JP3176136B2 - INK JET PRINT HEAD EQUIPPED WITH SEMICONDUCTOR CHIP FOR RECORD HEAD AND INK JET PRINTING APPARATUS - Google Patents

INK JET PRINT HEAD EQUIPPED WITH SEMICONDUCTOR CHIP FOR RECORD HEAD AND INK JET PRINTING APPARATUS

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JP3176136B2
JP3176136B2 JP20554792A JP20554792A JP3176136B2 JP 3176136 B2 JP3176136 B2 JP 3176136B2 JP 20554792 A JP20554792 A JP 20554792A JP 20554792 A JP20554792 A JP 20554792A JP 3176136 B2 JP3176136 B2 JP 3176136B2
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recording
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recording head
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公之 林崎
正彦 小川
朝雄 斉藤
修一 村上
弘人 松田
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/21Line printing

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複数の記録素子と、転
送されてきたシリアルデータをパラレルデータとしてこ
の記録素子側に出力する駆動用集積回路を持つ記録ヘッ
ド用半導体チップを備えたインクジェット記録ヘッド及
びインクジェット記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus having a plurality of recording elements and a recording head semiconductor chip having a driving integrated circuit for outputting transferred serial data as parallel data to the recording elements. The present invention relates to a head and an ink jet recording apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、複数個の記録素子を一列に配
列してなる記録装置が種々知られている。この種の記録
装置は、記録素子数十個を1ブロックとして駆動可能な
駆動用集積回路を同一基板上に数個または数十個搭載
し、画像データを各記録素子に対応させて整列すること
により、紙等の被記録材に任意の記録を行うことが可能
である。これらの記録装置は、高密度で、高速記録が可
能であるという点で現代のビジネスオフィスやその他の
事務処理部門、さらにはパーソナルユースにおけるプリ
ンタとして強く望まれている傍ら、更なるコストダウ
ン、あるいはカラー化等の開発、改良が計られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various recording apparatuses in which a plurality of recording elements are arranged in a line are known. This type of printing apparatus mounts several or dozens of driving integrated circuits on a same substrate that can be driven with dozens of printing elements as one block, and aligns image data corresponding to each printing element. Thus, arbitrary recording can be performed on a recording material such as paper. While these recording devices are highly desirable as printers for modern business offices and other office processing departments in that high-density, high-speed recording is possible, and even for personal use, further cost reduction or Development and improvement such as colorization are being planned.

【0003】その様な記録装置の中で低騒音なノンイン
パクト記録としてインクを記録素子上に配置した吐出口
から吐出させて記録を行う液体噴射記録装置は、その構
造的な特徴から、高密度で、高速記録が十分可能であ
り、ローコストなカラープリンタ等の実現が熱望されて
いる。
[0003] Among such recording apparatuses, a liquid jet recording apparatus that performs recording by discharging ink from discharge ports arranged on recording elements as low-impact non-impact recording is known because of its structural characteristics. Therefore, high-speed recording is sufficiently possible, and realization of a low-cost color printer or the like is eagerly desired.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液体噴
射記録装置のカラー化を実現するに当たっては、記録材
としてインクを使用するため、インクタンクの分離の必
要性から記録装置を複数色のカートリッジに分離して構
成しているのが現状であり、この結果記録装置が大型に
なり駆動回路等も繁雑化する。図14は、従来の液体噴
射記録装置をカラー対応にしたものの回路構成を示すブ
ロック図である。1005C、1005Y、1005M
はそれぞれシアン、イエロー、マゼンタの記録を行う記
録素子であり、数十個程の配列がなされている。101
5、1016は、記録素子への通電を制御する機能素子
で記録素子の数に対応している。そして、点線で示され
る領域が記録ヘッド用基板に作り込まれていた。102
5は画像データを記録素子に対応して整列するシフトレ
ジスタ回路で、記録素子分のデータを保持する1024
のラッチ回路と直結している。このラッチ回路の出力
と、記録素子の通電時間を制御する信号線1033、1
034のAND出力に対して、更にANDをとることに
より、その出力時間だけ記録素子を通電させることがで
きる。
However, in order to realize the colorization of the liquid jet recording apparatus, ink is used as a recording material. Therefore, the recording apparatus is separated into cartridges of a plurality of colors due to the necessity of separating an ink tank. The present situation is that the recording apparatus becomes large and the driving circuit and the like become complicated. FIG. 14 is a block diagram showing a circuit configuration of a conventional liquid jet recording apparatus adapted for color. 1005C, 1005Y, 1005M
Are recording elements for recording cyan, yellow, and magenta, respectively, and are arranged in about several tens. 101
Reference numerals 5 and 1016 denote functional elements for controlling energization of the recording elements, and correspond to the number of recording elements. Then, the area indicated by the dotted line was formed in the print head substrate. 102
Reference numeral 5 denotes a shift register circuit that aligns image data corresponding to the printing elements, and holds 1024 data for the printing elements.
Is directly connected to the latch circuit. The output of the latch circuit and signal lines 1033, 1
By further ANDing the AND output of 034, the recording element can be energized for the output time.

【0005】しかしこの構成により、複数色のカートリ
ッジをプリンタ等のキャリッジに搭載すると、基板側と
ヘッドもしくは装置との接続が複雑化するためプリンタ
が大型化するばかりか、キャリッジの接点数の増加や駆
動回路の繁雑化などコストアップとなる要因が多く、記
録精度および記録の確実性と耐久性等に直結するため、
記録装置の設計上、生産上において解決されるべき点が
多い。
However, when a cartridge of a plurality of colors is mounted on a carriage of a printer or the like with this configuration, the connection between the substrate side and the head or the apparatus becomes complicated, so that not only the printer becomes large, but also the number of contacts of the carriage increases. There are many factors that increase costs, such as the complexity of the drive circuit, and are directly linked to recording accuracy, recording reliability, and durability.
There are many points to be solved in the design and production of the recording device.

【0006】また、飛翔液滴を形成するための熱を発生
させる手段としての記録素子を画素密度に応じて多数配
列し、これらの記録素子を選択的に駆動するためのトラ
ンジスタアレイあるいは信号増幅手段が付加されたダイ
オードアレイ等の機能素子アレイを集積し、駆動用集積
回路等を確実に実装し、効率よく生産することで上記の
記録装置の特徴を最大限に引き出すことができる。
A large number of recording elements as means for generating heat for forming flying droplets are arranged in accordance with the pixel density, and a transistor array or signal amplifying means for selectively driving these recording elements is provided. By integrating a functional element array, such as a diode array, to which is added, reliably mounting a driving integrated circuit, etc., and efficiently producing the same, it is possible to maximize the features of the recording apparatus.

【0007】しかし、現状においては機能素子アレイは
歩留りおよび製造の容易性から個別にチップ化されて作
成されるか、または機能素子を含む駆動用ICとして記
録素子を配置した基板上に実装され、その後に飛翔液滴
を形成するためにインクを吐出する吐出口(オリフィ
ス)および該吐出口に連通する熱作用室部等のインクで
満たされる空間を形成するための構成部材と接着接合し
て記録ヘッドの作製を行っているので、量産的効率の低
さを避けることはできない。
However, under the present circumstances, the functional element array is individually formed as a chip from the viewpoint of yield and ease of manufacture, or mounted on a substrate on which a recording element is arranged as a driving IC including the functional element. Thereafter, recording is performed by adhesively bonding to a component for forming a space filled with ink, such as a discharge port (orifice) for discharging ink to form a flying droplet and a thermal action chamber communicating with the discharge port. Since the head is manufactured, low efficiency in mass production cannot be avoided.

【0008】更に記録素子の高密度化、高集積化および
長尺化に連れて上記の点は、一層解決が図られる必要が
高くなっている。
Further, with the increase in density, integration, and length of the recording element, the above points need to be further solved.

【0009】また、複数色の記録を行う装置の場合に
は、各色に対応した記録ヘッドを用意し、各色それぞれ
のヘッドに対して個別に装置側から画像データを供給す
るため、装置との接続端子数が増大し、ヘッドや装置の
大型化を招いていた。
In the case of an apparatus for recording a plurality of colors, a recording head corresponding to each color is prepared, and image data is individually supplied from the apparatus side to each color head. The number of terminals has increased, leading to an increase in the size of the head and the device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の諸点を考
慮し成されたもので、複数色の記録を行う構成として、
記録ヘッドと装置との接続端子数を低減し、ヘッドや装
置の小型化を図ると共に、製造の容易性に伴なう低コス
ト化を図ることができるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above points, and has a structure for performing recording of a plurality of colors.
The number of connection terminals between the recording head and the apparatus can be reduced, the size of the head and the apparatus can be reduced, and the cost can be reduced due to the ease of manufacturing.

【0011】そのような本発明は、インクを吐出するた
めの熱を発生する複数の記録素子で構成され、複数色の
記録を行うためにインクの色に対応してそれぞれ離間し
て配された複数の記録素子群と、前記記録素子を駆動す
るための駆動用集積回路とが作り込まれた記録ヘッド用
半導体チップと、この記録ヘッド用半導体チップ上に配
され、インクを分離するためにインクの色に対応して互
いに離間して配置されると共に、前記記録素子群に対応
して配置された複数の吐出口群と、を有する記録ヘッド
であって、前記記録ヘッド用半導体チップの前記駆動用
集積回路は、複数色に対応した画像データがシリアルに
配列されたシリアル画像データを受け、各色の前記記録
素子群側へパラレル信号として出力する回路であること
を特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
The present invention is constituted by a plurality of printing elements which generate heat for ejecting ink, and is arranged to be apart from each other corresponding to the color of the ink in order to perform printing of a plurality of colors. A plurality of recording element groups, a recording head semiconductor chip in which a driving integrated circuit for driving the recording element is built, and an ink arranged on the recording head semiconductor chip for separating ink. And a plurality of ejection opening groups arranged corresponding to the recording element group, the plurality of ejection opening groups arranged corresponding to the recording element group, and the driving of the recording head semiconductor chip. Wherein the integrated circuit is a circuit for receiving serial image data in which image data corresponding to a plurality of colors are serially arranged, and outputting as parallel signals to the recording element group side of each color. It is a jet recording head.

【0012】もしくは、インクを吐出するための熱を発
生する複数の記録素子と、シリアル画像データを受け取
る入力端子と、該入力端子から入力される前記シリアル
画像データを前記記録素子側へパラレル信号として出力
する駆動用集積回路と、該駆動用集積回路が受け取った
シリアル画像データを外部に出力するための出力端子と
が集積化されている記録ヘッド用半導体チップを、記録
を行うべき色の数に対応して複数有し、前記記録ヘッド
用半導体チップは隣接配置された前段の記録ヘッド用半
導体チップから前記入力端子を介して受け取ったシリア
ル画像データを後段の記録ヘッド用半導体チップの入力
端子に前記出力端子を介してシリアル画像データとして
出力するよう接続されており、複数色に対応した画像デ
ータがシリアルに配列された前記シリアル画像データを
外部から受け、各色に対応した前記記録ヘッド用半導体
チップに順次転送することで各色に対応した各記録ヘッ
ド用半導体チップの記録素子側へ画像データを供給して
記録を行うことを特徴としたインクジェット記録ヘッド
である。
Alternatively, a plurality of recording elements for generating heat for discharging ink, an input terminal for receiving serial image data, and the serial image data input from the input terminal as a parallel signal to the recording element side. A print head semiconductor chip in which a drive integrated circuit for outputting and an output terminal for outputting the serial image data received by the drive integrated circuit to the outside is integrated with the number of colors to be printed. Correspondingly, the printhead semiconductor chip has the serial image data received via the input terminal from the preceding printhead semiconductor chip disposed adjacent to the input terminal of the subsequent printhead semiconductor chip. Connected to output as serial image data via output terminal, image data corresponding to multiple colors is serially The serial image data is received from the outside and sequentially transferred to the recording head semiconductor chip corresponding to each color, thereby supplying image data to the recording element side of each recording head semiconductor chip corresponding to each color and recording. And an inkjet recording head.

【0013】もしくは、これらのインクジェット記録ヘ
ッドを備えた記録装置である。
Alternatively, the present invention is a recording apparatus provided with these ink jet recording heads.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明を液体噴射記録ヘッドに適用し
た例であり、最も効果を呈している構成である。100
1は、飛翔液滴を形成するためにインクを吐出する吐出
口が配されたオリフィスプレートであり、1002M、
1002Y、1002Cはそれぞれ該オリフィス上に設
けられたマゼンタ、イエロー、シアンの吐出口群であ
る。1003は、複数の記録素子と機能素子、および駆
動用集積回路が同一基板表面内部に構造的に設けられた
半導体チップであり、表面には各色に対応した記録素子
1005M、1005Y、1005Cと駆動用集積回路
の信号端子および電源端子パッド1004が配置されて
いる。吐出口に連通する熱作用室部にインクを供給する
1006は各色分を分離して供給する必要があるため、
1006M、1006Y、1006Cのように分かれて
構成されている。1006の各色インク供給部は、イン
クタンク1007に各色分設けられた1007M、10
07Y、1007Cとそれぞれ連通することにより小型
で、低廉なカラー液体噴射記録ヘッドを提供することが
できるものである。
FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a liquid jet recording head, which is the most effective configuration. 100
Reference numeral 1 denotes an orifice plate provided with ejection ports for ejecting ink to form flying droplets.
Reference numerals 1002Y and 1002C denote magenta, yellow, and cyan discharge ports provided on the orifice, respectively. Reference numeral 1003 denotes a semiconductor chip in which a plurality of printing elements, functional elements, and a driving integrated circuit are structurally provided inside the same substrate surface, and the printing elements 1005M, 1005Y, and 1005C corresponding to each color are provided on the surface. A signal terminal and a power supply terminal pad 1004 of the integrated circuit are arranged. 1006, which supplies ink to the thermal action chamber communicating with the discharge port, needs to supply each color separately.
1006M, 1006Y, and 1006C. The ink supply unit 1006 for each color includes 1007 M, 10
It is possible to provide a small and inexpensive color liquid jet recording head by communicating with each of 07Y and 1007C.

【0015】図3は、本発明によって実現可能な半導体
チップ1003の構成図である。記録素子1005を1
003の長手方向に配列し、記録素子の電源供給側共通
電極1014にスルーホールを介して接続される。10
39は、記録素子の電源(以下VHと称す)供給パッド
である。1015、1016は、記録素子の通電を制御
する機能素子アレイであり、高密度印字を可能にするた
めその配置に工夫がなされている。1017は、記録素
子の記録電流共通接地(以下GNDと称す)電極であ
り、記録素子に通電する電流値に依存してその面積が決
定する。1038は、その接地パッドである。本発明の
最も特徴的な構成が、機能素子アレイのほかに論理ゲー
トロッジ部1023、ラッチ回路1024、シフトレジ
スタ1025、1026等の駆動用集積回路を1003
の半導体チップ表面内部に構造的に設けることである。
この駆動用集積回路に接続される信号系列端子1004
を駆動用集積回路の両側に配置する。
FIG. 3 is a configuration diagram of a semiconductor chip 1003 that can be realized by the present invention. Set the recording element 1005 to 1
003 in the longitudinal direction, and connected to the power supply side common electrode 1014 of the printing element via a through hole. 10
Reference numeral 39 denotes a power supply (hereinafter referred to as VH) supply pad for the printing element. Reference numerals 1015 and 1016 denote functional element arrays for controlling the energization of the recording elements, and the arrangement thereof is devised to enable high-density printing. Reference numeral 1017 denotes a recording current common ground (hereinafter, referred to as GND) electrode of the recording element, the area of which is determined depending on the value of a current supplied to the recording element. 1038 is the ground pad. The most characteristic configuration of the present invention is that a driving integrated circuit such as a logic gate lodge unit 1023, a latch circuit 1024, shift registers 1025 and 1026 is provided in addition to a functional element array.
Is provided structurally inside the surface of the semiconductor chip.
Signal series terminal 1004 connected to this driving integrated circuit
Are arranged on both sides of the driving integrated circuit.

【0016】図4は、図3を更に詳しく説明した構造模
式図である。1005は記録素子、1011は、記録素
子からVHに至る第2層配線である。1012は、記録
素子から機能素子に至る第2層配線で、1013は機能
素子の接地端子とGNDを結ぶ第2層配線である。前記
第2層配線は、アルミニウム等の導電材料からなるもの
である。1014はVH配線で、1015、1016は
それぞれ第1列、第2列機能素子を示す。1012は、
1015、1016に対して千鳥状に接続されることに
より高密度な記録素子の配列を達成している。1017
はGND配線、1018は、機能素子のベースまたはゲ
ート配線を示し、基板内部にポリシリコン等で作り込ま
れる。1019、1020、1021、1022はGN
D配線と同様、第1層目に作り込まれたイネーブル、ラ
ッチ、シリアルデータ、クロックの配線であり、第2層
の導電材料と同じもので構成されている。1023は論
理ゲートロジック、1024と1025、1026はそ
れぞれラッチ、シフトレジスタ回路を示す。1027
は、第1層目と第2層目を電気的に分離する、層間絶縁
膜であり、1028は蓄熱層、1029はシリコン基板
である。
FIG. 4 is a schematic structural diagram illustrating FIG. 3 in more detail. 1005 is a printing element, and 1011 is a second layer wiring from the printing element to VH. Reference numeral 1012 denotes a second layer wiring from the recording element to the functional element. Reference numeral 1013 denotes a second layer wiring connecting the ground terminal of the functional element to GND. The second layer wiring is made of a conductive material such as aluminum. Reference numeral 1014 denotes a VH wiring, and reference numerals 1015 and 1016 denote first column and second column functional elements, respectively. 1012 is
A staggered connection to 1015 and 1016 achieves a high-density array of recording elements. 1017
Denotes a GND wiring, and 1018 denotes a base or gate wiring of a functional element, which is made of polysilicon or the like inside the substrate. 1019, 1020, 1021, and 1022 are GN
Like the D wiring, it is an enable, latch, serial data, and clock wiring made in the first layer, and is made of the same conductive material as the second layer. 1023 denotes a logic gate logic, 1024 and 1025, and 1026 denote latch and shift register circuits, respectively. 1027
Is an interlayer insulating film for electrically separating the first and second layers, 1028 is a heat storage layer, and 1029 is a silicon substrate.

【0017】図5および図6は、図2と図3で説明した
半導体チップを液体噴射記録ヘッドに適用した場合のノ
ズル構成を示す斜視図および断面図である。1006の
インク供給部の上面に1003の半導体チップを載せ
て、オリフィスプレート1001によりインクの熱作用
室を構成し、記録電流の通電により電気熱変換を行っ
て、そのエネルギーにより気泡1009を発生する。1
010に示す液室はインクに満たされているので100
9の圧力により飛翔液滴1008が吐出口1002より
吐出する。
FIGS. 5 and 6 are a perspective view and a sectional view, respectively, showing the nozzle configuration when the semiconductor chip described in FIGS. 2 and 3 is applied to a liquid jet recording head. The semiconductor chip 1003 is mounted on the upper surface of the ink supply unit 1006, and a thermal working chamber for ink is formed by the orifice plate 1001. Electrothermal conversion is performed by applying a recording current, and bubbles 1009 are generated by the energy. 1
Since the liquid chamber shown at 010 is filled with ink, 100
By the pressure of No. 9, the flying droplet 1008 is ejected from the ejection port 1002.

【0018】この様に基板の裏面(記録素子が配された
面の裏面)からインクが回り込んで供給されるような構
成にすることによって基板上での熱の不均一な分布が緩
和され、安定した記録を行わせることができる。
As described above, by adopting a structure in which the ink wraps around and is supplied from the back surface of the substrate (the back surface of the surface on which the recording elements are arranged), uneven distribution of heat on the substrate is alleviated. Stable recording can be performed.

【0019】又、記録素子が配された位置と、インク供
給室43との距離を非常に近くすることが可能であるた
め、リフィル速度も上げることができ、インク吐出の高
速応答性を達成することができる。さらに、発泡位置
(記録素子)から共通液室43までの距離が短いこと
と、流路から共通液室43につながる部位での広がりを
大きくすることができるために発泡時に生じたバック波
を分散することができるため、各ノズル間のバック波の
クロストークによる影響を緩和することができる。その
様な効果を生ずるために好ましい記録素子の配置は基板
端部から1000μm以内であり、さらに好ましくは3
00μm以内である(ただし、ここでの記録素子の配置
位置(距離)は流路の共通液室側端部から、記録素子の
流路に添った方向の中心までの距離をいう)。
Further, since the distance between the position where the recording elements are arranged and the ink supply chamber 43 can be made very short, the refill speed can be increased, and high-speed response of ink ejection can be achieved. be able to. Further, since the distance from the bubbling position (recording element) to the common liquid chamber 43 is short, and the spread at the portion connecting the flow path to the common liquid chamber 43 can be increased, the back wave generated at the time of bubbling is dispersed. Therefore, the influence of the crosstalk of the back wave between the nozzles can be reduced. In order to produce such an effect, the arrangement of the recording elements is preferably within 1000 μm from the edge of the substrate, more preferably 3 μm.
The location (distance) of the printing element is a distance from the common liquid chamber side end of the flow path to the center in the direction along the flow path of the printing element.

【0020】以上図5、図6に本発明の基板を用いたイ
ンクジェット記録ヘッドの例として、記録素子が配され
た面に垂直な方向にインクを吐出するタイプを示した
が、その他の記録ヘッドの形態として記録素子が配され
た面に添う方向にインクを吐出する記録ヘッドの例を図
18に示す。図18は、その部分断面図である。
FIGS. 5 and 6 show an example of an ink jet recording head using the substrate of the present invention, in which ink is ejected in a direction perpendicular to the surface on which the recording elements are arranged. FIG. 18 shows an example of a recording head that discharges ink in a direction along a surface on which recording elements are arranged as the first embodiment. FIG. 18 is a partial sectional view thereof.

【0021】図において、基板1に液流路47を形成す
るための溝を有した天板4が接合されている。共通液室
43からインクが液流路47内に供給され、毛管力によ
って各オリフィス5までインクが満される。液流路47
に対応した記録素子に電気信号が印加され発熱すること
によってインクが加熱発泡41し、この発泡によるエネ
ルギーによって、吐出口5からインクが吐出される。
In the figure, a top plate 4 having a groove for forming a liquid flow path 47 is joined to a substrate 1. Ink is supplied from the common liquid chamber 43 into the liquid flow path 47, and the ink is filled up to each orifice 5 by capillary force. Liquid flow path 47
The ink is heated and foamed 41 by applying an electric signal to the recording element corresponding to the ink and generating heat, and the ink is ejected from the ejection port 5 by the energy due to the foaming.

【0022】尚、シフトレジスタが配された本発明の素
子基板には、ワイヤボンディング45を介してプリント
基板46から記録に用する電気信号が供給される。
An electric signal used for recording is supplied from a printed circuit board 46 via a wire bonding 45 to the element substrate of the present invention on which the shift register is provided.

【0023】図12は、本発明を適用したカラー記録が
可能な記録ヘッド用半導体チップの回路構成を示すブロ
ック図である。1005C、1005Y、1005Mは
それぞれシアン、イエロー、マゼンタの記録を行う記録
素子であり、数十個程の配列がなされている。
FIG. 12 is a block diagram showing a circuit configuration of a printhead semiconductor chip capable of color printing to which the present invention is applied. Reference numerals 1005C, 1005Y, and 1005M denote printing elements for printing cyan, yellow, and magenta, respectively, and are arranged in several dozens.

【0024】1015、1016は、記録素子への通電
を制御する機能素子で、記録素子の数に対応している。
1025は画像データを記録素子に対応して整列するシ
フトレジスタ回路で、記録素子分のデータを保持する1
024のラッチ回路と直結している。このラッチ回路の
出力と、記録素子の通電時間を制御するストローブ端子
1033および各色に対応する機能素子ブロックを独立
してアクティブにすることができる。1034C、10
34Y、1034MのANDの出力に対して、更にAN
Dをとることにより、その出力時間だけ記録素子を通電
させることができるものである。本発明により、ひとつ
の半導体チップに複数色の記録素子を配列することで小
型で低廉な記録ヘッドや記録装置を達成することができ
る。
Reference numerals 1015 and 1016 denote functional elements for controlling energization of the printing elements, and correspond to the number of printing elements.
Reference numeral 1025 denotes a shift register circuit that aligns image data according to the printing elements, and holds data for the printing elements.
024 is directly connected to the latch circuit. The output of the latch circuit, the strobe terminal 1033 for controlling the energizing time of the recording element, and the functional element block corresponding to each color can be activated independently. 1034C, 10
34Y and 1034M AND output,
By taking D, the recording element can be energized for the output time. According to the present invention, a small and inexpensive recording head or recording apparatus can be achieved by arranging recording elements of a plurality of colors on one semiconductor chip.

【0025】図15は、本発明を適用したカラー記録が
可能な記録装置の回路における、駆動タイミングチャー
トである。ここで最も特徴的なことは、画像データ信号
(SI)の入力に際し、複数色の画像データがシリアル
に整列していることである。つまり本発明においては、
複数色の画像データを別々に入力するのではなく、1つ
の画像データ信号入力端子17に、シアン、イエロー、
マゼンタ(ブラックを追加してもよい)の3色(又は4
色)に相当す画像データを順番シリアルに入力する。こ
の複数色のシリアル画像データを の画像データ転送ク
ロック(SCK)によってシフトレジスタ内で、順に転
送し、各色の画像データを記録ヘッドの各色の1ライン
分の記録素子に対応して整列させる。
FIG. 15 is a driving timing chart in a circuit of a printing apparatus capable of performing color printing to which the present invention is applied. The most characteristic feature here is that, when an image data signal (SI) is input, image data of a plurality of colors are serially arranged. That is, in the present invention,
Instead of separately inputting image data of a plurality of colors, cyan, yellow,
3 colors (or 4) of magenta (black may be added)
) Is serially input in order. The serial image data of a plurality of colors is sequentially transferred in the shift register by the image data transfer clock (SCK) of (1), and the image data of each color is aligned corresponding to one line of the recording element of each color of the recording head.

【0026】図15に示すシフトレジスタ部はラッチ回
路部と接続されており、ラッチパルス信号(LAT)の
周期時間分画像データに合せて記録素子へ通電すること
が可能な状態となる。
The shift register section shown in FIG. 15 is connected to the latch circuit section, and can be energized to the recording element in accordance with the image data for the cycle time of the latch pulse signal (LAT).

【0027】実際には、その記録素子を駆動することが
可能な周期時間分に対して、色ごとに分割して駆動を行
う。このための分割を行う信号が、イネーブル信号(1
034C、1034Y、1034M)であり、この信号
と、各色の記録に最適な駆動時間(記録素子の特性にあ
ったパルス幅)を設定するためのストローブ信号14と
を入力することによって、前述のラッチパルスの周期時
間に、複数色に分割した記録素子ブロックを選択的にか
つ一定のパルス幅で駆動することができる。
Actually, the printing is performed by dividing the recording element for each color for the period of time during which the printing element can be driven. A signal for performing the division for this is an enable signal (1
034C, 1034Y, and 1034M), and by inputting this signal and the strobe signal 14 for setting the optimal drive time (pulse width suitable for the characteristics of the recording element) for recording of each color, During the pulse period, the recording element blocks divided into a plurality of colors can be selectively driven with a constant pulse width.

【0028】以上説明したような駆動タイミングにより
複数色の記録を行う場合であっても、各色ごとに別の信
号線を設ける必要がなく、配線やパッド数を減らし、コ
ンパクトで低価格な記録ヘッド用基板、記録ヘッドを得
ることができる。尚、以上の説明においては、3色の場
合を示したが、さらに多くの色に対応した場合や1色で
も同様に駆動させることができる。モノクロ記録の場合
もカラーの記録装置と同じように構成することにより、
ひとつのプリンタにヘッドを載せ変えるだけでカラーと
モノクロの記録を行うことが可能である。記録装置のカ
ラーとモノクロの判別については、例えばシリアルデー
タ内に識別コードを入れて、記録装置のデータ出力から
プリンタにフィードバックさせることにより可能であ
る。記録装置に切りかけ等を設けてプリンタの検知機構
により判別してもよい。
Even in the case where printing of a plurality of colors is performed at the drive timing as described above, there is no need to provide a separate signal line for each color, the number of wirings and pads is reduced, and a compact and low-priced printing head is used. Substrate and recording head can be obtained. In the above description, the case of three colors has been described. However, a case where more colors are supported or one color can be driven similarly. By configuring the monochrome recording in the same way as the color recording device,
It is possible to perform color and monochrome recording simply by changing the head on one printer. The discrimination between the color and monochrome of the printing apparatus can be made by, for example, putting an identification code in the serial data and feeding back the data from the printing apparatus to the printer. The recording device may be provided with a notch or the like, and the determination may be made by a detection mechanism of the printer.

【0029】 (関連技術) ここでは、先の実施例で説明した本発明の記録ヘッドと
交換可能に用いられる関連技術としてのモノクロカート
リッジを説明している。
(Related Technology) Here, a monochrome cartridge as a related technology used interchangeably with the recording head of the present invention described in the above embodiment will be described.

【0030】図2は、カラー記録が可能なプリンタのキ
ャリッジに先の実施例で説明した本発明の記録ヘッドと
交換してモノクロのカートリッジを搭載することを想定
して構成した液体噴射記録装置の関連技術例である。構
成部品についてはカラーの場合と同じで、複数色のイン
ク供給分離に関する部材が存在しない点が異なる。
FIG. 2 shows a liquid jet recording apparatus constructed on the assumption that a monochrome cartridge is mounted on the carriage of a printer capable of performing color recording in place of the recording head of the present invention described in the above embodiment. It is a related art example. The components are the same as in the case of the color, and the difference is that there is no member related to ink supply separation of a plurality of colors.

【0031】図16は、図2のように構成した記録装置
の駆動タイミングチャートである。カラーの場合に対し
てモノクロの画像データ入力はブラックのみのデータを
シリアルに入力すれば良い。分割駆動に関しては、記録
素子の配列を特定数に分割し1034(1)、1034
(2)、1034(3)のように入力する。
FIG. 16 is a drive timing chart of the recording apparatus configured as shown in FIG. In the case of a color image, monochrome image data may be input serially with only black data. As for the division driving, the array of the printing elements is divided into a specific number and 1034 (1), 1034 (1).
(2) Input like 1034 (3).

【0032】以上のようにカラーとモノクロの記録装置
を同じように構成することにより、ひとつのプリンタに
載せ変えるだけでカラーとモノクロの記録を行うことが
可能である。記録装置のカラーとモノクロの判別につい
ては、例えばシリアルデータ内に識別コードを入れて、
記録装置のデータ出力からプリンタにフィードバックさ
せることにより可能である。記録装置の切りかけ等を設
けてプリンタの検知機構により判別してもよい。
By configuring the color and monochrome recording apparatuses in the same manner as described above, it is possible to perform color and monochrome recording simply by changing the mounting on one printer. For discrimination between color and monochrome of the recording device, for example, put an identification code in the serial data,
This is possible by feeding back the data output from the recording device to the printer. The determination may be made by a detection mechanism of the printer by providing a cut-out of the recording device or the like.

【0033】 (その他の実施例) 図10は、本発明が適用できる液体噴射記録装置IJR
Aの外観図で、駆動モータの5013の正逆回転に連動
して駆動力伝達ギア5011、5009を介して回転す
るリードスクリュー5005の螺旋溝5004に対向し
て系合するキャリッジHCはピン(図示せず)を有し、
矢印a、b方向に往復移動される。5002は紙押え板
であり、キャリッジ移動方向にわたって紙をプラテンに
対して押圧する。5007、5008はフォトカプラで
キャリッジのレバー5006のこの域で存在を確認して
モータの5013の回転方向切換等を行うためのホーム
ポジション検知手段である。5016は記録ヘッドの前
面をキャップするキャップ部材5022を支持する部材
で5015はこのキャップ内を吸引する吸引手段でキャ
ップ内開口5023を介して記録ヘッドの吸引回復を行
う。5017はクリーニングブレードで、5019はこ
のブレードを前後方向に移動可能にする部材であり、本
体支持板5018にこれらは支持されている。ブレード
はこの形態でなく周知のクリーニングブレードが本実施
例に適用できることは言うまでもない。また、5012
は吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、キャリッ
ジと系合するカム5020の移動に伴って移動し、駆動
モータからの駆動力がクラッチ切換等の公知の伝達手段
で移動制御される。
(Other Embodiments) FIG. 10 shows a liquid jet recording apparatus IJR to which the present invention can be applied.
In the external view of A, the carriage HC, which engages with the spiral groove 5004 of the lead screw 5005 that rotates via the driving force transmission gears 5011 and 5009 in conjunction with the forward and reverse rotation of the drive motor 5013, is provided with a pin (FIG. Not shown),
It is reciprocated in the directions of arrows a and b. Reference numeral 5002 denotes a paper pressing plate, which presses the paper against the platen in the carriage movement direction. Reference numerals 5007 and 5008 denote home position detecting means for confirming the presence of a carriage lever 5006 in this area by a photocoupler and switching the rotation direction of a motor 5013. Reference numeral 5016 denotes a member for supporting a cap member 5022 for capping the front surface of the print head. Reference numeral 5015 denotes suction means for sucking the inside of the cap, and performs suction recovery of the print head through the opening 5023 in the cap. Reference numeral 5017 denotes a cleaning blade. Reference numeral 5019 denotes a member that allows the blade to move in the front-rear direction. These members are supported by a main body support plate 5018. It is needless to say that the cleaning blade is not limited to this form, and a known cleaning blade can be applied to the present embodiment. Also, 5012
Is a lever for starting suction for suction recovery, which moves with the movement of the cam 5020 associated with the carriage, and the driving force from the drive motor is movement-controlled by known transmission means such as clutch switching.

【0034】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側領域にきた
ときにリードスクリュー5005の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれ
ば、本実施例にはいずれも適用できる。
The capping, cleaning, and suction recovery are configured so that desired operations can be performed at the corresponding positions by the action of the lead screw 5005 when the carriage comes to the home position side area. Any desired operation can be performed in this embodiment.

【0035】更に図7は、本発明により実現可能な半導
体チップを各色、もしくは同色に対応させてカスケード
接続することにより、高速印字を可能にする他の実施例
である。
FIG. 7 shows another embodiment which enables high-speed printing by cascading semiconductor chips which can be realized by the present invention so as to correspond to each color or the same color.

【0036】各色に対応した半導体チップ1003M、
1003Y、1003Cの接続端子パッド1004を接
続部材(ワイヤーボンディング等でも可)1030によ
りカスケード接続する。このような構成の回路ブロック
を示すものが図13である。基本的には、電源端子が共
有化され、信号系列配線端子がカスケード接続されるこ
とになる。カスケードに接続した際には、記録素子の総
数に対応した画像データをカラーの場合は各色データを
順にシリアルに入力し、モノクロの場合は記録素子の総
数分のモノクロデータをシリアル入力すれば良い。この
構成による記録装置を駆動するための駆動タイミングチ
ャートを図17に示す。
A semiconductor chip 1003M corresponding to each color,
The connection terminal pads 1004 of 1003Y and 1003C are cascaded by a connection member (wire bonding or the like is also possible) 1030. FIG. 13 shows a circuit block having such a configuration. Basically, the power supply terminal is shared and the signal series wiring terminals are cascaded. When connected in cascade, color image data corresponding to the total number of recording elements may be serially input for each color data, and monochrome image data may be serially input for the total number of recording elements. FIG. 17 shows a drive timing chart for driving the printing apparatus having this configuration.

【0037】本発明の半導体チップ記録素子配列を千鳥
状に配置することにより、図8のような更に高速度、高
密度印字が可能な記録装置を構成することができる。1
030の接続部材を中継する部材または基板を、半導体
チップを保持する部材または基板上に配置する。このよ
うな構成を有する記録装置は、記録素子または半導体チ
ップが何らかの理由で破壊された時に、該当する半導体
チップごと交換できるという利点がある。
By arranging the semiconductor chip recording element arrangement of the present invention in a staggered manner, a recording apparatus capable of higher-speed, higher-density printing as shown in FIG. 8 can be constructed. 1
A member or substrate for relaying the connection member of No. 030 is arranged on a member or substrate for holding the semiconductor chip. The recording apparatus having such a configuration has an advantage that when the recording element or the semiconductor chip is destroyed for some reason, the corresponding semiconductor chip can be replaced.

【0038】又、メンテナンスフリーになり得るという
点で、1ラインの記録幅に相当する記録素子と機能素
子、および駆動用集積回路を同一基板上表面内部に構造
的に設けることにより、信頼性の高い、高密度、高速印
字可能なフルライン記録装置を提供できる。
In addition, since the recording element and the functional element corresponding to the recording width of one line and the driving integrated circuit are structurally provided inside the surface of the same substrate, the reliability can be improved in that maintenance-free operation is possible. A high-density, high-speed full-line recording device capable of high-speed printing can be provided.

【0039】図9は、フルラインではないが、数十個の
半導体チップに相当する記録素子、機能素子、および駆
動用集積回路を同一基板上表面内部に構造的に設け、記
録素子の配列を複数色分に分割して液室1031M、1
031Y、1031Cを作ることにより、信頼性の高
い、高密度、高速印字可能な、カラー液体噴射記録装置
を提供できるものである。1032M、1032Y、1
032Cは、それぞれマゼンタ、イエロー、シアンのイ
ンク供給管である。図示しないが、この構成を基に液室
を分割しないでモノクロのフルライン液体噴射記録装置
を構成することもできる。
FIG. 9 is not a full line, but a recording element, a functional element, and a driving integrated circuit corresponding to several tens of semiconductor chips are structurally provided inside the surface of the same substrate, and the arrangement of the recording elements is changed. Liquid chambers 1031M, 1
By making 031Y and 1031C, it is possible to provide a color liquid jet recording apparatus that is highly reliable, capable of high-density, high-speed printing. 1032M, 1032Y, 1
Reference numeral 032C denotes magenta, yellow, and cyan ink supply tubes, respectively. Although not shown, a monochrome full-line liquid jet recording apparatus can be configured based on this configuration without dividing the liquid chamber.

【0040】図11は、本発明における、数十個の半導
体チップに相当する記録素子、機能素子、および駆動用
集積回路を同一基板上表面内部に構造的に設けることに
よりフルライン液体噴射記録装置を構成し、これら4本
のライン記録装置にそれぞれシアン、イエロー、マゼン
タ、ブラックを対応させて構成した、高品位なフルカラ
ー記録装置である。201Aおよび201Bは、記録媒
体Rを副走査方向VSに挟持搬送するために設けた搬送
手段としてのローラ対である。202BK、202Y、
202Mおよび202Cは、それぞれ、記録媒体Rの全
幅にわたってノズルを配列したブラック、イエロー、マ
ゼンタおよびシアンの記録を行うフルラインタイプの記
録装置でありブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの
順に記録媒体搬送方向上流側より配置されて記録装置集
合体を構成している。200は吐出回復手段であり、吐
出回復処理にあたっては記録媒体Rに代わって記録装置
集合体に対向する構成で、キャップ、インク吸収体、ワ
イピングブレード等を含む。
FIG. 11 shows a full-line liquid jet recording apparatus according to the present invention in which recording elements, functional elements, and driving integrated circuits corresponding to several tens of semiconductor chips are structurally provided inside the surface on the same substrate. This is a high-quality full-color printing apparatus in which cyan, yellow, magenta, and black are respectively associated with these four line printing apparatuses. Reference numerals 201A and 201B denote a pair of rollers as transport means provided for nipping and transporting the recording medium R in the sub-scanning direction VS. 202BK, 202Y,
Reference numerals 202M and 202C denote full-line type recording apparatuses for recording black, yellow, magenta, and cyan, respectively, in which nozzles are arranged over the entire width of the recording medium R, and upstream in the recording medium transport direction in the order of black, yellow, magenta, and cyan. And a recording device assembly. Reference numeral 200 denotes an ejection recovery unit, which is configured to face the printing apparatus assembly instead of the recording medium R in the ejection recovery processing, and includes a cap, an ink absorber, a wiping blade, and the like.

【0041】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型、
コンテイユニアス型のいずれにも適用可能であるが、特
にオンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持さ
れているシートや液路に対応して配置されている電気熱
変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速
な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加す
ることによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的に
この駆動信号に一対一対応し液体(インク)内の気泡を
形成出来るので有効である。この気泡の成長、収縮によ
り吐出用開口を介して液体(インク)を吐出させて、少
なくとも1つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形
状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるの
で、特に応答性に優れた液体(インク)の吐出が達成で
き、より好ましい。このパルス形状の駆動信号として
は、米国特許第4463359号明細書、同第4345
262号明細書に記載されているようなものが適してい
る。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国
特許第4313124号明細書に記載されている条件を
採用すると、更に優れた記録を行うことができる。
The typical structure and principle are described in, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740.
It is preferable to use the basic principle disclosed in the specification of Japanese Patent No. 796. This method is a so-called on-demand type,
Although it can be applied to any of the continuous-unias type, especially in the case of the on-demand type, the recording information is stored on the sheet holding the liquid (ink) or the electrothermal transducer arranged corresponding to the liquid path. By applying at least one drive signal corresponding to the above and giving a rapid temperature rise exceeding the nucleate boiling, heat energy is generated in the electrothermal transducer, and the film is boiled on the heat working surface of the recording head. This is effective because bubbles in liquid (ink) can be formed in one-to-one correspondence with the drive signal. By discharging the liquid (ink) through the discharge opening by the growth and contraction of the bubble, at least one droplet is formed. When the drive signal is formed into a pulse shape, the growth and shrinkage of the bubble are performed immediately and appropriately, so that the ejection of a liquid (ink) having particularly excellent responsiveness can be achieved, which is more preferable. Examples of the drive signal in the form of a pulse include U.S. Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345.
No. 262 are suitable. Further, if the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 relating to the temperature rise rate of the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.

【0042】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成(直線状液流路又は直角液流路)の他
に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示
する米国特許第4558333号明細書、米国特許第4
459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれる
ものである。加えて、複数の電気熱変換対に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭59年第123670号後方や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭59年第138461号公報に基づいた
構成としても本発明は有効である。
As the configuration of the recording head, in addition to the combination of the discharge port, the liquid path, and the electrothermal converter (linear liquid flow path or right-angle liquid flow path) as disclosed in the above-mentioned respective specifications, U.S. Pat. No. 4,558,333 and U.S. Pat. No. 4,558,333 which disclose a configuration in which a heat acting portion is arranged in a bending region.
A configuration using the specification of Japanese Patent No. 459600 is also included in the present invention. In addition, JP-A-59-123670 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of an electrothermal converter for a plurality of electrothermal converter pairs, and an opening for absorbing pressure waves of thermal energy. The present invention is also effective as a configuration based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-138461, which discloses a configuration corresponding to a discharge unit.

【0043】更に、記録装置が記録できる最大記録媒体
の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘ
ッドとしては、上述した明細書に開示されているような
複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満た
す構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての
構成のいずれでも良いが、本発明は、上述した効果を一
層有効に発揮することができる。
Further, as a full line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus, a combination of a plurality of recording heads as disclosed in the above-mentioned specification is used. Either a configuration that satisfies the length or a configuration as one integrally formed recording head may be used, but the present invention can more effectively exert the above-described effects.

【0044】加えて、装置本体に装置されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。
In addition, an exchangeable chip-type recording head, which is electrically connected to the apparatus main body and can supply ink from the apparatus main body, or is integrated with the recording head itself when the apparatus is mounted on the apparatus main body. The present invention is also effective when a cartridge-type recording head provided in a fixed manner is used.

【0045】又、本発明の記録装置の構成として設けら
れる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手
段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるの
で好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記
録ヘッドに対しての、キャピング手段、クリーニング手
段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或は、これとは別
の加熱素子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うこと
も安定した記録を行なうために有効である。
It is preferable to add recovery means for the printhead, preliminary auxiliary means, and the like provided as components of the printing apparatus of the present invention since the effects of the present invention can be further stabilized. More specifically, pre-heating of the recording head by a capping unit, a cleaning unit, a pressurizing or suctioning unit, an electrothermal converter, another heating element, or a combination thereof. It is also effective to perform a preliminary ejection mode in which ejection is performed separately from the means and printing to perform stable printing.

【0046】更に、記録装置の記録モードとしては黒色
等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッド
を一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも
よいが、異なる色の複色カラーまたは、混色によるフル
カラーの少なくとも1つを備えた装置にも本発明は極め
て有効である。
Further, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the recording mode of only the mainstream color such as black, but may be a single recording head or a combination of plural recording heads. The present invention is also very effective for an apparatus provided with at least one of full colors by color mixture.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の記録ヘッ
ド用半導体チップを備えたインクジェット記録ヘッドお
よびインクジェット記録装置では、記録装置側との画像
データのやり取りを行う端子数を増大させることなく、
複数色に対応したシリアル画像データをシリアルに入力
するだけで、容易にカラー記録を行うことができる。
As described above, in the ink jet recording head and the ink jet recording apparatus provided with the recording head semiconductor chip of the present invention, the number of terminals for exchanging image data with the recording apparatus side can be increased without increasing the number of terminals.
Color recording can be easily performed only by serially inputting serial image data corresponding to a plurality of colors.

【0048】また、各色を1ブロックとして複数色分、
分割して配置することにより各色分の記録素子を順に駆
動することもできる。
Each color is defined as one block for a plurality of colors.
By dividing and arranging, the recording elements for each color can be driven in order.

【0049】そして、信頼性の高い記録装置を提供する
ために、複数の記録素子と機能素子および駆動用集積回
路を同一の基板の表面内部に半導体チップとして集積す
ることで歩留まりが高く、画像信号の転送が容易な記録
ヘッド用半導体チップ等を提供できる。特に1チップを
複数色対応とする構成では、記録素子を離間配置してイ
ンクの色分離を行う一方で各色に対応した記録データを
シリアルデータとしてチップ内に供給する構成であるた
め、1チップでありながら複数のインク色に対応できる
と共に、データ信号線を少なくしたインクジェットヘッ
ドとすることができる。
In order to provide a highly reliable recording apparatus, a plurality of recording elements, functional elements, and a driving integrated circuit are integrated as semiconductor chips inside the surface of the same substrate, so that the yield is high and the image signal is high. A semiconductor chip for a recording head or the like which can easily transfer the data can be provided. Particularly, in a configuration in which one chip corresponds to a plurality of colors, the recording elements are separately arranged to separate the colors of ink, while the recording data corresponding to each color is supplied as serial data into the chip. In addition, it is possible to provide an ink jet head which can handle a plurality of ink colors and has fewer data signal lines.

【0050】また上述したような半導体チップを色毎に
カスケード接続する構成においては、高密度、高速印字
可能な記録装置を提供することができ、ローコストなカ
ラープリンタ等の実現が可能である。
In the configuration in which the semiconductor chips are cascaded for each color as described above, a recording device capable of high-density and high-speed printing can be provided, and a low-cost color printer or the like can be realized.

【0051】なお、記録装置の用途および解像度等に限
定されることなく本発明を用いることができる。また実
施例に記載したカラー化において、シアン、マゼンタ、
イエローの3色により構成例を示したが、モノクロ部分
はブラックのみで記録するようにして、シアン、マゼン
タ、イエロー、ブラックの4色でカラー化しても同様の
効果を得ることは言うまでもない。
It is to be noted that the present invention can be used without being limited by the use and resolution of the recording apparatus. In the colorization described in the embodiment, cyan, magenta,
Although the configuration example is shown by three colors of yellow, it is needless to say that the same effect can be obtained even if the monochrome part is recorded only with black and colorized with four colors of cyan, magenta, yellow and black.

【0052】また、記録素子が設けられている基板から
離れた位置に従来配されていたシフトレジスタやドライ
バトランジスタ等を基板上に作り込むことにより、配線
抵抗を減少させることで従来の構成に比べ、エネルギー
損失を抑えることができる。
Further, by forming a shift register, a driver transistor, and the like, which are conventionally arranged at a position distant from the substrate on which the recording element is provided, on the substrate, the wiring resistance is reduced, thereby making it possible to reduce the wiring resistance. , Energy loss can be suppressed.

【0053】特に熱を用いるインクジェットにおいては
その駆動電流として数百ミリアンペアという大きな電流
を液体を発泡させるという原理上必要とするため、非常
に有効である。
In particular, an ink jet using heat requires a large current of several hundreds of milliamps as a driving current in principle to foam a liquid, and is therefore very effective.

【0054】また、バッテリー駆動を行う装置において
も、その効果は特に大きなものとなる。
The effect is particularly great in a battery-driven device.

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

【図1】本発明を適用可能なカラー液体噴射記録装置の
構成模式図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color liquid jet recording apparatus to which the present invention can be applied.

【図2】本発明の関連技術であるモノクロ液体噴射記録
装置の構成模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a monochrome liquid jet recording apparatus according to a related art of the invention.

【図3】本発明を適用可能な記録装置の半導体チップ構
成図。
FIG. 3 is a configuration diagram of a semiconductor chip of a recording apparatus to which the present invention can be applied.

【図4】本発明を適用可能な記録装置の半導体チップ構
成模式図。
FIG. 4 is a schematic diagram of a semiconductor chip configuration of a recording apparatus to which the present invention can be applied.

【図5】本発明を適用可能な液体噴射記録装置のインク
吐出口付近の構成模式図。
FIG. 5 is a schematic diagram of a configuration near an ink ejection port of a liquid jet recording apparatus to which the present invention can be applied.

【図6】本発明を適用可能な液体噴射記録装置のインク
吐出口付近の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the vicinity of an ink ejection port of a liquid jet recording apparatus to which the present invention can be applied.

【図7】本発明を適用可能な記録装置の半導体チップを
カスケード接続した構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram in which semiconductor chips of a printing apparatus to which the present invention can be applied are cascaded.

【図8】本発明を適用可能な記録装置の半導体チップを
千鳥状にカスケード接続した構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram in which semiconductor chips of a printing apparatus to which the present invention can be applied are cascade-connected in a staggered manner.

【図9】本発明を適用可能な記録装置の半導体チップ部
分を長尺化した構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram in which a semiconductor chip portion of a recording apparatus to which the present invention can be applied is elongated.

【図10】本発明を適用可能な液体噴射記録ヘッドを搭
載可能なシリアルプリンタの構成模式図。
FIG. 10 is a schematic diagram of a configuration of a serial printer on which a liquid jet recording head to which the present invention can be applied is mounted.

【図11】本発明を適用可能な液体噴射記録ヘッドを搭
載可能なラインプリンタの構成模式図。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a line printer on which a liquid jet recording head to which the present invention can be applied is mounted.

【図12】本発明を適用可能なカラー記録装置の回路ブ
ロック図。
FIG. 12 is a circuit block diagram of a color printing apparatus to which the present invention can be applied.

【図13】本発明を適用可能なカラー記録装置をカスケ
ード接続した場合の回路ブロック図。
FIG. 13 is a circuit block diagram when a color printing apparatus to which the present invention can be applied is connected in cascade.

【図14】従来のカラー記録装置を示す回路ブロック
図。
FIG. 14 is a circuit block diagram showing a conventional color printing apparatus.

【図15】本発明を適用可能なカラー記録装置の駆動タ
イミングチャート。
FIG. 15 is a drive timing chart of a color printing apparatus to which the present invention can be applied.

【図16】本発明を適用可能なモノクロ記録装置の駆動
タイミングチャート。
FIG. 16 is a drive timing chart of a monochrome recording apparatus to which the present invention can be applied.

【図17】本発明を適用可能なカラー記録装置をカスケ
ード接続した場合の駆動タイミングチャート。
FIG. 17 is a drive timing chart when a color printing apparatus to which the present invention can be applied is connected in cascade.

【図18】本発明の記録ヘッド用基板が適用可能な記録
ヘッドの部分断面図。
FIG. 18 is a partial sectional view of a recording head to which the recording head substrate of the present invention can be applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1001 オリフイスプレート 1002 吐出口 1003 半導体チップ 1004 接続パッド 1005 記録素子 1006 インク供給部材 1007 インクタンク 1008 飛翔液滴 1009 気泡 1010 インク液室 1011 VH−記録素子配線(A12) 1012 VH−機能素子配線(A12) 1013 機能素子−GND配線(A12) 1014 VH配線(A11) 1015 機能素子(第1列) 1016 機能素子(第2列) 1017 GND配線(A11) 1018 機能素子ベース(ゲート)配線(ポリシリコ
ン) 1019 イネーブル配線(A11) 1020 ラッチ配線(A11) 1021 シリアルデータ配線(A11) 1022 クロック配線(A11) 1023 論理ゲートロジック 1024 ラッチ回路 1025 シフトレジスタ1 1026 シフトレジスタ2 1027 層間絶縁膜 1028 蓄熱層 1029 シリコン層 1030 接続部材 1031 共通液室 1032 インク供給管 1033 ストローブ入力端子 1034 イネーブル入力端子 1035 ラッチ入力端子 1036 シリアルデータ入力端子 1037 クロック入力端子 1038 GND端子 1039 VH端子 1040 ストローブ出力端子 1041 イネーブル出力端子 1042 ラッチ出力端子 1043 シリアルデータ出力端子 1044 クロック出力端子
1001 Orifice plate 1002 Discharge port 1003 Semiconductor chip 1004 Connection pad 1005 Recording element 1006 Ink supply member 1007 Ink tank 1008 Flying droplet 1009 Bubble 1010 Ink liquid chamber 1011 VH-recording element wiring (A12) 1012 VH-function element wiring (A12) 1013 Functional element-GND wiring (A12) 1014 VH wiring (A11) 1015 Functional element (first column) 1016 Functional element (second column) 1017 GND wiring (A11) 1018 Functional element base (gate) wiring (polysilicon) 1019 Enable wiring (A11) 1020 Latch wiring (A11) 1021 Serial data wiring (A11) 1022 Clock wiring (A11) 1023 Logic gate logic 1024 Latch circuit 1025 Shift Register 1 1026 Shift register 2 1027 Interlayer insulating film 1028 Heat storage layer 1029 Silicon layer 1030 Connection member 1031 Common liquid chamber 1032 Ink supply pipe 1033 Strobe input terminal 1034 Enable input terminal 1035 Latch input terminal 1036 Serial data input terminal 1037 Clock input terminal 1038 GND Terminal 1039 VH terminal 1040 Strobe output terminal 1041 Enable output terminal 1042 Latch output terminal 1043 Serial data output terminal 1044 Clock output terminal

フロントページの続き (72)発明者 村上 修一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 松田 弘人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−246261(JP,A) 特開 平1−208143(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/21 B41J 2/05 B41J 29/00 Continued on the front page (72) Inventor Shuichi Murakami 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hiroto Matsuda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References JP-A-63-246261 (JP, A) JP-A-1-208143 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B41J 2/21 B41J 2 / 05 B41J 29/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 インクを吐出するための熱を発生する複
数の記録素子で構成され、複数色の記録を行うためにイ
ンクの色に対応してそれぞれ離間して配された複数の記
録素子群と、前記記録素子を駆動するための駆動用集積
回路とが作り込まれた記録ヘッド用半導体チップと、 この記録ヘッド用半導体チップ上に配され、インクを分
離するためにインクの色に対応して互いに離間して配置
されると共に、前記記録素子群に対応して配置された複
数の吐出口群と、を有する記録ヘッドであって、 前記記録ヘッド用半導体チップの前記駆動用集積回路
は、複数色に対応した画像データがシリアルに配列され
たシリアル画像データを受け、各色の前記記録素子群側
へパラレル信号として出力する回路であることを特徴と
するインクジェット記録ヘッド。
1. A plurality of printing element groups, each of which includes a plurality of printing elements that generate heat for discharging ink, and that are separated from each other in accordance with the color of ink to perform printing of a plurality of colors. A semiconductor chip for a recording head in which a driving integrated circuit for driving the recording element is provided; and a semiconductor chip for the recording head arranged on the semiconductor chip for the recording head and corresponding to the color of the ink to separate the ink. And a plurality of ejection orifice groups arranged corresponding to the printing element group, wherein the driving integrated circuit of the semiconductor chip for the printing head comprises: An ink jet recording head, which is a circuit for receiving serial image data in which image data corresponding to a plurality of colors are serially arranged, and outputting as parallel signals to the recording element group side of each color. .
【請求項2】 前記記録素子は電気熱変換素子である請
求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein said recording element is an electrothermal transducer.
【請求項3】 前記インクの色に対応して離間配置され
た記録素子群の位置にそれぞれ対応した色のインクを供
給するためのインク供給部材が設けられている請求項1
に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. An ink supply member for supplying ink of a color corresponding to a position of a recording element group spaced apart corresponding to the color of the ink is provided.
3. The ink jet recording head according to item 1.
【請求項4】 インクを吐出するための熱を発生する複
数の記録素子と、シリアル画像データを受け取る入力端
子と、該入力端子から入力される前記シリアル画像デー
タを前記記録素子側へパラレル信号として出力する駆動
用集積回路と、該駆動用集積回路が受け取ったシリアル
画像データを外部に出力するための出力端子とが集積化
されている記録ヘッド用半導体チップを、記録を行うべ
き色の数に対応して複数有し、 前記記録ヘッド用半導体チップは隣接配置された前段の
記録ヘッド用半導体チップから前記入力端子を介して受
け取ったシリアル画像データを後段の記録ヘッド用半導
体チップの入力端子に前記出力端子を介してシリアル画
像データとして出力するよう接続されており、 複数色に対応した画像データがシリアルに配列された前
記シリアル画像データを外部から受け、各色に対応した
前記記録ヘッド用半導体チップに順次転送することで各
色に対応した各記録ヘッド用半導体チップの記録素子側
へ画像データを供給して記録を行うことを特徴としたイ
ンクジェット記録ヘッド。
4. A plurality of printing elements for generating heat for discharging ink, an input terminal for receiving serial image data, and the serial image data input from the input terminal as a parallel signal to the printing element side. A print head semiconductor chip in which a drive integrated circuit for outputting and an output terminal for outputting the serial image data received by the drive integrated circuit to the outside is integrated with the number of colors to be printed. Correspondingly, a plurality of the printhead semiconductor chips are connected to the input terminal of the subsequent printhead semiconductor chip by receiving the serial image data received from the adjacent printhead semiconductor chip via the input terminal. It is connected to output as serial image data via the output terminal, and image data corresponding to multiple colors are serially arranged. The serial image data is received from the outside, and sequentially transferred to the recording head semiconductor chip corresponding to each color, thereby supplying image data to the recording element side of each recording head semiconductor chip corresponding to each color to perform recording. An ink jet recording head characterized by the following.
【請求項5】 色毎の前記記録ヘッド用半導体チップの
前記記録素子位置にそれぞれ対応した色のインクを供給
するためのインク流路を有し、この流路に連通した吐出
口から各半導体チップに対応したインクを吐出する請求
項4に記載のインクジェット記録ヘッド。
5. An ink passage for supplying ink of a color corresponding to the recording element position of the recording head semiconductor chip for each color, and each of the semiconductor chips from an ejection port connected to the passage. The ink jet recording head according to claim 4, wherein the ink jet head ejects ink corresponding to the following.
【請求項6】 前記記録素子はインク吐出のための電気
熱変換素子である請求項4または請求項5に記載のイン
クジェット記録ヘッド。
6. The ink jet recording head according to claim 4, wherein the recording element is an electrothermal transducer for discharging ink.
【請求項7】 前記記録ヘッドにインクを供給するため
のインクタンクを有する請求項1または4に記載のイン
クジェット記録ヘッド。
7. The ink jet recording head according to claim 1, further comprising an ink tank for supplying ink to said recording head.
【請求項8】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載
のインクジェット記録ヘッドと、この記録ヘッドに対し
て複数色に対応した画像データがシリアルに配列された
シリアル画像データを供給する手段とを有することを特
徴とするインクジェット記録装置。
8. An ink jet recording head according to claim 1, and means for supplying serial image data in which image data corresponding to a plurality of colors are serially arranged to the recording head. An ink jet recording apparatus comprising:
【請求項9】 前記各色毎にブロック分割駆動が成され
る請求項8に記載のインクジェット記録装置。
9. The ink jet recording apparatus according to claim 8, wherein block division driving is performed for each color.
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