Vinv232は出力Vdifの波形222に対応している。定電流Iref3に対応する出力Vdifの波形を223とする。出力波形Vinv233は出力Vdifの波形223に対応している。定電流Iref4に対応する出力Vdifの波形を224とする。出力波形Vinv234は出力Vdifの波形224に対応している。 In FIG. 9B, the waveform of the output Vdiv corresponding to the initial value Iref1 (reference rank) of the constant current Iref is 221. The output waveform Vinv231 corresponds to the waveform 221 of the output Vdiv. Similarly, the waveform of the output Vdiv corresponding to the constant current Iref2 is set to 222. The output waveform Vinv232 corresponds to the waveform 222 of the output Vdiv. The waveform of the output Vdiv corresponding to the constant current Iref3 is 223. The output waveform Vinv233 corresponds to the waveform 223 of the output Vdiv. Let 224 be the waveform of the output Vdiv corresponding to the constant current Iref4. The output waveform Vinv234 corresponds to the waveform 224 of the output Vdiv.

BPF113は線形フィルタなので、定電流Irefが線形に増大すると差動アンプ111の出力Vdifは線形的に低下し、反転アンプ115の出力Vinvは線形に増大する。 Since the BPF 113 is a linear filter, when the constant current Iref increases linearly, the output Vdiv of the differential amplifier 111 decreases linearly, and the output Vinv of the inverting amplifier 115 increases linearly.

即ち、定電流Irefの電流値を1ランクずつ増やしていくと、出力Vdifの波形221は、波形222、波形223、波形224へと変化する。波形のピークがIref1ランクに相当するΔVdifずつ低下する。 That is, when the current value of the constant current Iref is increased by one rank, the waveform 221 of the output Vdiv changes to the waveform 222, the waveform 223, and the waveform 224. The peak of the waveform decreases by ΔVdiv corresponding to Iref1 rank.

また、出力Vdifの波形変化に伴って、出力Vinvの波形231はピーク電圧VpがIref1ランクに相当するΔVinvずつ増大していき、波形231から波形232、波形233、波形234と変化していく。このとき、ピーク電圧VpはIrefの増加に対して線形的に増大する。図9Bに示すように、出力波形Vinv231の最大値はVpmax1、出力波形Vinv232の最大値はVpmax2、出力波形Vinv233の最大値はVpmax3、出力波形Vinv234の最大値はVpmax4である。 Further, as the waveform of the output Vdiv changes, the waveform 231 of the output Vinv increases by ΔVinv whose peak voltage Vp corresponds to the Iref1 rank, and changes from the waveform 231 to the waveform 232, the waveform 233, and the waveform 234. At this time, the peak voltage Vp increases linearly with the increase of Iref. As shown in FIG. 9B, the maximum value of the output waveform Vinv231 is Vpmax1, the maximum value of the output waveform Vinv232 is Vpmax2, the maximum value of the output waveform Vinv233 is Vpmax3, and the maximum value of the output waveform Vinv234 is Vpmax4.

しかしながら、差動アンプ111を構成するオペアンプの特性により、差動アンプ111の出力Vdifは、ある電圧以下になると非線形に変化するようになり、さらに電圧が低下すると飽和してそれ以上低下しなくなる。そのため、ある電流値Imaxを超えて定電流Irefを増やすと、ピーク電圧Vpが逆に低下してしまう現象が発生する。 However, due to the characteristics of the operational amplifiers that make up the differential amplifier 111, the output Vdiv of the differential amplifier 111 changes non-linearly when the voltage drops below a certain voltage, and when the voltage drops further, it saturates and does not drop any further. Therefore, if the constant current Iref is increased beyond a certain current value Imax, a phenomenon occurs in which the peak voltage Vp is conversely lowered.

図9Cは、定電流Iref4を超えてその値を1ランクずつ増大させたときの正常吐出時の差動アンプ111の出力波形Vdifと反転アンプ115の出力波形Vinvを表したタイムチャートである。 FIG. 9C is a time chart showing the output waveform Vdiv of the differential amplifier 111 and the output waveform Viv of the inverting amplifier 115 at the time of normal discharge when the value exceeds the constant current Iref4 and is increased by one rank.

図9Cでは、定電流Iref5に対応する出力Vdifの波形を225とする。出力波形Vinv235は出力Vdifの波形225に対応している。同様に、定電流Iref6に対応する出力Vdifの波形を226とする。出力波形Vinv236は出力Vdifの波形226に対応している。 In FIG. 9C, the waveform of the output Vdiv corresponding to the constant current Iref5 is 225. The output waveform Vinv235 corresponds to the waveform 225 of the output Vdiv. Similarly, the waveform of the output Vdiv corresponding to the constant current Iref 6 is set to 226. The output waveform Vinv236 corresponds to the waveform 226 of the output Vdiv.

図9Cによれば、定電流Imaxから1ランク増やすと、出力Vdifの波形224は非線形的に変化してピーク電圧Vpmax4から減少し、波形235となる。詳細には、波形225の降温時の最大勾配は波形224よりも低下し、出力Vinvはピーク電圧がVpmaxである波形234から低下して波形235となる。さらに定電流Irefを1ランク増やすと、出力Vdifの波形225のピークは飽和して低下しなくなり、波形226となる。このとき、波形226の降温時の最大勾配は波形225よりもさらに低下し、出力Vinvの波形235はピークがさらに低下して波形236となる。出力波形Vinv235の最大値はVpmax5、出力波形Vinv236の最大値はVpmax6である。 According to FIG. 9C, when the constant current Imax is increased by one rank, the waveform 224 of the output Vdiv changes non-linearly and decreases from the peak voltage Vpmax4 to become the waveform 235. Specifically, the maximum gradient of the waveform 225 when the temperature is lowered is lower than that of the waveform 224, and the output Vinv is lowered from the waveform 234 whose peak voltage is Vpmax to become the waveform 235. Further, when the constant current Iref is increased by one rank, the peak of the waveform 225 of the output Vdiv is saturated and does not decrease, and becomes the waveform 226. At this time, the maximum gradient of the waveform 226 when the temperature is lowered is further lowered than that of the waveform 225, and the peak of the waveform 235 of the output Vinv is further lowered to become the waveform 236. The maximum value of the output waveform Vinv235 is Vpmax5, and the maximum value of the output waveform Vinv236 is Vpmax6.

以上説明したように、定電流Iref4より電流値を増やしても、ピーク電圧Vpは低下する。この検討から、定電流Irefを無制限に増大させても必ずしもピーク電圧Vpが高くなって判定精度が向上する訳ではなく、ある定電流値でピーク電圧Vpは最大となり、それ以上Irefの値を大きくしてもピーク電圧Vpは逆に低下することが分かる。従って、ピーク電圧Vpが最大となるような定電流値を調べ、定電流Irefがその電流値から大きくずれないように調整することで、可能な限り判定精度を高く保つことができる。 As described above, even if the current value is increased from the constant current Iref4, the peak voltage Vp decreases. From this examination, even if the constant current Iref is increased without limit, the peak voltage Vp does not necessarily increase and the judgment accuracy does not improve, but the peak voltage Vp becomes maximum at a certain constant current value, and the Iref value is further increased. However, it can be seen that the peak voltage Vp decreases on the contrary. Therefore, the determination accuracy can be maintained as high as possible by investigating the constant current value that maximizes the peak voltage Vp and adjusting the constant current Iref so as not to deviate significantly from the current value.

図10は以上の検討に基づいて実行する定電流の調整処理を説明するフローチャートである。この処理は、図4に示したプリントコントローラ419がヘッドI/F427を介して実行する。そして、この処理により調整された定電流が定電流信号Direfが定める設定値になる。 FIG. 10 is a flowchart illustrating a constant current adjustment process executed based on the above studies. This process is executed by the print controller 419 shown in FIG. 4 via the head I / F 427. Then, the constant current adjusted by this process becomes the set value determined by the constant current signal Diref.

まずステップS1では、調整対象の1つの温度センサ102について、定電流Irefの初期値を定め、その電流値で温度センサ102に印加する電圧を生成する。次に、ステップS2で、その生成した電圧波形に対して複数の閾値を用いて、図9A〜図9Bを参照して説明したピーク電圧Vpを求める。そして、ステップS3では、求めたピーク電圧VpをRAM421に格納する。 First, in step S1, the initial value of the constant current Iref is determined for one temperature sensor 102 to be adjusted, and the voltage applied to the temperature sensor 102 is generated by the current value. Next, in step S2, the peak voltage Vp described with reference to FIGS. 9A to 9B is obtained by using a plurality of threshold values for the generated voltage waveform. Then, in step S3, the obtained peak voltage Vp is stored in the RAM 421.

ステップS4で定電流Irefの電流値を1ランク分増やして、その電流値で温度センサ102に印加する電圧を生成する。さらにステップS5では、その生成した電圧波形に対して複数の閾値を用いて、ピーク電圧Vpを求める。ステップS6で、取得したピーク電圧VpがRAM421に格納したピーク電圧Vpより大きいか判定する。 In step S4, the current value of the constant current Iref is increased by one rank, and the voltage applied to the temperature sensor 102 is generated by the current value. Further, in step S5, the peak voltage Vp is obtained by using a plurality of threshold values for the generated voltage waveform. In step S6, it is determined whether the acquired peak voltage Vp is larger than the peak voltage Vp stored in the RAM 421.

ここで、電流値を1ランク分増やした定電流を通電して得られたピーク電圧Vpが既にRAM421に格納されたピーク電圧Vpより大きいなら、処理はステップS3へ戻り、同様の処理を繰り返す。これに対して、電流値を1ランク分増やした定電流を通電して得られたピーク電圧Vpが既にRAM421に格納されたピーク電圧Vp以下であれば、処理はステップS7に進む。そして、ステップS7では、RAM421に格納したピーク電圧Vpを最大値とする。 Here, if the peak voltage Vp obtained by energizing a constant current obtained by increasing the current value by one rank is larger than the peak voltage Vp already stored in the RAM 421, the process returns to step S3 and the same process is repeated. On the other hand, if the peak voltage Vp obtained by energizing a constant current obtained by increasing the current value by one rank is equal to or less than the peak voltage Vp already stored in the RAM 421, the process proceeds to step S7. Then, in step S7, the peak voltage Vp stored in the RAM 421 is set as the maximum value.

ここで、ステップS2とステップS5の処理の詳細について図11〜図12を参照しながら説明する。 Here, the details of the processes of steps S2 and S5 will be described with reference to FIGS. 11 to 12.

図11はステップS2とステップS5に示すピーク電圧の取得処理の詳細な処理を示すフローチャートである。また、図12は閾値電圧を変化させた場合の判定信号の変化を示すタイムチャートである。図12では閾値電圧をDth0から閾値電圧Dth5まで変化させて設定する例を示している。 FIG. 11 is a flowchart showing a detailed process of the peak voltage acquisition process shown in steps S2 and S5. Further, FIG. 12 is a time chart showing a change in the determination signal when the threshold voltage is changed. FIG. 12 shows an example in which the threshold voltage is changed from Dth0 to the threshold voltage Dth5 and set.

ステップS11では、定電流を温度センサ102に通電し、ステップS12で閾値電圧を設定する。最初には閾値電圧DthとしてDth0を設定する。ステップS13で、ヒータ101をオンする。ステップS14で、一定時間(10μ秒)経過するまでに、温度センサ102からのピーク電圧Vpが閾値電圧を超えたかどうかを判定する。 In step S11, a constant current is applied to the temperature sensor 102, and the threshold voltage is set in step S12. First, Dth0 is set as the threshold voltage Dth. In step S13, the heater 101 is turned on. In step S14, it is determined whether or not the peak voltage Vp from the temperature sensor 102 exceeds the threshold voltage by the time when a certain time (10 μs) elapses.

これらの処理を図7に示した回路を構成を参照して説明すると次のようになる。 The circuit shown in FIG. 7 will be described as follows with reference to the configuration of these processes.

まず初めのラッチ期間Tにおいて、信号生成部7は、定電流信号Direfに基準設定値Diref0を設定し、閾値電圧DdthをDdth0として素子基板5へ送信する。これに応じて、基準設定値Diref0に対応した定電流Iref0(例えば、1.6mA)を温度センサ102に通電した状態で、ヒータ101にヒータ駆動信号HTのパルス211を印加する。このとき、基準となる閾値電圧Dth0に対応した基準設定値Ddth0をコンパレータ116に入力してピーク電圧Vpのピーク値210と比較する。 First, in the first latch period T, the signal generation unit 7 sets the reference set value Diref0 in the constant current signal Diref, and transmits the threshold voltage Dds to the element substrate 5 as Dds0. Correspondingly, the pulse 211 of the heater drive signal HT is applied to the heater 101 in a state where the temperature sensor 102 is energized with the constant current Iref0 (for example, 1.6 mA) corresponding to the reference set value Diref0. At this time, the reference set value Dds0 corresponding to the reference threshold voltage Dth0 is input to the comparator 116 and compared with the peak value 210 of the peak voltage Vp.

ここで、ピーク電圧Vpが閾値電圧Dth0を越えていると判断されたなら、処理はステップS15へ進む。そして、ステップS15では、その閾値電圧をRAM421に格納する。ステップS16では1ランク分大きい閾値電圧Dth1を設定する。そして、処理はステップS13へ戻り、同様の処理を繰り返す。 Here, if it is determined that the peak voltage Vp exceeds the threshold voltage Dth0, the process proceeds to step S15. Then, in step S15, the threshold voltage is stored in the RAM 421. In step S16, the threshold voltage Dth1 which is one rank larger is set. Then, the process returns to step S13, and the same process is repeated.

これに対して、ピーク電圧Vpが閾値電圧Dth0以下であると判断されたなら、処理はステップS17へ進む。ステップS14で、Noとなり、ステップS17でRAM421に格納した閾値電圧をピーク電圧とする。 On the other hand, if it is determined that the peak voltage Vp is equal to or less than the threshold voltage Dth0, the process proceeds to step S17. In step S14, No, and the threshold voltage stored in the RAM 421 in step S17 is set as the peak voltage.

図7に示した回路では、コンパレータ116はピーク電圧Vpのピーク値210が閾値電圧Dth0を超えていると判定すると、判定信号CMPにはパルス214を出力する。素子基板5は、パルス214に対応した判定結果信号RSLTを判定結果抽出部9へ出力する。判定結果信号RSLTを受信した後、信号生成部7は、次のラッチ期間Tにおいて閾値信号Dthのランクを1つ上げてDth1とし、これを取得されたピーク電圧Vpのピーク値210と比較する。 In the circuit shown in FIG. 7, when the comparator 116 determines that the peak value 210 of the peak voltage Vp exceeds the threshold voltage Dth0, the comparator 116 outputs a pulse 214 to the determination signal CMP. The element substrate 5 outputs the determination result signal RSLT corresponding to the pulse 214 to the determination result extraction unit 9. After receiving the determination result signal RSLT, the signal generation unit 7 raises the rank of the threshold signal Dth by one to Dth1 in the next latch period T, and compares this with the acquired peak value 210 of the peak voltage Vp.

図12に示した例で考えると、以上のような処理を判定信号CMPにパルスが出力されなくなる閾値電圧Dth5まで繰り返し、最後に判定信号CMPにパルス215が出力されたランクの閾値電圧Dth4をピーク電圧Vpとする。ピーク電圧Vpが取得されると、定電流Irefを1ランク増やして、同様に閾値電圧を設定して、ピーク電圧Vpを求める。 Considering the example shown in FIG. 12, the above processing is repeated until the threshold voltage Dth5 at which the pulse is not output to the judgment signal CMP, and finally the threshold voltage Dth4 of the rank in which the pulse 215 is output to the judgment signal CMP is peaked. Let the voltage be Vp. When the peak voltage Vp is acquired, the constant current Iref is increased by one rank, the threshold voltage is set in the same manner, and the peak voltage Vp is obtained.

一方、初めのラッチ期間Tにおいて判定信号CMPパルスが出力されなかったら、次のラッチ期間Tにおいて閾値電圧Dthのランクを1つ下げて、上述したのと同様の処理を行って得られたピーク電圧Vpのピーク値210との比較を行う。このような処理を判定信号CMPにパルスが出力されるまで繰り返し、パルスが出力されたランクの閾値電圧をピーク電圧Vpとする。 On the other hand, if the determination signal CMP pulse is not output in the first latch period T, the rank of the threshold voltage Dth is lowered by one in the next latch period T, and the peak voltage obtained by performing the same processing as described above is performed. Comparison with the peak value 210 of Vp is performed. Such processing is repeated until a pulse is output to the determination signal CMP, and the threshold voltage of the rank from which the pulse is output is defined as the peak voltage Vp.

以上説明したピーク電圧Vpの検出を定電流Irefのランクを1つずつ上げる毎に行う。そして、例えば、ピーク電圧Vpが2ランク連続して低下したことが確認されたら、ピーク電圧Vpが低下する前の波形のピーク電圧を最大ピーク電圧Vpmaxとし、そのときの定電流Irefを最大定電流Imaxとする。そして、マージンを見込んでImaxから1ランクないし2ランク下げた定電流Irefを調整済みの定電流値Iadjとして確定する。なお、閾値電圧Dthは、定電流Iadjを温度センサ102に通電したときに検出したピーク電圧Vpadjから、正常吐出を所望の精度で判定するために必要な所定のランク数(例えば、6ランク)下げたときの電圧値に設定する。 The peak voltage Vp described above is detected every time the rank of the constant current Iref is increased one by one. Then, for example, when it is confirmed that the peak voltage Vp drops two ranks in a row, the peak voltage of the waveform before the peak voltage Vp drops is set as the maximum peak voltage Vpmax, and the constant current Iref at that time is set as the maximum constant current. Let it be Imax. Then, the constant current Iref, which is one or two ranks lower than Imax in anticipation of a margin, is determined as the adjusted constant current value Iadj. The threshold voltage Dth is lowered by a predetermined number of ranks (for example, 6 ranks) necessary for determining normal discharge with desired accuracy from the peak voltage Vpadj detected when the constant current Iadj is applied to the temperature sensor 102. Set to the voltage value at the time.

なお、図10では1つの温度センサ102に通電する定電流を調整する処理について説明したが、同様の処理を、素子基板5に実装された次の温度センサ102に対しても実行し、全ての温度センサ各々に対する最適な定電流値を決定する。調整処理を実行中は、調整された定電流の値はRAM421に格納されているが、後の記録動作における温度検知処理のために、調整された定電流の値はプリントコントローラ419の不揮発性メモリ(例えば、EEPROM)に格納される。 Although the process of adjusting the constant current energizing one temperature sensor 102 has been described in FIG. 10, the same process is also executed for the next temperature sensor 102 mounted on the element substrate 5, and all the processes are performed. Determine the optimum constant current value for each temperature sensor. While the adjustment process is being executed, the adjusted constant current value is stored in the RAM 421, but the adjusted constant current value is the non-volatile memory of the print controller 419 for the temperature detection process in the subsequent recording operation. It is stored in (for example, EEPROM).

従って以上説明した例に従えば、反転アンプ115の出力波形のピーク電圧Vpが最大となるような定電流Imaxを調べ、定電流Irefが最大定電流Imaxを超えないように調整することができる。これにより、ピーク電圧Vpを可能な限り高く調整して吐出状態の判定精度を高く保つことができ、信頼性の高いノズルのインク吐出状態の判定を行うことができる。 Therefore, according to the above-described example, the constant current Imax that maximizes the peak voltage Vp of the output waveform of the inverting amplifier 115 can be investigated, and the constant current Iref can be adjusted so as not to exceed the maximum constant current Imax. As a result, the peak voltage Vp can be adjusted as high as possible to maintain high ejection state determination accuracy, and the ink ejection state of the nozzle can be determined with high reliability.

(例2)
また、出力Vinvのピーク電圧Vpを設定電圧Vpeに揃えるように定電流Irefを調整することで、1つの閾値電圧Dthで全ノズルの吐出状態を判定できるようにすることも可能である。
(Example 2)
Further, by adjusting the constant current Iref so that the peak voltage Vp of the output Vinv is aligned with the set voltage Vpe, it is possible to determine the discharge state of all nozzles with one threshold voltage Dth.

設定電圧Vpeを決定するにあたって、まず、各ノズルについて上記例1で示した方法により、複数の定電流値と閾値電圧のセットを求める。 In determining the set voltage Vpe, first, a set of a plurality of constant current values and a threshold voltage is obtained for each nozzle by the method shown in Example 1 above.

図13は3つの温度センサに対する設定電圧を求める方法を説明する図である。 FIG. 13 is a diagram illustrating a method of obtaining set voltages for the three temperature sensors.

図13おいて、説明を簡単にするために素子基板には3つの温度センサ1、温度センサ2、温度センサ3があり、3レベルの電流と電圧を例にして説明する。 In FIG. 13, for simplification of explanation, there are three temperature sensors 1, a temperature sensor 2, and a temperature sensor 3 on the element substrate, and three levels of current and voltage will be described as an example.

ここで、温度センサ1はノズル1の吐出を検知し、温度センサ2はノズル2の吐出を検知し、温度センサ3はノズル3の吐出を検知する。図13に示すように、温度センサ1について取得したピーク電圧はVp11、Vp12、Vp13であり、最大電圧はVp13である。また、温度センサ2について取得したピーク電圧はVp21、Vp22、Vp23であり、最大電圧はVp23である。さらに、温度センサ3について取得したピーク電圧はVp31、Vp32、Vp33であり、最大電圧はVp33である。 Here, the temperature sensor 1 detects the discharge of the nozzle 1, the temperature sensor 2 detects the discharge of the nozzle 2, and the temperature sensor 3 detects the discharge of the nozzle 3. As shown in FIG. 13, the peak voltages acquired for the temperature sensor 1 are Vp11, Vp12, and Vp13, and the maximum voltage is Vp13. The peak voltages acquired for the temperature sensor 2 are Vp21, Vp22, and Vp23, and the maximum voltage is Vp23. Further, the peak voltages acquired for the temperature sensor 3 are Vp31, Vp32, and Vp33, and the maximum voltage is Vp33.

図14は設定電圧Vpeを決定する処理を示すフローチャートである。 FIG. 14 is a flowchart showing a process of determining the set voltage Vpe.

そのフローチャートによれば、まずステップS21では、3つの最大電圧Vp13、Vp23、Vp33のうち、最も低い電圧であるVp33を仮の設定電圧Vpeと定める。次に、ステップS22では、温度センサ1について、ピーク電圧Vp11、Vp12、Vp13のうち、仮の設定電圧Vpeに近い電圧Vp13を選択し、Vp13に対応する電流値Iref13を温度センサ1の電流の設定値とする。 According to the flowchart, first, in step S21, Vp33, which is the lowest voltage among the three maximum voltages Vp13, Vp23, and Vp33, is set as a temporary set voltage Vpe. Next, in step S22, among the peak voltages Vp11, Vp12, and Vp13, the voltage Vp13 close to the provisional set voltage Vpe is selected for the temperature sensor 1, and the current value Iref13 corresponding to Vp13 is set to the current of the temperature sensor 1. Use as a value.

ステップS23では、温度センサ2についても同様の処理を行う。即ち、温度センサ2について、仮の設定電圧Vpeに近い電圧Vp22を選択し、Vp22に対応する電流値Iref22を温度センサ2の電流の設定値とする。 In step S23, the same process is performed for the temperature sensor 2. That is, for the temperature sensor 2, a voltage Vp22 close to the temporary set voltage Vpe is selected, and the current value Iref22 corresponding to Vp22 is set as the current set value of the temperature sensor 2.

ステップS24では、温度センサ3についても同様の処理を行う。即ち、温度センサ3について、仮の設定電圧Vpeに近い電圧Vp33を選択し、Vp33に対応する電流値Iref33をセンサ3の電流の設定値とする。 In step S24, the same process is performed for the temperature sensor 3. That is, for the temperature sensor 3, a voltage Vp33 close to the temporary set voltage Vpe is selected, and the current value Iref33 corresponding to Vp33 is set as the current set value of the sensor 3.

また、閾値電圧Dthは、ピーク電圧Vpadjを設定電圧Vpeとしたノズルの閾値電圧Dthを用いる。 Further, as the threshold voltage Dth, the threshold voltage Dth of the nozzle in which the peak voltage Vpadj is set as the set voltage Vpe is used.

図15は調整済みの定電流Iadrで温度センサ102に通電しながらヒータ101にヒータ駆動信号HTのパルス211を印加したときの差動アンプ111の出力波形Vdifと反転アンプ115の出力波形Vinvを表すタイミングチャートである。図15における定電流Iadrは、ピーク電圧Vpが設定電圧Vpe以上となる定電流Irefで最小ランクの電流値となるように調整する。 FIG. 15 shows the output waveform Vdiv of the differential amplifier 111 and the output waveform Vinv of the inverting amplifier 115 when the pulse 211 of the heater drive signal HT is applied to the heater 101 while energizing the temperature sensor 102 with the adjusted constant current Iador. It is a timing chart. The constant current Iador in FIG. 15 is adjusted so that the peak voltage Vp becomes the minimum rank current value at the constant current Iref when the set voltage Vp or more.

定電流Irefを基準設定値Iref0からIadrに引き上げると、正常吐出のときには、差動アンプ111の出力波形201は波形205に変化する。また、吐出不良のときの差動アンプ111の出力波形202は波形206に変化する。また、正常吐出のときには、反転アンプ115の出力波形203は波形207に、吐出不良のときの反転アンプ115の出力波形204は波形208にそれぞれ変化する。 When the constant current Iref is raised from the reference set value Iref0 to Iadr, the output waveform 201 of the differential amplifier 111 changes to the waveform 205 at the time of normal discharge. Further, the output waveform 202 of the differential amplifier 111 at the time of ejection failure changes to the waveform 206. Further, the output waveform 203 of the inverting amplifier 115 changes to the waveform 207 during normal discharge, and the output waveform 204 of the inverting amplifier 115 changes to waveform 208 when the discharge is defective.

図16は未調整の定電流Iref0で温度センサ102に通電しながらヒータ101にヒータ駆動信号HTのパルス211を印加したときの差動アンプ111の出力波形Vdifと反転アンプ115の出力波形Vinvを表すタイミングチャートである。 FIG. 16 shows the output waveform Vdiv of the differential amplifier 111 and the output waveform Vinv of the inverting amplifier 115 when the pulse 211 of the heater drive signal HT is applied to the heater 101 while energizing the temperature sensor 102 with the unadjusted constant current Iref0. It is a timing chart.

図16は特徴点309の出現時間が基準時間から遅い(例えば、0.4μsec遅い)場合や特徴点309の発生要因である吐出されたインク液滴の尾引(サテライト)のヒータ101の界面への墜落量が基準より少ない場合のVdifとVinvを表している。 FIG. 16 shows a case where the appearance time of the feature point 309 is later than the reference time (for example, 0.4 μsec later) or to the interface of the heater 101 of the tailing (satellite) of the ejected ink droplet which is the cause of the feature point 309. It shows Vdim and Vinv when the amount of crash is less than the standard.

図16において、温度センサ102の抵抗値Rs0や温度抵抗係数TCR、ヒータ101の抵抗値は規格値であるので、吐出不良時における出力Vdifの波形302と出力Vinvの波形304はバラつきが無いときの基準波形とほとんど変わらない。 In FIG. 16, since the resistance value Rs0 of the temperature sensor 102, the temperature resistance coefficient TCR, and the resistance value of the heater 101 are standard values, the waveform 302 of the output Vdiv and the waveform 304 of the output Vinv at the time of ejection failure are the same. It is almost the same as the reference waveform.

一方、正常吐出における出力Vdifの波形301は、特徴点309以降の降温速度が基準波形よりも遅くなり、その結果、正常吐出の出力Vinvの波形303のピーク310のピーク電圧Vpは基準波形のピーク電圧よりも低くなる。その結果、図16に示す電圧Vpdifは、図9Aに示す電圧Vpdifよりも大きくなる。 On the other hand, in the waveform 301 of the output Vdiv in the normal discharge, the temperature lowering rate after the feature point 309 is slower than the reference waveform, and as a result, the peak voltage Vp of the peak 310 of the waveform 303 of the output Vinv of the normal discharge is the peak of the reference waveform. It will be lower than the voltage. As a result, the voltage Vpdim shown in FIG. 16 becomes larger than the voltage Vpdim shown in FIG. 9A.

図17は調整済みの定電流Iadrで温度センサ102に通電しながらヒータ101にヒータ駆動信号HTのパルス211を印加したときの差動アンプ111の出力波形Vdifと反転アンプ115の出力波形Vinvを表すタイミングチャートである。 FIG. 17 shows the output waveform Vdiv of the differential amplifier 111 and the output waveform Vinv of the inverting amplifier 115 when the pulse 211 of the heater drive signal HT is applied to the heater 101 while energizing the temperature sensor 102 with the adjusted constant current Iador. It is a timing chart.

図17における定電流Iadrは、ピーク電圧Vpが設定電圧Vpe以上となる電流値の範囲で最小ランクの電流値となるように各センサに流す電流値を調整する。例えば、図13に示すように、3つの温度センサを調整の対象とするならば、温度センサ1は最大電圧VP13に対応する電流値、温度センサ2は最大電圧VP22に対応する電流値、温度センサ3は最大電圧VP33に対応する電流値を、それぞれ設定する。 The constant current Iador in FIG. 17 adjusts the current value to be passed through each sensor so that the peak voltage Vp becomes the minimum rank current value in the range of the current value equal to or higher than the set voltage Vpe. For example, as shown in FIG. 13, if three temperature sensors are to be adjusted, the temperature sensor 1 has a current value corresponding to the maximum voltage VP13, and the temperature sensor 2 has a current value corresponding to the maximum voltage VP22 and a temperature sensor. 3 sets the current value corresponding to the maximum voltage VP33, respectively.

定電流Irefを基準設定値Iref0からIadrに変更すると、正常吐出のときの差動アンプ111の出力波形301は波形305に、吐出不良のときの差動アンプ111の出力波形302は波形306にそれぞれ変化する。また、正常吐出のときの反転アンプ115の出力波形303は波形307に、吐出不良のときの反転アンプ115の出力波形304は波形308にそれぞれ変化する。 When the constant current Iref is changed from the reference setting value Iref0 to Iador, the output waveform 301 of the differential amplifier 111 at the time of normal discharge becomes the waveform 305, and the output waveform 302 of the differential amplifier 111 at the time of poor discharge becomes the waveform 306. Change. Further, the output waveform 303 of the inverting amplifier 115 at the time of normal discharge changes to the waveform 307, and the output waveform 304 of the inverting amplifier 115 at the time of poor discharge changes to the waveform 308.

このとき、波形303のピーク電圧Vpは波形307のピーク電圧Vpeとなって、図15の波形207のピーク電圧Vpeに一致する。一方で、波形308のピークは比率1−Vpdif/Vpbが掛かってVpe(1−Vpdif/Vpb)となり、図15の波形208のピークよりも大きくなる。その結果、定電流Irefを調整した後のピーク差Vpdifは図15に示した場合よりも狭くなってしまうが、このようなバラつきも想定した上で十分な吐出不良の判定精度が確保されるように閾値電圧Dthを設定することで吐出状態を精度よく判定できる。 At this time, the peak voltage Vp of the waveform 303 becomes the peak voltage Vpe of the waveform 307, which coincides with the peak voltage Vpe of the waveform 207 of FIG. On the other hand, the peak of the waveform 308 is multiplied by the ratio 1-Vpdim / Vpb to become Vpe (1-Vpdim / Vpb), which is larger than the peak of the waveform 208 of FIG. As a result, the peak difference Vpdiv after adjusting the constant current Threshold becomes narrower than that shown in FIG. 15, but it is necessary to ensure sufficient accuracy in determining ejection defects, assuming such variations. By setting the threshold voltage Dth to, the discharge state can be accurately determined.

従って以上説明したように、反転アンプ115の出力波形のピーク電圧Vpを設定電圧Vpeに揃えるように定電流Irefを調整することができる。これにより、1つの閾値電圧Dthを用いて全ノズルの吐出状態を判定することができ、信号生成部7でノズル毎に閾値信号Ddthを出力する必要がなくなり、RAM421やEEPROMに格納する閾値信号Ddthの情報量を削減することができる。 Therefore, as described above, the constant current Iref can be adjusted so that the peak voltage Vp of the output waveform of the inverting amplifier 115 is aligned with the set voltage Vpe. As a result, the ejection state of all nozzles can be determined using one threshold voltage Dth, and it is not necessary for the signal generation unit 7 to output the threshold signal Dds for each nozzle, and the threshold signal Dds stored in the RAM 421 or EEPROM is eliminated. The amount of information can be reduced.

上述した例においては、ノズル毎に定電流Irefと閾値電圧Dthの両方を設定していた形態であった。また、全ノズル分の閾値信号Ddthの格納領域を削減することを目的とし、出力Vinvのピーク電圧Vpを設定電圧Vpeに揃えるように定電流Irefを調整することで、1つの閾値電圧Dthで全ノズルの吐出状態を判定できるようにする形態もあった。 In the above-mentioned example, both the constant current Iref and the threshold voltage Dth are set for each nozzle. Further, for the purpose of reducing the storage area of the threshold signal Dds for all nozzles, by adjusting the constant current Iref so that the peak voltage Vp of the output Vinv is aligned with the set voltage Vpe, all at one threshold voltage Dth. There was also a form in which the ejection state of the nozzle could be determined.

(実施例)
以下では、好適な実施例を説明する。
(Example)
Hereinafter, suitable examples will be described.

この実施例では、配列された全ノズルの一部の複数ノズルからなるノズル群毎に定電流Irefを設定することで全ノズル分の定電流信号Direfの格納領域を削減する方法を説明する。定電流Irefは温度センサ群毎に設定可能であるが、出力波形のピーク電圧Vpの値が近い温度センサ毎に設定することで、比較的高い判定精度と格納領域の削減効果を両立できる。出力波形のピーク電圧Vpの値は、主に定電流Irefの出力ばらつきによって変化するため、各定電流制御回路240に属する温度センサ群102以下の単位で定電流Irefを設定するのが望ましい。 In this embodiment, a method of reducing the storage area of the constant current signal Diref for all the nozzles will be described by setting the constant current Iref for each nozzle group including a plurality of nozzles which are a part of all the nozzles arranged. The constant current Iref can be set for each temperature sensor group, but by setting the value of the peak voltage Vp of the output waveform for each temperature sensor that is close to each other, it is possible to achieve both relatively high determination accuracy and the effect of reducing the storage area. Since the value of the peak voltage Vp of the output waveform changes mainly due to the output variation of the constant current Iref, it is desirable to set the constant current Iref in units of the temperature sensor group 102 or less belonging to each constant current control circuit 240.

温度センサ群の定電流設定を決定するにあたり、まず各温度センサについて上記例1で示した方法により、複数の定電流値と閾値電圧のセットを求める。 In determining the constant current setting of the temperature sensor group, first, a plurality of constant current values and threshold voltage sets are obtained for each temperature sensor by the method shown in Example 1 above.

図19は3つの温度センサに対する定電流設定を求める方法を説明する図である。3つの温度センサは同一の定電流が設定されるノズル群に属するセンサである。説明を簡単にするために素子基板には3つの温度センサ1、温度センサ2、温度センサ3があり、Irefを8段階変化させた時の出力Vinvのピーク電圧Vpを示している。 FIG. 19 is a diagram illustrating a method of obtaining constant current settings for the three temperature sensors. The three temperature sensors are sensors belonging to a group of nozzles in which the same constant current is set. For the sake of simplicity, the element substrate has three temperature sensors 1, a temperature sensor 2, and a temperature sensor 3, and shows the peak voltage Vp of the output Vinv when the Iref is changed in eight steps.

ここで、温度センサ1はノズル1の吐出を検知し、温度センサ2はノズル2の吐出を検知し、温度センサ3はノズル3の吐出を検知する。どの温度センサもIrefを増やすとピーク電圧Vpの値が増加し、Vpの値がピークを迎えた後減少するが、この減少度合は急峻である。この急峻減少するIref値を領域では検出電圧の誤差が大きいこと意味している。この現象は図9Cで説明した通りである。 Here, the temperature sensor 1 detects the discharge of the nozzle 1, the temperature sensor 2 detects the discharge of the nozzle 2, and the temperature sensor 3 detects the discharge of the nozzle 3. In all temperature sensors, when the Iref is increased, the value of the peak voltage Vp increases, and the value of Vp decreases after reaching the peak, but the degree of this decrease is steep. This sharply decreasing Iref value means that the error of the detected voltage is large in the region. This phenomenon is as described in FIG. 9C.

図20は温度センサ群に設定する定電流設定を決定する処理を示すフローチャートである。 FIG. 20 is a flowchart showing a process of determining a constant current setting to be set in the temperature sensor group.

フローチャートによれば、まずステップS31では定電流設定の対象の温度センサ群に所属する温度センサに対してVpが最大となるIref=Imaxを決定する。温度センサ1のVpがピークとなるIrefは4、温度センサ2のVpがピークとなるIrefは6、温度センサ3のVpがピークとなるIrefは7である。 According to the flowchart, first, in step S31, Iref = Imax at which Vp is maximum is determined with respect to the temperature sensors belonging to the temperature sensor group to be set with the constant current. The Iref at which the Vp of the temperature sensor 1 peaks is 4, the Iref at which the Vp of the temperature sensor 2 peaks is 6, and the Iref at which the Vp of the temperature sensor 3 peaks is 7.

ステップS32では温度センサ群に所属する各温度センサのImaxの中の最小値を算出する。3つの温度センサのImaxの中で最小のIrefは4である。 In step S32, the minimum value in Imax of each temperature sensor belonging to the temperature sensor group is calculated. The smallest Iref of the Imaxes of the three temperature sensors is 4.

ステップS33では算出した値を当該温度センサ群に属する温度センサ各々の定電流設定として決定する。したがって、この温度センサ群に設定されるIrefは4となる。群の中Imaxで一番低いIrefを設定すると、上述した急峻減少する領域のIref値を回避しつつ、その中で一番高いIref値を設定できる。 In step S33, the calculated value is determined as a constant current setting for each temperature sensor belonging to the temperature sensor group. Therefore, the Iref set in this temperature sensor group is 4. By setting the lowest Iref in Imax in the group, the highest Iref value can be set while avoiding the above-mentioned Iref value in the rapidly decreasing region.

このようにこの実施例によれば温度センサ群毎に定電流設定を設定することにより、信号生成部7でノズル毎に定電流設定値Direfを出力する必要がなくなり、RAM421やEEPROMに各ノズル定電流設定値Direfの情報を削減することが可能となる。それを実現しながら、その中で各温度センサの吐出判定精度を高めることができる。 As described above, according to this embodiment, by setting the constant current setting for each temperature sensor group, it is not necessary for the signal generation unit 7 to output the constant current setting value Diref for each nozzle, and each nozzle is set in the RAM 421 or EEPROM. It is possible to reduce the information of the current set value EEPROM. While realizing this, it is possible to improve the discharge determination accuracy of each temperature sensor.

一方、温度センサ群に属するノズル数が多い場合(たとえば5120ノズル)、すべての温度センサ群に対する定電流設定Iref毎のVpの値を一時的に保持する必要があり、膨大なメモリと処理時間を必要とする。そのため、温度センサ群を複数のグループ(たとえば512ノズル×10グループ)に分割し、各グループの定電流設定Iref毎のVpの値の代表値が最大となるImaxを決定し、すべてのグループのImaxの最小の値をこの温度センサ群の定電流設定値Direfとすることで大幅に一時的に保持するデータ数は削減できる。ここで先述の代表値とはグループ内に属する各温度センサのピーク電圧Vpの最大値、最小値、平均値、中央値、最頻値などが考えられるが、各ノズルの吐出状態に影響されずにグループ全体の挙動を把握するには中央値を用いるのが望ましい。 On the other hand, when the number of nozzles belonging to the temperature sensor group is large (for example, 5120 nozzles), it is necessary to temporarily hold the value of Vp for each constant current setting Iref for all the temperature sensor groups, which requires a huge memory and processing time. I need. Therefore, the temperature sensor group is divided into a plurality of groups (for example, 512 nozzles × 10 groups), the Imax at which the representative value of the Vp value for each constant current setting Iref of each group becomes the maximum is determined, and the Imax of all the groups is determined. By setting the minimum value of to the constant current set value Diref of this temperature sensor group, the number of data to be temporarily held can be significantly reduced. Here, the above-mentioned representative value may be the maximum value, minimum value, average value, median value, mode value, etc. of the peak voltage Vp of each temperature sensor belonging to the group, but it is not affected by the discharge state of each nozzle. It is desirable to use the median to understand the behavior of the entire group.

また各グループの定電流Irefを順次変えていった時のVpの値の変化量を算出しながら、この変化量がマイナスとなるノズル数をカウントし、このカウントの値と所定閾値を比較することで各グループのImaxを決定することも可能であり、すべてのグループのImaxの最小の値をこの温度センサ群の定電流設定値Direfとすることでも同様の効果を得ることができる。 Further, while calculating the amount of change in the value of Vp when the constant current Iref of each group is sequentially changed, the number of nozzles in which this amount of change becomes negative is counted, and the value of this count is compared with a predetermined threshold value. It is also possible to determine the Imax of each group with, and the same effect can be obtained by setting the minimum value of Imax of all groups as the constant current set value Threshold of this temperature sensor group.

(例3)
以下の例では、必要な判定精度を達成するのに十分なピーク差Vpdifが確保できたら、それ以上は定電流Irefのランクを上げない構成とする。
(Example 3)
In the following example, if a peak difference Vpdiv sufficient to achieve the required determination accuracy can be secured, the rank of the constant current Iref is not raised any more.

図9Aに示した、反転アンプの出力Vinvのピーク差Vpdifが広いほど、閾値電圧Dthとピークの差を広く確保でき、吐出状態の判定を高精度に行うことができる。従って、ピーク差Vpdifが所望の電圧幅を確保していることを確認することで必要な判定精度を担保できるが、一般には任意のタイミングで吐出不良状態を再現することは困難である。このため、ピーク差Vpdifの代わりに正常吐出のピーク電圧Vpが所定の電圧となるように定電圧Irefを調整する方法が考えられるが、実際は反転アンプの基準電圧Vofsがバラつくためピーク電圧Vpでピーク差Vpdifを代替することはできない。即ち、BPF113や反転アンプ115を構成するオペアンプの差動増幅段の対称性の僅かなバラつきによって、出力VFと出力Vinvに予期し得ないオフセット電圧が重畳することがあるためである。 The wider the peak difference Vpdiv of the output Vinv of the inverting amplifier shown in FIG. 9A, the wider the difference between the threshold voltage Dth and the peak can be secured, and the discharge state can be determined with high accuracy. Therefore, although the necessary determination accuracy can be ensured by confirming that the peak difference Vpdim secures a desired voltage range, it is generally difficult to reproduce the discharge defective state at an arbitrary timing. Therefore, instead of the peak difference Vpdim, a method of adjusting the constant voltage Iref so that the peak voltage Vp of normal discharge becomes a predetermined voltage can be considered, but in reality, the reference voltage Vofs of the inverting amplifier varies, so the peak voltage Vp is used. The peak difference Vpdim cannot be replaced. That is, an unexpected offset voltage may be superimposed on the output VF and the output Vinv due to a slight variation in the symmetry of the differential amplification stage of the operational amplifier constituting the BPF 113 and the inverting amplifier 115.

それによって、ピーク電圧Vpが所定の設定電圧Vpeより高かったとしても、それは予期し得ないオフセット電圧が正方向に重畳しているために見かけ上高くなっている可能性もある。このため、定電流Irefを調整することで返って判定精度を悪化させてしまう可能性がある。 As a result, even if the peak voltage Vp is higher than the predetermined set voltage Vpe, it may be apparently high due to the unexpected offset voltage being superimposed in the positive direction. Therefore, there is a possibility that the determination accuracy is deteriorated by adjusting the constant current Iref.

以上のような検討に基づき、この例では、予期し得ないオフセット電圧を含む出力Vinvの基準電圧Vprefを予め検出し、基準電圧Vprefと出力Vinvのピーク電圧Vpとの差電圧を所定の電圧Vpeに揃えるように定電流Irefを調整する。 Based on the above studies, in this example, the reference voltage Vpref of the output Vinv including an unexpected offset voltage is detected in advance, and the difference voltage between the reference voltage Vpref and the peak voltage Vp of the output Vinv is set to a predetermined voltage Vpe. Adjust the constant current Iref so that it is aligned with.

図18はセンサ通電信号SEのON期間で温度センサ102に定電流を通電する一方でヒータ101にヒータ駆動信号HTのパルスを印加しない時の差動アンプ111の出力波形Vdifと反転アンプ115の出力波形Vinvを表すタイミングチャートである。 FIG. 18 shows the output waveform Vdiv of the differential amplifier 111 and the output of the inverting amplifier 115 when a constant current is applied to the temperature sensor 102 during the ON period of the sensor energization signal SE but no pulse of the heater drive signal HT is applied to the heater 101. It is a timing chart which shows the waveform Vinv.

図18に示すように、定電流Iref0(例えば1.6mA)を温度センサ102に通電した状態でヒータ101にヒータ駆動信号HTのパルス211を印加しない場合(破線211)を考える。この場合、温度センサ102は常温T0のまま昇温せず、出力電圧Vdifの波形401は式(7)に示したように定電圧となる。このとき、BPF113の出力VFは、定電圧源114により印加されるオフセット電圧Vofsに予期し得ないオフセット電圧Vofs1が重畳して、Vofs+Vofs1となる。 As shown in FIG. 18, consider a case (broken line 211) in which the heater 101 is not applied with the pulse 211 of the heater drive signal HT while the constant current Iref0 (for example, 1.6 mA) is energized in the temperature sensor 102. In this case, the temperature sensor 102 does not raise the temperature at room temperature T0, and the waveform 401 of the output voltage Vdif becomes a constant voltage as shown in the equation (7). At this time, the output VF of the BPF 113 becomes Vofs + Vofs1 by superimposing the unexpected offset voltage Vofs1 on the offset voltage Vofs applied by the constant voltage source 114.

そこで、反転アンプ115の出力Vinvに重畳する予期し得ないオフセット電圧をVofs2とすると、式(6)から出力Vinvは式(8)のように表される。即ち、
Vinv=Vpref=Vofs+Vofs2−Ginv・Vofs1……(8)
となる。つまり、出力Vinvの基準電圧Vprefは、定電圧VofsからVofs2−Ginv・Vofs1だけバラつくことになる。そこで、この実施例では、実施例1でピーク電圧Vpを検出したときと同様の方法で、定電流Iref0で温度センサ102に通電する。そして、ヒータ101にヒータ駆動信号のパルスを印加しない状態で、出力電圧Vinvと閾値電圧を比較して、コンパレータ116を用いて基準電圧Vprefを検出する。
Therefore, assuming that the unexpected offset voltage superimposed on the output Vinv of the inverting amplifier 115 is Vofs2, the output Vinv is expressed as in the equation (8) from the equation (6). That is,
Vinv = Vpref = Vofs + Vofs2-Ginv · Vofs1 …… (8)
Will be. That is, the reference voltage Vpref of the output Vinv varies from the constant voltage Vofs by Vofs2-Ginv · Vofs1. Therefore, in this embodiment, the temperature sensor 102 is energized with a constant current Iref0 in the same manner as when the peak voltage Vp was detected in the first embodiment. Then, in a state where the pulse of the heater drive signal is not applied to the heater 101, the output voltage Vinv and the threshold voltage are compared, and the reference voltage Vpref is detected using the comparator 116.

また別途、定電流Iref0で温度センサ102に通電して、ヒータ101にヒータ駆動信号のパルス211を印加したときのピーク電圧Vpをコンパレータ116を用いて実施例1と同様の方法で検出しておく。ピーク電圧Vpと基準電圧Vprefの差電圧Vp−Vprefは定電流Irefに比例するため、式(9)により、目標とする設定電圧Vpeに対応する定電流値Iadjを求められる。即ち、
Iadj=Iref0×{(Vpe―Vpref)/(Vp−Vpref)}……(9)である。定電流Iadjで温度センサ102に通電したときに検出されるピーク電圧Vpと基準電圧Vprefの差電圧Vp−VprefがVpe−Vprefに一致することを確認することで、定電流値Iadjを調整済みの定電流値として確定できる。
Separately, the temperature sensor 102 is energized with a constant current Iref0, and the peak voltage Vp when the heater drive signal pulse 211 is applied to the heater 101 is detected by the same method as in the first embodiment using the comparator 116. .. Since the difference voltage Vp-Vpref between the peak voltage Vp and the reference voltage Vpref is proportional to the constant current Ireff, the constant current value Iadj corresponding to the target set voltage Vpe can be obtained by the equation (9). That is,
Iadj = Iref0 × {(Vpe-Vpref) / (Vp-Vpref)} ... (9). The constant current value Iadj has been adjusted by confirming that the difference voltage Vp-Vpref between the peak voltage Vp and the reference voltage Vpref detected when the temperature sensor 102 is energized with the constant current Iadj matches Vpe-Vpref. It can be determined as a constant current value.

従って以上説明した実施例に従えば、反転アンプ115のピーク電圧Vpに加えて基準電圧Vprefも検出して、その差電圧に基づいて定電流Irefを調整することができる。そのため、製造バラつきによってHPF502や反転アンプ115の出力に予期し得ないオフセット電圧が重畳しても、必要な吐出状態の判定精度を達成するのに十分なピーク差Vpdifを確保することができる。これにより、定電流Irefを不必要に上げ過ぎず良好に調整して、温度センサ102の劣化が早まるのを防止できる。 Therefore, according to the above-described embodiment, the reference voltage Vpref can be detected in addition to the peak voltage Vp of the inverting amplifier 115, and the constant current Ireff can be adjusted based on the difference voltage. Therefore, even if an unexpected offset voltage is superimposed on the output of the HPF 502 or the inverting amplifier 115 due to manufacturing variations, it is possible to secure a peak difference Vpdim sufficient to achieve the required ejection state determination accuracy. As a result, the constant current Iref can be satisfactorily adjusted without being unnecessarily increased, and the deterioration of the temperature sensor 102 can be prevented from being accelerated.

以上、実施例を説明したが、上述した値や形態に限定するものではない。例えば、バンドパスフィルタを構成するローパスフィルタやハイパスフィルタは、アナログ回路で構成されたアナログフィルタではなくデジタル回路で構成されたFIRフィルタやIIRフィルタ等のデジタルフィルタで構成しても構わない。 Although the examples have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned values and forms. For example, the low-pass filter and high-pass filter constituting the bandpass filter may be composed of a digital filter such as an FIR filter or an IIR filter composed of a digital circuit instead of an analog filter composed of an analog circuit.

Claims (5)

配列されたノズルからインクを吐出するためにインクを加熱する複数のヒータと、前記複数のヒータにそれぞれ対応して設けられた複数の温度センサと、外部から入力される第1の信号が指定する電流値に基づいて前記温度センサに定電流を通電する定電流源と、前記定電流により通電された温度センサから出力される電圧と外部から入力される第2の信号が指定する閾値電圧とに基づいて、前記ノズルからのインクの吐出状態を判定し、判定結果信号を出力する判定回路とを有する素子基板と、
前記素子基板に対して前記第1の信号と前記第2の信号とを生成して送信する信号生成手段と、
前記判定結果信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記判定結果信号に基づいて、前記定電流源が通電する電流値を調整する調整手段と、
前記調整手段によって調整された前記電流値を格納するメモリと、
を有する記録装置であって、
前記調整手段は、前記判定結果信号に基づいて前記配列されたノズルのうちの少なくとも一部のノズル群を構成する複数のノズルそれぞれに対応する温度センサに対して通電する共通の電流値を調整することを特徴とする記録装置。
A plurality of heaters that heat the ink to eject the ink from the arranged nozzles, a plurality of temperature sensors provided corresponding to the plurality of heaters, and a first signal input from the outside are designated. A constant current source that energizes the temperature sensor with a constant current based on the current value, a voltage output from the temperature sensor energized by the constant current, and a threshold voltage specified by a second signal input from the outside. Based on this, an element substrate having a determination circuit that determines the ejection state of the ink from the nozzle and outputs a determination result signal, and
A signal generation means for generating and transmitting the first signal and the second signal to the element substrate.
A receiving means for receiving the determination result signal and
An adjusting means for adjusting the current value energized by the constant current source based on the determination result signal received by the receiving means, and
A memory for storing the current value adjusted by the adjusting means, and
It is a recording device having
The adjusting means adjusts a common current value for energizing a temperature sensor corresponding to each of a plurality of nozzles constituting at least a part of the arranged nozzles based on the determination result signal. A recording device characterized in that.
前記第1の信号が指定する電流値に基づいて前記定電流源を駆動する定電流制御回路をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。 The recording device according to claim 1, further comprising a constant current control circuit for driving the constant current source based on a current value designated by the first signal. 前記判定回路は、
前記温度センサから出力される電圧を増幅する差動アンプと、
前記差動アンプから出力される電圧信号に含まれるノイズを抑制するフィルタと、
前記フィルタから出力される信号を反転する反転アンプと、
前記反転アンプから出力される信号と前記第2の信号が指定する閾値電圧を比較するコンパレータとを含み、
前記コンパレータによる比較の結果に基づいて前記判定結果信号を出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の記録装置。
The determination circuit
A differential amplifier that amplifies the voltage output from the temperature sensor,
A filter that suppresses noise contained in the voltage signal output from the differential amplifier,
An inverting amplifier that inverts the signal output from the filter,
Includes a comparator that compares the signal output from the inverting amplifier with the threshold voltage specified by the second signal.
The recording device according to claim 1 or 2, wherein the determination result signal is output based on the result of comparison by the comparator.
前記第1の信号が指定する電流値は、複数の段階を予め定められた刻み幅で設定可能であり、
前記第2の信号が指定する閾値電圧は、複数のランクを予め定められた刻み幅で設定可能であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の記録装置。
The current value specified by the first signal can be set in a plurality of steps with a predetermined step size.
The recording device according to any one of claims 1 to 3, wherein the threshold voltage designated by the second signal can be set in a plurality of ranks with a predetermined step size.
前記温度センサへの通電をON/OFFする第1のスイッチと、
前記ヒータへの通電をON/OFFする第2のスイッチとをさらに有し、
前記第1のスイッチは、外部から入力されるセンサ通電信号によりON/OFFされ、前記第2のスイッチは、外部から入力される記録データ信号によりON/OFFされることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の記録装置。
A first switch that turns on / off the energization of the temperature sensor,
It further has a second switch that turns on / off the energization of the heater.
The first switch is turned on / off by a sensor energization signal input from the outside, and the second switch is turned on / off by a recorded data signal input from the outside. 4. The recording device according to any one of 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024048273A1 (en) * 2022-08-29 2024-03-07 東京エレクトロン株式会社 Plasma treatment device and temperature measurement method

Cited By (1)

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