JP3658297B2 - Recording head and recording apparatus using the recording head - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録ヘッド及び記録ヘッドを用いた記録装置に関し、特に、記録素子および入力された記録データに応じて記録素子を駆動する駆動手段を含むデジタル回路と、記録に関する情報(基板の状態に関する情報)を検知する検知手段を含むアナログ回路とが半導体プロセスによって形成された素子基板を備えた記録ヘッド及び記録ヘッドを用いた記録装置に関するものである。
【0002】
なお、本発明は、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができる。
【0003】
【従来の技術】
従来の熱エネルギーを利用したインクジェット方式に従う記録装置において、搭載される記録ヘッドの電気熱変換体(ヒータ)とその駆動回路は、例えば特開平5−185594号公報に示されているように、半導体プロセス技術を用いて、同一基板上に形成されている。また、この基板の状態、例えば基板温度や抵抗値の分布状態、駆動回路の特性変動などを検知するための素子を同一基板上に形成することも提案されている。
【0004】
これらの検知素子からの出力は、おおむねアナログ信号である場合が多く、これを用いて駆動信号にフィードバックをかけるための信号処理回路もその内部で扱う信号はアナログ信号が基本となっていることが多い。このようなアナログ信号には、ノイズの影響を受けやすいという問題がある。この問題に対処するべく、特願平11−198095号公報には、これらのアナログ信号を同一基板上に形成されたアナログ−デジタル変換手段によってデジタル値に変換した後、信号処理回路に送り、駆動信号の最適化を行なう構成も提案されている。
【0005】
いずれの場合においても、基板上にはアナログ信号を扱う回路ブロックが存在し、更には、微小な信号レベルを検知したり、高分解能で検出を行う回路を搭載する場合もある。一方、これら記録ヘッドに用いられるヒータと駆動回路を一体形成した基板には、記録すべき画像データを一時的に格納するためのシフトレジスタや、それを保持するためのラッチ回路、また、駆動するヒーターを順次選択するためのデコーダ回路など、デジタル信号によって動作する回路ブロックが、やはり同一プロセスを用いて形成されている。そして、これらのデジタル回路にはその動作の基準となるクロック信号パルスが供給されている。
【0006】
即ち、基板状態を検知するためのアナログ信号処理回路と画像データに応じてヒータを駆動するためのデジタル信号処理回路とが記録ヘッドの同一基板上に存在していることになる。このような記録ヘッド及び記録装置に求められる記録速度は年々高速化しており、これに伴い画像データ転送用のクロック周波数は高くなる傾向にある。また、記録速度の高速化に伴って、記録を行なうための熱を発生するヒータの駆動周波数は上がる方向にあり、単位時間あたりの発熱量が増大して基板全体の温度が上昇する傾向にある。このため、基板の温度上昇を検知して駆動にフィードバックをかける機能をより高精度化することが必要となっている。
【0007】
クロック周波数が高くなることにより、デジタル回路系から発生する放射ノイズやラインノイズが影響し、高精度で温度検知を行なうアナログ回路系の誤動作を引き起こすことを避けるために、従来からアナログ系の電源とデジタル系の電源を別々の電源から供給し、相互にノイズの混入を抑えるという構成が提案されている。この場合、アナログ系の電源とデジタル系の電源は、それぞれ異なった電源ライン及び電源端子を介して基板上の回路に供給される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、記録ヘッドに近接した位置に2つの電源経路が存在することとなり、供給する電源ライン(配線)が短い場合には、ノイズの低減に大きな効果を生み出すが、電源から記録ヘッドに設けた電源端子までの間の電源ラインが長い場合には、その電源ラインが持っているインダクタンス成分や、他のラインとの間のキャパシタンス成分が原因で、デジタル系に供給されるクロックパルスによる放射ノイズやカップリングノイズなどがアナログ系回路の信号に混入してアナログ系の精度の低下、更には誤動作を招いてしまうという問題が生じる。
【0009】
また、別個の電源をアナログ回路系とデジタル回路系それぞれに設けることは両者の電圧が異なっている場合にはやむを得ないが、両者が同一の電圧(例えば5V)である場合には、重複することになり非効率的である。
【0010】
本発明の第1の目的は、例えばフレキシブルケーブルやプリント基板配線などの電源ラインが長く引き回された場合でも、アナログ系とデジタル系の電源間のノイズの混入を抑制し、クロック周波数が高い場合にも、微小なアナログ信号を扱う回路、例えば温度検知回路などの精度が低下しない記録ヘッド及び記録ヘッドを用いた記録装置を提供することにある。
【0011】
本発明の第2の目的は、アナログ系電源電圧とデジタル系電源電圧が同じ電圧である場合、電源を共通としつつ相互の回路系のノイズの混入を抑制することのできる記録ヘッド及び記録ヘッドを用いた記録装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の記録ヘッドは、記録素子および入力された記録データに応じて前記記録素子を駆動する駆動手段を含むデジタル回路と、素子基板の状態に関する情報を検知する検知手段を含むアナログ回路と、電気的に接続するための複数の端子と、が半導体プロセスによって形成された素子基板と、
前記素子基板の前記端子とフレキシブルケーブルを介して接続されており、前記素子基板に対して信号の入出力を行うための外部入力端子を複数備えた電気回路基板とを有し、
前記デジタル回路の電源配線と前記アナログ回路の電源配線とは、前記電気回路基板において一端が接地されたコンデンサの他端に共通に接続されており、前記デジタル回路の電源配線と前記アナログ回路の電源配線とは前記素子基板内において隣接しないように配されていると共に、
前記素子基板の前記複数の端子の内、前記デジタル回路の電源配線が接続された端子と前記アナログ回路の電源配線が接続された端子とは、前記素子基板において他の端子を挟んで離間した位置に配されていることを特徴とする。
【0013】
また、上記記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置によっても、上記目的が達成される。
【0014】
すなわち、記録素子および入力された記録データに応じて記録素子を駆動する駆動手段を含むデジタル回路と、記録に関する情報を検知する検知手段を含むアナログ回路と、電気的に接続するための複数の端子と、が半導体プロセスによって形成された素子基板と、素子基板の端子とフレキシブルケーブルを介して接続されており素子基板に対して信号の入出力を行うための外部入力端子を複数備えた電気回路基板とを有する記録ヘッドにおいて、電気回路基板内で、デジタル回路の電源配線とアナログ回路の電源配線とを一端が接地されたコンデンサの他端に共通に接続し、デジタル回路の電源配線とアナログ回路の電源配線とが素子基板内において隣接しないように配すると共に、素子基板の複数の端子の内、デジタル回路の電源配線が接続された端子とアナログ回路の電源配線が接続された端子とを、素子基板において他の端子を挟んで離間した位置に配する
【0015】
このようにすると、デジタル回路のノイズがアナログ回路に混入することが回避でき、かつノイズレベル自体を低下させることが可能となる。
【0016】
これにより、例えば基板温度検知回路や、ヒータ抵抗値モニター回路などのアナログ回路の動作精度が向上し、結果的に記録ヘッドの記録品位の向上や誤動作の防止などの性能アップが実現される。
【0017】
更に、素子基板内において、デジタル回路の電源配線とアナログ回路の電源配線とが隣接しないように配されているので、素子基板内部において発生したノイズが相互に混入することを抑制することが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の記録装置に係る実施形態を説明する。
【0019】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録方式を用いた記録装置としてプリンタを例に挙げ説明する。
【0020】
なお、本明細書において、「プリント」(「記録」という場合もある)とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広くプリント媒体上に画像、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言うものとする。
【0021】
ここで、「プリント媒体」とは、一般的なプリント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言うものとする。
【0022】
さらに、「インク」(「液体」と言う場合もある)とは、上記「プリント」の定義と同様広く解釈されるべきもので、プリント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プリント媒体の加工、或いはインクの処理(例えばプリント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言うものとする。
【0023】
[装置本体]
図1及び図2にインクジェット記録方式を用いたプリンタの概略構成を示す。図1において、この実施形態におけるプリンタの外殻をなす装置本体M1000は、下ケースM1001、上ケースM1002、アクセスカバーM1003及び排出トレイM1004の外装部材と、その外装部材内に収納されたシャーシM3019(図2参照)とから構成される。
【0024】
前記シャーシM3019は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持するものとなっている。
また、前記下ケースM1001は装置本体M1000の略下半部を、上ケースM1002は装置上本体M1000の略上半部をそれぞれ形成しており、両ケースの組合せによって内部に後述の各機構を収納する収納空間を有する中空体構造をなし、その上面部及び前面部にはそれぞれ開口部が形成されている。
【0025】
さらに、前記排出トレイM1004はその一端部が下ケースM1001に回転自在に保持され、その回転によって下ケースM1001の前面部に形成される前記開口部を開閉させ得るようになっている。このため、記録動作を実行させる際には、排出トレイM1004を前面側へと回転させて開口部を開成させることにより、ここから記録シートが排出可能となると共に排出された記録シートPを順次積載し得るようになっている。また、排紙トレイM1004には、2枚の補助トレイM1004a,M1004bが収納されており、必要に応じて各トレイを手前に引き出すことにより、用紙の支持面積を3段階に拡大、縮小させ得るようになっている。
【0026】
アクセスカバーM1003は、その一端部が上ケースM1002に回転自在に保持され、上面に形成される開口部を開閉し得るようになっており、このアクセスカバーM1003を開くことによって本体内部に収納されている記録ヘッドカートリッジH1000あるいはインクタンクH1900等の交換が可能となる。なお、ここでは特に図示しないが、アクセスカバーM1003を開閉させると、その裏面に形成された突起がカバー開閉レバーを回転させるようになっており、そのレバーの回転位置をマイクロスイッチなどで検出することにより、アクセスカバーの開閉状態を検出し得るようになっている。
【0027】
また、上ケースM1002の後部上面には、電源キーE0018及びレジュームキーE0019が押下可能に設けられると共に、LED E0020が設けられており、電源キーE0018を押下すると、LED E0020が点灯し記録可能であることをオペレータに知らせるものとなっている。また、LED E0020は点滅の仕方や色の変化をさせたり、ブザーE0021(図7)をならすことによりプリンタのトラブル等をオペレータに知らせる等種々の表示機能を有する。なお、トラブル等が解決した場合には、レジュームキーE0019を押下することによって記録が再開されるようになっている。
【0028】
[記録動作機構]
次に、上記プリンタの装置本体M1000に収納、保持される本実施形態における記録動作機構について説明する。
【0029】
本実施形態における記録動作機構としては、記録シートPを装置本体内へと自動的に給送する自動給送部M3022と、自動給送部から1枚ずつ送出される記録シートPを所望の記録位置へと導くと共に、記録位置から排出部M3030へと記録シートPを導く搬送部M3029と、搬送部M3029に搬送された記録シートPに所望の記録を行なう記録部と、前記記録部等に対する回復処理を行う回復部(M5000)とから構成されている。
【0030】
(記録部)
ここで、前記記録部を説明する。
【0031】
前記キャリッジ軸M4021によって移動可能に支持されたキャリッジM4001と、このキャリッジM4001に着脱可能に搭載される記録ヘッドカートリッジH1000とからなる。
【0032】
記録ヘッドカートリッジ
まず、前記記録ヘッドカートリッジについて図3〜5に基づき説明する。
【0033】
この実施形態における記録ヘッドカートリッジH1000は、図3に示すようにインクを貯留するインクタンクH1900と、このインクタンクH1900から供給されるインクを記録情報に応じてノズルから吐出させる記録ヘッドH1001とを有し、前記記録ヘッドH1001は、後述するキャリッジM4001に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を採るものとなっている。
【0034】
ここに示す記録ヘッドカートリッジH1000では、写真調の高画質なカラー記録を可能とするため、インクタンクとして、例えば、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ及びイエローの各色独立のインクタンクが用意されており、図4に示すように、それぞれが記録ヘッドH1001に対して着脱自在となっている。
【0035】
そして,前記記録ヘッドH1001は、図5の分解斜視図に示すように、記録素子基板H1100、第1のプレートH1200、電気配線基板H1300、第2のプレートH1400、タンクホルダーH1500、流路形成部材H1600、フィルターH1700、シールゴムH1800から構成されている。
【0036】
記録素子基板H1100には、Si基板の片面にインクを吐出するための複数の記録素子と、各記録素子に電力を供給するAl等の電気配線とが成膜技術により形成され、この記録素子に対応した複数のインク流路と複数の吐出口H1100Tとがフォトリソグラフィ技術により形成されると共に、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口が裏面に開口するように形成されている。また、前記記録素子基板H1100は第1のプレートH1200に接着固定されており、ここには、前記記録素子基板H1100にインクを供給するためのインク供給口H1201が形成されている。さらに、第1のプレートH1200には、開口部を有する第2のプレートH1400が接着固定されており、この第2のプレートH1400は、電気配線基板H1300と記録素子基板H1100とが電気的に接続されるよう電気配線基板H1300を保持している。
【0037】
この電気配線基板H1300は、前記記録素子基板H1100にインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、記録素子基板H1100に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子H1301とを有しており、前記外部信号入力端子H1301は、後述のタンクホルダーH1500の背面側に位置決め固定されている。
【0038】
一方、前記インクタンクH1900を着脱可能に保持するタンクホルダーH1500には、流路形成部材H1600が超音波溶着され、インクタンクH1900から第1のプレートH1200に亘るインク流路H1501を形成している。また、インクタンクH1900と係合するインク流路H1501のインクタンク側端部には、フィルターH1700が設けられており、外部からの塵埃の侵入を防止し得るようになっている。また、インクタンクH1900との係合部にはシールゴムH1800が装着され、前記係合部からのインクの蒸発を防止し得るようになっている。
【0039】
さらに、前述のようにタンクホルダーH1500、流路形成部材H1600、フィルターH1700及びシールゴムH1800から構成されるタンクホルダー部と、前記記録素子基板H1100、第1のプレートH1200、電気配線基板H1300及び第2のプレートH1400から構成される記録素子部とを、接着等で結合することにより、記録ヘッドH1001を構成している。
【0040】
(キャリッジ)
次に、図2に基づき前記キャリッジM4001を説明する。
【0041】
図示のように、キャリッジM4001には、キャリッジM4001と係合し記録ヘッドH1001をキャリッジM4001の装着位置に案内するためのキャリッジカバーM4002と、記録ヘッドH1001のタンクホルダーH1500と係合し記録ヘッドH1000を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバーM4007とが設けられている。
すなわち、ヘッドセットレバーM4007はキャリッジM4001の上部にヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に、記録ヘッドH1000との係合部には不図示のヘッドセットプレートがばねを介して備えられ、このばね力によって記録ヘッドH1001を押圧しながらキャリッジM4001に装着する構成となっている。
【0042】
またキャリッジM4001の記録ヘッドH1001との別の係合部にはコンタクトフレキシブルプリントケーブル(以下、コンタクトFPCと称す)E0011が設けられ、コンタクトFPC E0011上のコンタクト部E0011aと記録ヘッドH1001に設けられたコンタクト部(外部信号入力端子)H1301とが電気的に接触し、記録のための各種情報の授受や記録ヘッドH1001への電力の供給などを行い得るようになっている。
【0043】
ここでコンタクトFPC E0011のコンタクト部E0011aとキャリッジM4001との間には不図示のゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットレバーばねによる押圧力とによってコンタクト部E0011aとキャリッジM4001との確実な接触を可能とするようになっている。さらに前記コンタクトFPC E0011はキャリッジM4001の背面に搭載されたキャリッジ基板E0013に接続されている(図7参照)。
【0044】
[スキャナ]
この実施形態におけるプリンタは、記録ヘッドをスキャナと交換することで読取装置としても使用することができる。
【0045】
このスキャナは、プリンタ側のキャリッジと共に移動し、記録媒体に代えて給送された原稿画像を副走査方向において読み取るようになっており、その読み取り動作と原稿の給送動作とを交互に行うことにより、1枚の原稿画像情報を読み取るようになっている。
【0046】
図6はこのスキャナM6000の概略構成を示す図である。
【0047】
図示のように、スキャナホルダM6001は箱型形状となしており、その内部には読み取りに必要な光学系・処理回路などが収納されている。また、このスキャナM6000をキャリッジM4001へと装着した時、原稿面と対面する部分にはスキャナ読取レンズM6006が設けられており、ここから原稿画像を読み取るようになっている。スキャナ照明レンズM6005は内部に不図示の光源を有し、その光源から発せられた光が原稿へと照射される。
【0048】
前記スキャナホルダM6001の底部に固定されたスキャナカバーM6003は、スキャナホルダM6001内部を遮光するように嵌合し、側面に設けられたルーバー状の把持部によってキャリッジM4001への着脱操作性の向上を図っている。スキャナホルダM6001の外形形状は記録ヘッドカートリッジH1000と略同形状であり、キャリッジM4001へは記録ヘッドカートリッジH1000と同様の操作で着脱することができる。
【0049】
また、スキャナホルダM6001には、前記処理回路を有する基板が収納される一方、この基板に接続されたスキャナコンタクトPCBが外部に露出するよう設けられており、キャリッジM4001へとスキャナM6000を装着した際、前記スキャナコンタクトPCB M6004がキャリッジM4001側のコンタクトFPC E0011に接触し、前記基板を、前記キャリッジM4001を介して本体側の制御系に電気的に接続させるようになっている。
【0050】
次に、本発明の実施形態における電気的回路構成を説明する。
図7は、この実施形態における電気的回路の全体構成を概略的に示す図である。
【0051】
この実施形態における電気的回路は、主にキャリッジ基板(CRPCB)E0013、メインPCB(Printed Circuit Board)E0014、電源ユニットE0015等によって構成されている。
ここで、前記電源ユニットは、メインPCB E0014と接続され、各種駆動電源を供給するものとなっている。
また、キャリッジ基板E0013は、キャリッジM4001(図2)に搭載されたプリント基板ユニットであり、コンタクトFPC E0011を通じて記録ヘッドとの信号の授受を行うインターフェースとして機能する他、キャリッジM4001の移動に伴ってエンコーダセンサE0004から出力されるパルス信号に基づき、エンコーダスケールE0005とエンコーダセンサE0004との位置関係の変化を検出し、その出力信号をフレキシブルフラットケーブル(CRFFC)E0012を通じてメインPCB E0014へと出力する。
【0052】
さらに、メインPCBはこの実施形態におけるインクジェット記録装置の各部の駆動制御を司るプリント基板ユニットであり、紙端検出センサ(PEセンサ)E0007、ASFセンサE0009、カバーセンサE0022、パラレルインターフェース(パラレルI/F)E0016、シリアルインターフェース(シリアルI/F)E0017、リジュームキーE0019、LED E0020、電源キーE0018、ブザーE0021等に対するI/Oポートを基板上に有し、さらにCRモータE0001、LFモータE0002、PGモータE0003と接続されてこれらの駆動を制御する他、インクエンドセンサE0006、GAPセンサE0008、PGセンサE0010、CRFFC E0012、電源ユニットE0015との接続インターフェイスを有する。
【0053】
図8は、メインPCBの内部構成を示すブロック図である。
図において、E1001はCPUであり、このCPU E1001は内部にオシレータOSC E1002を有すると共に、発振回路E1005に接続されてその出力信号E1019によりシステムクロックを発生する。また、制御バスE1014を通じてROM E1004およびASIC(Application Specific Integrated Circuit)E1006に接続され、ROMに格納されたプログラムに従って、ASICの制御、電源キーからの入力信号E1017、及びリジュームキーからの入力信号E1016、カバー検出信号E1042、ヘッド検出信号(HSENS)E1013の状態の検知を行ない、さらにブザー信号(BUZ)E1018によりブザーE0021を駆動し、内蔵されるA/DコンバータE1003に接続されるインクエンド検出信号(INKS)E1011及びサーミスタ温度検出信号(TH)E1012の状態の検知を行う一方、その他各種論理演算・条件判断等を行ない、インクジェット記録装置の駆動制御を司る。
【0054】
ここで、ヘッド検出信号E1013は、記録ヘッドカートリッジH1000からフレキシブルフラットケーブルE0012、キャリッジ基板E0013及びコンタクトフレキシブルプリントケーブルE0011を介して入力されるヘッド搭載検出信号であり、インクエンド検出信号はインクエンドセンサE0006から出力されるアナログ信号、サーミスタ温度検出信号E1012はキャリッジ基板E0013上に設けられたサーミスタ(図示せず)からのアナログ信号である。
【0055】
E1008はCRモータドライバであって、モータ電源(VM)E1040を駆動源とし、ASIC E1006からのCRモータ制御信号E1036に従って、CRモータ駆動信号E1037を生成し、CRモータE0001を駆動する。E1009はLF/PGモータドライバであって、モータ電源E1040を駆動源とし、ASIC E1006からのパルスモータ制御信号(PM制御信号)E1033に従ってLFモータ駆動信号E1035を生成し、これによってLFモータを駆動すると共に、PGモータ駆動信号E1034を生成してPGモータを駆動する。
【0056】
E1010は電源制御回路であり、ASIC E1006からの電源制御信号E1024に従って発光素子を有する各センサ等への電源供給を制御する。パラレルI/F E0016は、ASIC E1006からのパラレルI/F信号E1030を、外部に接続されるパラレルI/FケーブルE1031に伝達し、またパラレルI/FケーブルE1031の信号をASIC E1006に伝達する。シリアルI/F E0017は、ASIC E1006からのシリアルI/F信号E1028を、外部に接続されるシリアルI/FケーブルE1029に伝達し、また同ケーブルE1029からの信号をASIC E1006に伝達する。
【0057】
一方、前記電源ユニットE0015からは、ヘッド電源(VH)E1039及びモータ電源(VM)E1040、ロジック電源(VDD)E1041が供給される。また、ASIC E1006からのヘッド電源ON信号(VHON)E1022及びモータ電源ON信号(VMOM)E1023が電源ユニットE0015に入力され、それぞれヘッド電源E1039及びモータ電源E1040のON/OFFを制御する。電源ユニットE0015から供給されたロジック電源(VDD)E1041は、必要に応じて電圧変換された上で、メインPCB E0014内外の各部へ供給される。
【0058】
またヘッド電源E1039は、メインPCB E0014上で平滑された後にフレキシブルフラットケーブルE0011へと送出され、記録ヘッドカートリッジH1000の駆動に用いられる。
【0059】
E1007はリセット回路で、ロジック電源電圧E1040の低下を検出して、CPU E1001及びASIC E1006にリセット信号(RESET)E1015を供給し、初期化を行なう。
【0060】
このASIC E1006は1チップの半導体集積回路であり、制御バスE1014を通じてCPU E1001によって制御され、前述したCRモータ制御信号E1036、PM制御信号E1033、電源制御信号E1024、ヘッド電源ON信号E1022、及びモータ電源ON信号E1023等を出力し、パラレルI/F E0016およびシリアルI/F E0017との信号の授受を行なう他、PEセンサE0007からのPE検出信号(PES)E1025、ASFセンサE0009からのASF検出信号(ASFS)E1026、GAPセンサE0008からのGAP検出信号(GAPS)E1027、PGセンサE0007からのPG検出信号(PGS)E1032の状態を検知して、その状態を表すデータを制御バスE1014を通じてCPU E1001に伝達し、入力されたデータに基づきCPU E1001はLED駆動信号E1038の駆動を制御してLEDE0020の点滅を行なう。
【0061】
さらに、エンコーダ信号(ENC)E1020の状態を検知してタイミング信号を生成し、ヘッド制御信号E1021で記録ヘッドカートリッジH1000とのインターフェイスをとり記録動作を制御する。ここにおいて、エンコーダ信号(ENC)E1020はフレキシブルフラットケーブルE0012を通じて入力されるCRエンコーダセンサE0004の出力信号である。また、ヘッド制御信号E1021は、フレキシブルフラットケーブルE0012、キャリッジ基板E0013、及びコンタクトFPC E0011を経て記録ヘッドカートリッジH1000に供給される。
【0062】
図9は、ASIC E1006の内部構成を示すブロック図である。
【0063】
なお、同図において、各ブロック間の接続については、記録データやモータ制御データ等、ヘッドや各部機構部品の制御にかかわるデータの流れのみを示しており、各ブロックに内蔵されるレジスタの読み書きに係わる制御信号やクロック、DMA制御にかかわる制御信号などは図面上の記載の煩雑化を避けるため省略している。
【0064】
図中、E2002はPLLであり、図9に示すように前記CPU E1001から出力されるクロック信号(CLK)E2031及びPLL制御信号(PLLON)E2033により、ASIC E1006内の大部分へと供給するクロック(図示しない)を発生する。
【0065】
また、E2001はCPUインターフェース(CPUI/F)であり、リセット信号E1015、CPU E1001から出力されるソフトリセット信号(PDWN)E2032、クロック信号(CLK)E2031及び制御バスE1014からの制御信号により、以下に説明するような各ブロックに対するレジスタ読み書き等の制御や、一部ブロックへのクロックの供給、割り込み信号の受け付け等(いずれも図示しない)を行ない、CPU E1001に対して割り込み信号(INT)E2034を出力し、ASIC E1006内部での割り込みの発生を知らせる。
【0066】
また、E2005はDRAMであり、記録用のデータバッファとして、受信バッファE2010、ワークバッファE2011、プリントバッファE2014、展開用データバッファE2016などの各領域を有すると共に、モータ制御用としてモータ制御バッファE2023を有し、さらにスキャナ動作モード時に使用するバッファとして、上記の各記録用データバッファに代えてスキャナ取込みバッファE2024、スキャナデータバッファE2026、送出バッファE2028などの領域を有する。
【0067】
また、このDRAM E2005は、CPU E1001の動作に必要なワーク領域としても使用されている。すなわち、E2004はDRAM制御部であり、制御バスによるCPU E1001からDRAM E2005へのアクセスと、後述するDMA制御部E2003からDRAM E2005へのアクセスとを切り替えて、DRAM E2005への読み書き動作を行なう。
【0068】
DMA制御部E2003では、各ブロックからのリクエスト(図示せず)を受け付けて、アドレス信号や制御信号(図示せず)、書込み動作の場合には書込みデータ(E2038、E2041、E2044、E2053、E2055、E2057)などをRAM制御部に出力してDRAMアクセスを行なう。また読み出しの場合には、DRAM制御部E2004からの読み出しデータ(E2040、E2043、E2045、E2051、E2054、E2056、E2058、E2059)を、リクエスト元のブロックに受け渡す。
【0069】
また、E2006は1284I/Fであり、CPUI/F E2001を介したCPU E1001の制御により、パラレルI/F E0016を通じて、図示しない外部ホスト機器との双方向通信インターフェイスを行なう他、記録時にはパラレルI/F E0016からの受信データ(PIF受信データE2036)をDMA処理によって受信制御部E2008へと受け渡し、スキャナ読み取り時にはDRAM E2005内の送出バッファE2028に格納されたデータ(1284送信データ(RDPIF)E2059)をDMA処理によりパラレルI/Fに送信する。
【0070】
E2007はUSBI/Fであり、CPUI/F E2001を介したCPUE1001の制御により、シリアルI/F E0017を通じて、図示しない外部ホスト機器との双方向通信インターフェイスを行なう他、記録時にはシリアルI/F E0017からの受信データ(USB受信データE2037)をDMA処理により受信制御部E2008に受け渡し、スキャナ読み取り時にはDRAM E2005内の送出バッファE2028に格納されたデータ(USB送信データ(RDUSB)E2058)をDMA処理によりシリアルI/F E0017に送信する。受信制御部E2008は、1284I/F E2006もしくはUSBI/F E2007のうちの選択されたI/Fからの受信データ(WDIF)E2038)を、受信バッファ制御部E2039の管理する受信バッファ書込みアドレスに、書込む。
E2009は圧縮・伸長DMAであり、CPUI/F E2001を介したCPUE1001の制御により、受信バッファE2010上に格納された受信データ(ラスタデータ)を、受信バッファ制御部E2039の管理する受信バッファ読み出しアドレスから読み出し、そのデータ(RDWK)E2040を指定されたモードに従って圧縮・伸長し、記録コード列(WDWK)E2041としてワークバッファ領域に書込む。
【0071】
E2013は記録バッファ転送DMAで、CPUI/F E2001を介したCPU E1007の制御によってワークバッファE2011上の記録コード(RDWP)E2043を読み出し、各記録コードを、記録ヘッドカートリッジH1000へのデータ転送順序に適するようなプリントバッファE2014上のアドレスに並べ替えて転送(WDWP E2044)する。また、E2012はワーククリアDMAであり、CPUI/F E2001を介したCPU E1001の制御によって記録バッファ転送DMA E2015による転送が完了したワークバッファ上の領域に対し、指定したワークフィルデータ(WDWF)E2042を繰返し書込み転送する。
【0072】
E2015は記録データ展開DMAであり、CPUI/F E2001を介したCPU E1001の制御により、ヘッド制御部E2018からのデータ展開タイミング信号E2050をトリガとして、プリントバッファ上に並べ替えて書込まれた記録コードと展開用データバッファE2016上に書込まれた展開用データとを読み出し、展開記録データ(RDHDG)E2045を生成し、これをカラムバッファ書込みデータ(WDHDG)E2047としてカラムバッファE2017に書込む。ここで、カラムバッファE2017は、記録ヘッドカートリッジH1000へと転送データ(展開記録データ)とを一時的に格納するSRAMであり、記録データ展開DMAとヘッド制御部とのハンドシェーク信号(図示せず)によって両ブロックにより共有管理されている。
【0073】
E2018はヘッド制御部で、CPUI/F E2001を介したCPU E1001の制御により、ヘッド制御信号を介して記録ヘッドカートリッジH1000またはスキャナとのインターフェイスを行なう他、E2019エンコーダ信号処理部E2019からのヘッド駆動タイミング信号E2049に基づき、記録データ展開DMAに対してデータ展開タイミング信号E2050の出力を行なう。
【0074】
また、記録時には、前記ヘッド駆動タイミング信号E2049に従って、カラムバッファから展開記録データ(RDHD)E2048を読み出し、そのデータをヘッド制御信号E1021を通じて記録ヘッドカートリッジH1000に出力する。
また、スキャナ読み取りモードにおいては、ヘッド制御信号E1021を通して入力された取込みデータ(WDHD)E2053をDRAM E2005上のスキャナ取込みバッファE2024へとDMA転送する。E2025はスキャナデータ処理DMAであり、CPUI/F E2001を介したCPU E1001の制御により、スキャナ取込みバッファE2024に蓄えられた取込みバッファ読み出しデータ(RDAV)E2054を読み出し、平均化等の処理を行なった処理済データ(WDAV)E2055をDRAM E2005上のスキャナデータバッファE2026に書込む。
E2027はスキャナデータ圧縮DMAで、CPUI/F E2001を介したCPU E1001の制御により、スキャナデータバッファE2026上の処理済データ(RDYC)E2056を読み出してデータ圧縮を行ない、圧縮データ(WDYC)E2057を送出バッファE2028に書込む。
【0075】
E2019はエンコーダ信号処理部であり、エンコーダ信号(ENC)を受けて、CPU E1001の制御で定められたモードに従ってヘッド駆動タイミング信号E2049を出力する他、エンコーダ信号E1020から得られるキャリッジM4001の位置や速度にかかわる情報をレジスタに格納して、CPU E1001に提供する。CPU E1001はこの情報に基づき、CRモータE0001の制御における各種パラメータを決定する。また、E2020はCRモータ制御部であり、CPUI/F E2001を介したCPU E1001の制御により、CRモータ制御信号E1036を出力する。
【0076】
E2022はセンサ信号処理部で、PGセンサE0010、PEセンサE0007、ASFセンサE0009、及びGAPセンサE0008等から出力される各検出信号を受けて、CPU E1001の制御で定められたモードに従ってこれらのセンサ情報をCPU E1001に伝達する他、LF/PGモータ制御部DMA E2021に対してセンサ検出信号E2052を出力する。
【0077】
LF/PGモータ制御DMAE2021は、CPUI/F E2001を介したCPU E1001の制御により、DRAM E2005上のモータ制御バッファE2023からパルスモータ駆動テーブル(RDPM)E2051を読み出してパルスモータ制御信号Eを出力する他、動作モードによっては前記センサ検出信号を制御のトリガとしてパルスモータ制御信号E1033を出力する。
また、E2030はLED制御部であり、CPUI/F E2001を介したCPU E1001の制御により、LED駆動信号E1038を出力する。さらに、E2029はポート制御部であり、CPUI/F E2001を介したCPU E1001の制御により、ヘッド電源ON信号E1022、モータ電源ON信号E1023、及び電源制御信号E1024を出力する。
【0078】
次に、上記のように構成された本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の動作を図10のフローチャートに基づき説明する。
【0079】
AC電源に本装置が接続されると、まず、ステップS1では装置の第1の初期化処理を行なう。この初期化処理では、本装置のROMおよびRAMのチェックなどの電気回路系のチェックを行ない、電気的に本装置が正常に動作可能であるかを確認する。
【0080】
次にステップS2では、装置本体M1000の上ケースM1002に設けられた電源キーE0018がONされたかどうかの判断を行い、電源キーE0018が押された場合には、次のステップS3へと移行し、ここで第2の初期化処理を行う。
【0081】
この第2の初期化処理では、本装置の各種駆動機構及びヘッド系のチェックを行なう。すなわち、各種モータの初期化やヘッド情報の読み込みを行うに際し、本装置が正常に動作可能であるかを確認する。
【0082】
次にステップS4ではイベント待ちを行なう。すなわち、本装置に対して、外部I/Fからの指令イベント、ユーザ操作によるパネルキーイベントおよび内部的な制御イベントなどを監視し、これらのイベントが発生すると当該イベントに対応した処理を実行する。
【0083】
例えば、ステップS4で外部I/Fからの記録指令イベントを受信した場合には、ステップS5へと移行し、同ステップでユーザ操作による電源キーイベントが発生した場合にはステップS10へと移行し、同ステップでその他のイベントが発生した場合にはステップS11へと移行する。
ここで、ステップS5では、外部I/Fからの記録指令を解析し、指定された紙種別、用紙サイズ、記録品位、給紙方法などを判断し、その判断結果を表すデータを本装置内のRAM E2005に記憶し、ステップS6へと進む。
次いでステップS6ではステップS5で指定された給紙方法により給紙を開始し、用紙を記録開始位置まで送り、ステップS7に進む。
ステップS7では記録動作を行なう。この記録動作では、外部I/Fから送出されてきた記録データを、一旦記録バッファに格納し、次いでCRモータE0001を駆動してキャリッジM4001の走査方向への移動を開始すると共に、プリントバッファE2014に格納されている記録データを記録ヘッドカートリッジH1000へと供給して1行の記録を行ない、1行分の記録データの記録動作が終了するとLFモータE0002を駆動し、LFローラM3001を回転させて用紙を副走査方向へと送る。この後、上記動作を繰り返し実行し、外部I/Fからの1ページ分の記録データの記録が終了すると、ステップ8へと進む。
【0084】
ステップS8では、LFモータE0002を駆動し、排紙ローラM2003を駆動し、用紙が完全に本装置から送り出されたと判断されるまで紙送りを繰返し、終了した時点で用紙は排紙トレイM1004a上に完全に排紙された状態となる。
【0085】
次にステップS9では、記録すべき全ページの記録動作が終了したか否かを判定し、記録すべきページが残存する場合には、ステップS5へと復帰し、以下、前述のステップS5〜S9までの動作を繰り返し、記録すべき全てのページの記録動作が終了した時点で記録動作は終了し、その後ステップS4へと移行し、次のイベントを待つ。
【0086】
一方、ステップS10ではプリンタ終了処理を行ない、本装置の動作を停止させる。つまり、各種モータやヘッドなどの電源を切断するために、電源を切断可能な状態に移行した後、電源を切断しステップS4に進み、次のイベントを待つ。
【0087】
また、ステップS11では、上記以外の他のイベント処理を行なう。例えば、本装置の各種パネルキーや外部I/Fからの回復指令や内部的に発生する回復イベントなどに対応した処理を行なう。なお、処理終了後にはステップS4に進み、次のイベントを待つ。
【0088】
以下、本実施形態における記録ヘッドH1001の回路構成について説明する。
【0089】
図11は、本実施形態の記録ヘッドH1001の回路構成を説明するための図であり、H1100はヒータ及び駆動回路を半導体プロセス技術により一体的に形成した記録素子基板、102は基板裏面よりインクを供給するためのインク供給口、101はヒータ及びドライバ回路を複数個配列したドライバ/ヒータアレイ、103は記録すべき記録データを一時的に保持するためのシフトレジスタ、107はドライバ/ヒータアレイ中の所望のヒータブロックを選択して駆動するためのデコーダ回路、104はシフトレジスタ及びデコーダにデジタル信号を入力するためのバッファを含む入力回路、110は入力端子、121は基板の温度を検知し、その情報をデジタル信号に変換して出力する温度検知ブロック、122は基板固有の情報、例えばヒータ抵抗値やドライバトランジスタのON抵抗値などをランク分けし、その情報を同じ基板上に配置された不図示の不揮発性メモリ(ROM)に書き込み、必要に応じて読み出しを行なうためのROM情報読出しブロック、123はROMに書き込む固有情報、ヒータ抵抗値やトランジスタのON抵抗値を測定するためのランク分け素子、105はドライバアレイ101のトランジスタにゲート電圧を供給する電源バッファ回路である。
【0090】
また、H1300はクロック信号(CLK)、電源電圧(Vdd)、アナログ用電源電圧(VddA)等が入力される外部信号入力端子H1301が形成されている電気配線基板、160は電源電圧(Vdd)とアナログ用電源電圧(VddA)とに共通に接続されたノイズ成分除去用のコンデンサである。記録素子基板H1100と電気配線基板H1300とは、フレキシブルケーブル150で接続されている。
【0091】
図12は、ドライバ/ヒータアレイ105の1セグメント分の等価回路(a)及びシフトレジスタ103の1bit分に相当する等価回路(b)を示す図である。また、図13は、シフトレジスタからヒータまでの各部での信号の状態を示すタイミングチャートである。以下、図12および図13を参照して、シフトレジスタに記録情報を送ってから、ヒータに電流を流して駆動するまでの一連の動作を説明する。
【0092】
CLK端子に印加されたクロックパルスに同期して記録データがDATA端子に供給される。シフトレジスタはこの記録データを一時的に格納し、BG端子に印加されるラッチ信号により、ラッチ回路がデータを保持する。その後、所望のブロックに分割されたヒータ群を選択するためのBlock選択信号とラッチ回路で保持された記録データがマトリクス状にANDをとられ、電流駆動時間を直接決定するHE信号に同期してヒータ電流が流れる。この一連の動作を0〜15の各ブロック毎に繰り返して記録が行なわれる。
【0093】
このとき、クロックパルスの周波数は1MHz〜20MHzの高周波であるため、クロックパルス入力端子CLKに接続された入力回路104及びシフトレジスタ103に電源を供給する電源端子Vddには、図16に示すような高周波成分によるノイズがクロックパルスに同期する形で乗っている。
【0094】
図14は、記録素子基板H1100の温度を検知し、その情報をデジタル化して出力する温度検知ブロック121の構成を示すブロック図であり、図15は、クロックCLKと温度検知ブロック121の出力TOでの信号の状態を示すタイミングチャートである。以下、図14および15を参照して、温度検知ブロック121の動作について説明する。
【0095】
図14に示すように、温度検知ブロック121は、温度に対してほぼリニアの特性をもつ電圧を発生する熱電圧発生部1401と、温度に対してほぼ不変の電圧を発生するバンドギャップ電圧発生部1402とを有している。この両者からの出力をそれぞれバッファ回路1403を経由した後、コンパレータ1404により比較して、温度情報をTO端子から出力する。
【0096】
このとき、バンドギャップ電圧発生部1402からの出力を、複数の抵抗1405を使用して分割比により検出したい温度に対応した電圧値に設定し、各抵抗1405の分割点に接続されたスイッチ1406をクロックパルスに同期して動作するシフトレジスタにより順次切り換えることにより、所望の分解能での温度に関するデジタル情報が得られる。本実施形態では、熱電圧発生部1401が10mV/℃の温度特性をもつ電圧を発生し、複数の抵抗1405の分割点の電圧を50mV刻みに12点とっている。これにより、5℃間隔の12点の温度に対するコンパレータ1404による比較結果が、クロック信号に同期してT0端子からシリアルで出力される。従って、60℃の範囲の温度を5℃の分解能で比較した結果をデジタル変換したものと同じ結果が得られる。
【0097】
このとき、熱電圧発生部1401及びバンドギャップ電圧発生部1402では、10mV程度の微小な電圧を扱うため、温度検知ブロック121の電源端子VddAからの電源ラインには、上記のクロックに起因するノイズが混入することを極力避けることが望ましい。
【0098】
このため本実施形態では、図11に示すように、記録素子基板H1100上においては、電源端子を介してクロックパルスに起因するノイズが温度検知ブロック121に入り込まない(伝わらない)ように、Vdd端子とVddA端子は離間して配置されており、お互いに隣接しないように配されている。記録素子基板H1100内の配線経路においてもこれらの配線同士はノイズが伝わらない程度に離れており、お互いに隣接しないよう配されている。
【0099】
また、記録素子基板H1100と電気配線基板H1300とを接続するフレキシブルケーブル150では、細い配線同士が比較的長い距離(数10cm程度)に渡って平行して配置されることとなるため、配線自身のインダクタンス成分や、配線間のキャパシタンス成分が大きく影響し、ここで高周波のクロックパルスに起因するデジタル系ノイズがアナログ系信号に混入する可能性が高い。
【0100】
本実施形態では、このノイズの混入を減少するべく、図11に示すようにVdd端子とVddA端子とを電気配線基板H1300上で短絡した部分と、GND端子との間にコンデンサ160を接続している。このことにより、フレキシブルケーブル150及び電気配線基板H1300におけるノイズの混入を抑制するように構成している。
【0101】
尚、ここに挿入するコンデンサ160は、高周波ノイズをカットするため、できるだけ周波数特性の優れたものを用いることが望ましく、その容量値は0.1μF〜10μF程度であるのがよい。
【0102】
以上説明したように、本実施形態によれば、アナログ回路の電源電圧が印加される端子とデジタル回路電源電圧が印加される端子とが、記録ヘッドの電気回路基板の外部入力端子近傍においてショートし、更にこれにバイパスコンデンサを付加することにより、デジタル回路のノイズがアナログ回路に混入することを回避し、かつノイズレベル自体を低下させることが可能となる。
【0103】
また、本実施形態によれば、素子基板内においてはアナログ回路の電源端子とデジタル回路の電源端子をノイズが伝わらない程度に離して配置することで、基板内部において発生したノイズが相互に混入することを抑制することが可能となる。
【0104】
これにより、例えば基板温度検知回路や、ヒータ抵抗値モニター回路などのアナログ回路の動作精度が向上し、結果的に記録ヘッドの記録品位の向上や誤動作の防止などの性能アップが実現される。
【0105】
なお、本実施形態においては、アナログ回路の電源電圧端子とデジタル回路の電源電圧端子とのショートとバイパスコンデンサの付加といった電気回路配線上の構成と、記録素子基板内でのアナログ回路電源とデジタル回路電源とを離間配置した構成との両方を備える例について説明したが、いずれか一方のみを備える構成であっても、上述のようなそれぞれの効果を得ることができる。
【0106】
また、上述のようなノイズ対策の構成は、クロックパルスの周波数が5MHz以上の場合に特に有効である。
【0107】
尚、本実施形態においては、アナログ回路が検知すべき情報として基板温度、ヒータ抵抗値などを例に挙げて説明したが、これに限らずドライバトランジスタの抵抗値、スイッチングスピードの個体値、インクの残量、保護膜厚などの量を扱うアナログ回路に対しても同様の効果が期待できることは言うまでもない。
【0108】
[他の実施形態]
なお、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【0109】
以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【0110】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4723129号明細書、同第4740796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急激な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に1対1で対応した液体(インク)内の気泡を形成できるので有効である。
【0111】
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。
【0112】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4463359号明細書、同第4345262号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4313124号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【0113】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構成としても良い。
【0114】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【0115】
加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【0116】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【0117】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも1つを備えた装置とすることもできる。
【0118】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を30°C以上70°C以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【0119】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。
【0120】
このような場合インクは、特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−71260号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【0121】
なお、本発明は、複数の機器(例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置など)に適用してもよい。
【0122】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、デジタル回路のノイズがアナログ回路に混入することが回避でき、かつノイズレベル自体を低下させることが可能となる。
【0123】
これにより、例えば基板温度検知回路や、ヒータ抵抗値モニター回路などのアナログ回路の動作精度が向上し、結果的に記録ヘッドの記録品位の向上や誤動作の防止などの性能アップが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタの外観構成を示す斜視図である。
【図2】図1に示すものの外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施形態に用いる記録ヘッドカートリッジを組立てた状態を示す図である。
【図4】図3に示す記録ヘッドカートリッジを記録ヘッドとインクタンクとに分離した状態を示す図である。
【図5】図4に示した記録ヘッドの分解斜視図である。
【図6】本発明の実施形態におけるスキャナカートリッジを示す斜視図である。
【図7】本発明の実施形態における電気的回路の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図8】図7に示したメインPCBの内部構成を示すブロック図である。
【図9】図8に示したASICの内部構成を示すブロック図である。
【図10】本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図11】本発明の実施形態の記録ヘッドの回路構成を示すブロック図である。
【図12】本発明の実施形態を説明するための等価回路図である。
【図13】本発明の実施形態を説明するためのタイミングチャートである。
【図14】本発明の実施形態の内容を説明するためのブロック図(温度検知ブロック)である。
【図15】本発明の実施形態中の温度検知ブロックのタイミングチャートである。
【図16】本発明の効果を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
101 ヒータ、ドライバ部
121 温度検知ブロック
103 シフトレジスタ
150 フレキシブルケーブル
160 コンデンサ
M4000 記録部
M4001 キャリッジ
M4002 キャリッジカバー
M4007 ヘッドセットレバー
M5000 回復系ユニット
E0011 コンタクトFPC(フレキシブルプリントケーブル)
E0012 CRFFC(フレキシブルフラットケーブル)
E0013 キャリッジ基板
E0014 メイン基板
E0015 電源ユニット
H1000 記録ヘッドカートリッジ
H1001 記録ヘッド
H1100 素子基板
H1200 第1のプレート
H1201 インク供給口
H1300 電気配線基板
H1301 外部信号入力端子
H1400 第2のプレート
H1500 タンクホルダー
H1501 インク流路
H1600 流路形成部材
H1700 フィルター
H1800 シールゴム
H1900 インクタンク
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording head and a recording apparatus using the recording head, and in particular, a digital circuit including a recording element and a driving unit that drives the recording element in accordance with input recording data, and information relating to recording (information relating to the state of the substrate). The present invention relates to a recording head provided with an element substrate formed by a semiconductor process and a recording apparatus using the recording head.
[0002]
The present invention is applied to a general printing apparatus, an apparatus such as a copying machine, a facsimile having a communication system, a word processor having a printing unit, and an industrial recording apparatus combined with various processing apparatuses. can do.
[0003]
[Prior art]
In a recording apparatus according to a conventional ink jet method using thermal energy, an electrothermal transducer (heater) of a recording head to be mounted and its driving circuit are, for example, a semiconductor as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-185594. They are formed on the same substrate using process technology. It has also been proposed to form an element on the same substrate for detecting the state of the substrate, for example, the distribution state of the substrate temperature and the resistance value, the characteristic variation of the drive circuit, and the like.
[0004]
The output from these sensing elements is often an analog signal, and the signal processing circuit for applying feedback to the drive signal using this is basically an analog signal. Many. Such an analog signal has a problem that it is easily affected by noise. In order to cope with this problem, Japanese Patent Application No. 11-198095 discloses that these analog signals are converted into digital values by analog-digital conversion means formed on the same substrate, and then sent to a signal processing circuit for driving. A configuration for optimizing signals has also been proposed.
[0005]
In either case, there are circuit blocks that handle analog signals on the substrate, and there are also cases where a circuit that detects a minute signal level or performs detection with high resolution is mounted. On the other hand, on a substrate integrally formed with a heater and a drive circuit used in these recording heads, a shift register for temporarily storing image data to be recorded, a latch circuit for holding it, and driving Circuit blocks that operate by digital signals, such as a decoder circuit for sequentially selecting heaters, are also formed using the same process. These digital circuits are supplied with clock signal pulses that serve as a reference for their operation.
[0006]
That is, the analog signal processing circuit for detecting the substrate state and the digital signal processing circuit for driving the heater according to the image data exist on the same substrate of the recording head. The recording speed required for such a recording head and recording apparatus is increasing year by year, and accordingly, the clock frequency for image data transfer tends to increase. As the recording speed increases, the driving frequency of the heater that generates heat for recording tends to increase, and the amount of heat generated per unit time tends to increase and the temperature of the entire substrate tends to increase. . For this reason, it is necessary to increase the accuracy of the function of detecting the temperature rise of the substrate and feeding back the drive.
[0007]
In order to avoid the malfunction of the analog circuit system that detects the temperature with high accuracy due to the influence of radiation noise and line noise generated from the digital circuit system due to the high clock frequency, A configuration has been proposed in which digital power supplies are supplied from separate power supplies to suppress noise from entering each other. In this case, the analog power supply and the digital power supply are supplied to the circuit on the substrate via different power supply lines and power supply terminals, respectively.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional example, two power supply paths exist at positions close to the recording head. When the power supply line (wiring) to be supplied is short, a large effect is produced in reducing noise. If the power supply line to the power supply terminal on the head is long, the clock pulse supplied to the digital system due to the inductance component of the power supply line and the capacitance component with other lines The problem is that radiation noise, coupling noise, and the like due to the noise are mixed in the signal of the analog circuit and the accuracy of the analog system is deteriorated and further malfunction occurs.
[0009]
In addition, providing separate power supplies for the analog circuit system and the digital circuit system is unavoidable when the voltages are different from each other, but they are duplicated when they are the same voltage (for example, 5 V). Become inefficient.
[0010]
The first object of the present invention is to suppress the mixing of noise between the analog and digital power supplies even when the power line such as a flexible cable or printed circuit board wiring is extended for a long time, and the clock frequency is high Another object of the present invention is to provide a recording head and a recording apparatus using the recording head that do not deteriorate the accuracy of a circuit that handles minute analog signals, such as a temperature detection circuit.
[0011]
A second object of the present invention is to provide a recording head and a recording head that can suppress the mixing of noise in the mutual circuit system while using the same power supply when the analog system power supply voltage and the digital system power supply voltage are the same voltage. It is to provide a recording apparatus used.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above object, a recording head according to the present invention includes a digital circuit including a recording element and a driving unit that drives the recording element in accordance with input recording data, and a detecting unit that detects information about the state of the element substrate. An analog circuit includingA plurality of terminals for electrical connection;An element substrate formed by a semiconductor process;
  The element substrateThrough the terminal and flexible cableAnd an electric circuit board having a plurality of external input terminals for inputting / outputting signals to / from the element board.And
  The power supply wiring of the digital circuit and the power supply wiring of the analog circuit are connected in common to the other end of the capacitor whose one end is grounded in the electric circuit board, and the power supply wiring of the digital circuit and the power supply of the analog circuit The wiring is arranged so as not to be adjacent in the element substrate.With
Of the plurality of terminals of the element substrate, the terminal to which the power supply wiring of the digital circuit is connected and the terminal to which the power supply wiring of the analog circuit is connected are spaced apart from each other with the other terminals on the element substrate. Are arranged inIt is characterized by that.
[0013]
The above object can also be achieved by a recording apparatus that performs recording using the recording head.
[0014]
  That is, a digital circuit including a recording element and a driving unit that drives the recording element according to input recording data, an analog circuit including a detection unit that detects information about recording,A plurality of terminals for electrical connection;An element substrate formed by a semiconductor process;It is connected to the terminal of the element board via a flexible cable.In a recording head having an electric circuit board having a plurality of external input terminals for inputting / outputting signals to / from the element board, the power wiring of the digital circuit and the power wiring of the analog circuit are connected to the one end in the electric circuit board. Are connected in common to the other end of the grounded capacitor so that the power supply wiring of the digital circuit and the power supply wiring of the analog circuit are not adjacent to each other in the element substrate.In addition, among the plurality of terminals of the element substrate, the terminal to which the power supply wiring of the digital circuit is connected and the terminal to which the power supply wiring of the analog circuit is connected are arranged at positions spaced apart from each other on the element substrate..
[0015]
In this way, it is possible to avoid the noise of the digital circuit from being mixed into the analog circuit, and to reduce the noise level itself.
[0016]
As a result, for example, the operation accuracy of analog circuits such as a substrate temperature detection circuit and a heater resistance value monitor circuit is improved, and as a result, an improvement in performance such as improvement in recording quality of the recording head and prevention of malfunction is realized.
[0017]
  MoreIn the element substrate, the power supply wiring of the digital circuit and the power supply wiring of the analog circuitAre arranged so that they are not adjacentThus, it is possible to suppress noise generated inside the element substrate from being mixed with each other.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment according to a recording apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
In the embodiments described below, a printer is taken as an example of a recording apparatus using an inkjet recording method.
[0020]
In this specification, “print” (sometimes referred to as “recording”) is not only used to form significant information such as characters and figures, but also whether it is significant or unintentional, and is perceived visually by humans. Regardless of whether or not it has been manifested, it also refers to a case where an image, a pattern, a pattern, or the like is widely formed on a print medium or the medium is processed.
[0021]
Here, the “print medium” includes not only paper used in general printing apparatuses but also a wide range of cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, leather, and the like that can accept ink. Say it.
[0022]
Furthermore, “ink” (sometimes referred to as “liquid”) is to be interpreted widely as the definition of “print” above, and by being applied on a print medium, an image, a pattern, a pattern, etc. Or a liquid that can be subjected to ink processing (eg, solidification or insolubilization of colorant in ink applied to the print medium).
[0023]
[Device main unit]
1 and 2 show a schematic configuration of a printer using the ink jet recording method. In FIG. 1, an apparatus main body M1000 that forms an outer shell of a printer in this embodiment includes an outer member of a lower case M1001, an upper case M1002, an access cover M1003, a discharge tray M1004, and a chassis M3019 ( (See FIG. 2).
[0024]
The chassis M3019 is composed of a plurality of plate-shaped metal members having a predetermined rigidity, forms a skeleton of the recording apparatus, and holds each recording operation mechanism described later.
The lower case M1001 forms a substantially lower half part of the apparatus main body M1000, and the upper case M1002 forms a substantially upper half part of the apparatus upper body M1000. A hollow body structure having a storage space is formed, and an opening is formed on each of the upper surface portion and the front surface portion.
[0025]
Further, one end of the discharge tray M1004 is rotatably held by the lower case M1001, and the opening formed on the front surface of the lower case M1001 can be opened and closed by the rotation. For this reason, when executing the recording operation, the discharge tray M1004 is rotated to the front side to open the opening so that the recording sheets can be discharged and the discharged recording sheets P are sequentially stacked. It has come to be able to do. In addition, the discharge tray M1004 contains two auxiliary trays M1004a and M1004b. By pulling out each tray as needed, the sheet support area can be expanded or reduced in three stages. It has become.
[0026]
One end of the access cover M1003 is rotatably held by the upper case M1002, and an opening formed on the upper surface can be opened and closed. By opening the access cover M1003, the access cover M1003 is accommodated inside the main body. It is possible to replace the print head cartridge H1000 or the ink tank H1900. Although not particularly shown here, when the access cover M1003 is opened and closed, the protrusion formed on the back surface rotates the cover opening and closing lever, and the rotation position of the lever is detected by a micro switch or the like. Thus, the open / closed state of the access cover can be detected.
[0027]
On the upper surface of the rear part of the upper case M1002, a power key E0018 and a resume key E0019 are provided so that they can be pressed, and an LED E0020 is provided. When the power key E0018 is pressed, the LED E0020 lights up and recording is possible. This is to inform the operator. Further, the LED E0020 has various display functions such as blinking method and color change, and by notifying the operator of a printer trouble or the like by leveling the buzzer E0021 (FIG. 7). When the trouble is solved, the recording is resumed by pressing the resume key E0019.
[0028]
[Recording mechanism]
Next, the recording operation mechanism in the present embodiment that is housed and held in the printer main body M1000 will be described.
[0029]
As a recording operation mechanism in the present embodiment, an automatic feeding unit M3022 that automatically feeds the recording sheet P into the apparatus main body, and a desired recording sheet P that is sent one by one from the automatic feeding unit. A transport unit M3029 that guides the recording sheet P from the recording position to the discharge unit M3030, a recording unit that performs desired recording on the recording sheet P transported to the transport unit M3029, and recovery of the recording unit And a recovery unit (M5000) that performs processing.
[0030]
(Recording part)
Here, the recording unit will be described.
[0031]
The carriage M4001 is movably supported by the carriage shaft M4021, and the recording head cartridge H1000 is detachably mounted on the carriage M4001.
[0032]
Recording head cartridge
First, the recording head cartridge will be described with reference to FIGS.
[0033]
As shown in FIG. 3, the recording head cartridge H1000 in this embodiment has an ink tank H1900 that stores ink, and a recording head H1001 that discharges ink supplied from the ink tank H1900 from nozzles according to recording information. The recording head H1001 adopts a so-called cartridge system that is detachably mounted on a carriage M4001 described later.
[0034]
In the recording head cartridge H1000 shown here, for example, black, light cyan, light magenta, cyan, magenta, and yellow independent ink tanks are prepared as ink tanks in order to enable high-quality color recording with photographic tone. As shown in FIG. 4, each is detachable from the recording head H1001.
[0035]
As shown in the exploded perspective view of FIG. 5, the recording head H1001 includes a recording element substrate H1100, a first plate H1200, an electric wiring substrate H1300, a second plate H1400, a tank holder H1500, and a flow path forming member H1600. , Filter H1700, and seal rubber H1800.
[0036]
In the recording element substrate H1100, a plurality of recording elements for ejecting ink to one side of the Si substrate and electric wiring such as Al for supplying electric power to each recording element are formed by a film forming technique. A plurality of corresponding ink channels and a plurality of ejection ports H1100T are formed by photolithography, and ink supply ports for supplying ink to the plurality of ink channels are formed to open on the back surface. . The recording element substrate H1100 is bonded and fixed to a first plate H1200, and an ink supply port H1201 for supplying ink to the recording element substrate H1100 is formed therein. Further, a second plate H1400 having an opening is bonded and fixed to the first plate H1200, and the electric wiring board H1300 and the recording element substrate H1100 are electrically connected to the second plate H1400. The electric wiring board H1300 is held so as to be.
[0037]
The electrical wiring board H1300 applies an electrical signal for ejecting ink to the recording element substrate H1100. The electrical wiring board H1300 is located at an end portion of the electrical wiring and corresponds to the recording element board H1100. An external signal input terminal H1301 for receiving an electrical signal is provided, and the external signal input terminal H1301 is positioned and fixed on the back side of a tank holder H1500 described later.
[0038]
On the other hand, a flow path forming member H1600 is ultrasonically welded to a tank holder H1500 that detachably holds the ink tank H1900, thereby forming an ink flow path H1501 extending from the ink tank H1900 to the first plate H1200. In addition, a filter H1700 is provided at an end of the ink flow path H1501 that engages with the ink tank H1900 on the ink tank side so that entry of dust from the outside can be prevented. Further, a seal rubber H1800 is attached to the engaging portion with the ink tank H1900 so that the ink can be prevented from evaporating from the engaging portion.
[0039]
Further, as described above, the tank holder portion composed of the tank holder H1500, the flow path forming member H1600, the filter H1700, and the seal rubber H1800, the recording element substrate H1100, the first plate H1200, the electric wiring substrate H1300, and the second A recording head H1001 is configured by bonding the recording element portion formed of the plate H1400 by bonding or the like.
[0040]
(carriage)
Next, the carriage M4001 will be described with reference to FIG.
[0041]
As shown in the figure, the carriage M4001 is engaged with the carriage M4001 and engaged with the carriage cover M4002 for guiding the recording head H1001 to the mounting position of the carriage M4001, and the tank holder H1500 of the recording head H1001. There is provided a head set lever M4007 that presses to be set at a predetermined mounting position.
That is, the head set lever M4007 is provided on the upper part of the carriage M4001 so as to be rotatable with respect to the head set lever shaft, and a head set plate (not shown) is provided via a spring at the engaging portion with the recording head H1000. The recording head H1001 is pressed by the spring force and is mounted on the carriage M4001.
[0042]
A contact flexible print cable (hereinafter referred to as a contact FPC) E0011 is provided at another engagement portion of the carriage M4001 with the recording head H1001, and a contact portion E0011a on the contact FPC E0011 and a contact provided on the recording head H1001. The unit (external signal input terminal) H1301 is in electrical contact so that various information for recording can be exchanged and power can be supplied to the recording head H1001.
[0043]
Here, an elastic member such as rubber (not shown) is provided between the contact portion E0011a of the contact FPC E0011 and the carriage M4001, and the contact portion E0011a and the carriage are driven by the elastic force of the elastic member and the pressing force by the headset lever spring. Secure contact with M4001 is enabled. Further, the contact FPC E0011 is connected to a carriage substrate E0013 mounted on the back surface of the carriage M4001 (see FIG. 7).
[0044]
[Scanner]
The printer in this embodiment can also be used as a reading device by replacing the recording head with a scanner.
[0045]
The scanner moves together with the carriage on the printer side, and reads a document image fed in place of the recording medium in the sub-scanning direction, and alternately performs the reading operation and the document feeding operation. Thus, one piece of document image information is read.
[0046]
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the scanner M6000.
[0047]
As shown in the figure, the scanner holder M6001 has a box shape, and an optical system and a processing circuit necessary for reading are accommodated therein. Further, when the scanner M6000 is mounted on the carriage M4001, a scanner reading lens M6006 is provided at a portion facing the document surface, from which a document image is read. The scanner illumination lens M6005 has a light source (not shown) inside, and light emitted from the light source is irradiated onto the document.
[0048]
A scanner cover M6003 fixed to the bottom of the scanner holder M6001 is fitted so as to shield the inside of the scanner holder M6001, and a louver-shaped grip portion provided on the side surface improves the detachability of the carriage M4001. ing. The outer shape of the scanner holder M6001 is substantially the same as that of the recording head cartridge H1000, and the carriage holder M6001 can be attached to and detached from the carriage M4001 by the same operation as that of the recording head cartridge H1000.
[0049]
The scanner holder M6001 accommodates a substrate having the processing circuit, and a scanner contact PCB connected to the substrate is exposed to the outside. When the scanner M6000 is mounted on the carriage M4001, The scanner contact PCB M6004 contacts the contact FPC E0011 on the carriage M4001 side, and the substrate is electrically connected to the control system on the main body side via the carriage M4001.
[0050]
Next, an electrical circuit configuration in the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a diagram schematically showing the overall configuration of the electrical circuit in this embodiment.
[0051]
The electrical circuit in this embodiment is mainly configured by a carriage substrate (CRPCB) E0013, a main PCB (Printed Circuit Board) E0014, a power supply unit E0015, and the like.
Here, the power supply unit is connected to the main PCB E0014 and supplies various driving powers.
The carriage substrate E0013 is a printed circuit board unit mounted on the carriage M4001 (FIG. 2). The carriage substrate E0013 functions as an interface for transmitting and receiving signals to and from the recording head through the contact FPC E0011, and an encoder according to the movement of the carriage M4001. Based on the pulse signal output from the sensor E0004, a change in the positional relationship between the encoder scale E0005 and the encoder sensor E0004 is detected, and the output signal is output to the main PCB E0014 through a flexible flat cable (CRFFC) E0012.
[0052]
Further, the main PCB is a printed circuit board unit that controls driving of each part of the ink jet recording apparatus according to this embodiment, and includes a paper edge detection sensor (PE sensor) E0007, an ASF sensor E0009, a cover sensor E0022, a parallel interface (parallel I / F). ) E0016, Serial Interface (Serial I / F) E0017, Resume Key E0019, LED E0020, Power Key E0018, Buzzer E0021, etc. have I / O ports on the board, CR Motor E0001, LF Motor E0002, PG Motor In addition to controlling these drives connected to E0003, connection to ink end sensor E0006, GAP sensor E0008, PG sensor E0010, CRFFC E0012, and power supply unit E0015 Has an interface.
[0053]
FIG. 8 is a block diagram showing the internal configuration of the main PCB.
In the figure, E1001 is a CPU, and this CPU E1001 has an oscillator OSC E1002 inside, and is connected to an oscillation circuit E1005 to generate a system clock by its output signal E1019. Further, it is connected to a ROM E1004 and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) E1006 through a control bus E1014, and controls the ASIC, the input signal E1017 from the power key, and the input signal E1016 from the resume key in accordance with a program stored in the ROM. The state of the cover detection signal E1042 and the head detection signal (HSENS) E1013 is detected, the buzzer signal (BUZ) E1018 drives the buzzer E0021, and the ink end detection signal (connected to the built-in A / D converter E1003 ( INKS) While detecting the state of E1011 and thermistor temperature detection signal (TH) E1012, it performs various other logical operations and condition determinations, and controls the drive of the ink jet recording apparatus.
[0054]
Here, the head detection signal E1013 is a head mounting detection signal input from the recording head cartridge H1000 via the flexible flat cable E0012, the carriage substrate E0013, and the contact flexible print cable E0011, and the ink end detection signal is the ink end sensor E0006. The thermistor temperature detection signal E1012, which is an analog signal output from, is an analog signal from a thermistor (not shown) provided on the carriage substrate E0013.
[0055]
E1008 is a CR motor driver, which uses a motor power source (VM) E1040 as a drive source, generates a CR motor drive signal E1037 in accordance with a CR motor control signal E1036 from the ASIC E1006, and drives the CR motor E0001. E1009 is an LF / PG motor driver, which uses a motor power source E1040 as a drive source, generates an LF motor drive signal E1035 according to a pulse motor control signal (PM control signal) E1033 from the ASIC E1006, and drives the LF motor thereby At the same time, a PG motor drive signal E1034 is generated to drive the PG motor.
[0056]
E1010 is a power supply control circuit that controls power supply to each sensor having a light emitting element in accordance with a power supply control signal E1024 from the ASIC E1006. The parallel I / F E0016 transmits the parallel I / F signal E1030 from the ASIC E1006 to the parallel I / F cable E1031 connected to the outside, and transmits the signal of the parallel I / F cable E1031 to the ASIC E1006. The serial I / F E0017 transmits the serial I / F signal E1028 from the ASIC E1006 to the serial I / F cable E1029 connected to the outside, and transmits the signal from the cable E1029 to the ASIC E1006.
[0057]
On the other hand, a head power supply (VH) E1039, a motor power supply (VM) E1040, and a logic power supply (VDD) E1041 are supplied from the power supply unit E0015. Also, a head power ON signal (VHON) E1022 and a motor power ON signal (VMOM) E1023 from the ASIC E1006 are input to the power supply unit E0015, and control ON / OFF of the head power E1039 and the motor power E1040, respectively. The logic power supply (VDD) E1041 supplied from the power supply unit E0015 is voltage-converted as necessary, and then supplied to each part inside and outside the main PCB E0014.
[0058]
The head power supply E1039 is smoothed on the main PCB E0014 and then sent to the flexible flat cable E0011 to be used for driving the recording head cartridge H1000.
[0059]
E1007 is a reset circuit that detects a decrease in the logic power supply voltage E1040 and supplies a reset signal (RESET) E1015 to the CPU E1001 and ASIC E1006 to perform initialization.
[0060]
The ASIC E1006 is a one-chip semiconductor integrated circuit, and is controlled by the CPU E1001 through the control bus E1014. The above-described CR motor control signal E1036, PM control signal E1033, power control signal E1024, head power ON signal E1022, and motor power The ON signal E1023 and the like are output to exchange signals with the parallel I / F E0016 and the serial I / F E0017, as well as the PE detection signal (PES) E1025 from the PE sensor E0007, and the ASF detection signal from the ASF sensor E0009 ( (ASFS) E1026, GAP detection signal (GAPS) E1027 from GAP sensor E0008, and PG detection signal (PGS) E1032 from PG sensor E0007 are detected, and data representing the state is transmitted to control bus E10. 4 is transmitted to the CPU E1001 through, CPU E1001 based on the input data performs a flashing LEDE0020 controls the driving of an LED drive signal E1038.
[0061]
Further, the state of the encoder signal (ENC) E1020 is detected to generate a timing signal, and the head control signal E1021 is used to interface with the printhead cartridge H1000 to control the printing operation. Here, the encoder signal (ENC) E1020 is an output signal of the CR encoder sensor E0004 inputted through the flexible flat cable E0012. The head control signal E1021 is supplied to the recording head cartridge H1000 via the flexible flat cable E0012, the carriage substrate E0013, and the contact FPC E0011.
[0062]
FIG. 9 is a block diagram showing the internal configuration of the ASIC E1006.
[0063]
In the figure, the connection between each block shows only the flow of data related to the control of the head and each mechanical component such as recording data and motor control data. Such control signals, clocks, and control signals related to DMA control are omitted in order to avoid complications described in the drawings.
[0064]
In FIG. 9, E2002 is a PLL. As shown in FIG. 9, a clock (CLK) E2031 and a PLL control signal (PLLON) E2033 output from the CPU E1001 are supplied to most of the ASIC E1006. (Not shown).
[0065]
Reference numeral E2001 denotes a CPU interface (CPU I / F). The reset signal E1015, a soft reset signal (PDWN) E2032 output from the CPU E1001, a clock signal (CLK) E2031, and a control signal from the control bus E1014 Controls register read / write for each block as described, supplies clocks to some blocks, accepts interrupt signals (not shown), and outputs an interrupt signal (INT) E2034 to the CPU E1001 Then, the occurrence of an interrupt in the ASIC E1006 is notified.
[0066]
E2005 is a DRAM having areas such as a reception buffer E2010, a work buffer E2011, a print buffer E2014, and a development data buffer E2016 as recording data buffers, and a motor control buffer E2023 for motor control. In addition, the buffer used in the scanner operation mode has areas such as a scanner take-in buffer E2024, a scanner data buffer E2026, and a send buffer E2028 in place of the recording data buffers.
[0067]
The DRAM E2005 is also used as a work area necessary for the operation of the CPU E1001. That is, E2004 is a DRAM control unit, which switches between access from the CPU E1001 to the DRAM E2005 by the control bus and access from the DMA control unit E2003 to the DRAM E2005, which will be described later, and performs a read / write operation to the DRAM E2005.
[0068]
The DMA control unit E2003 receives a request (not shown) from each block, and in the case of a write operation (E2038, E2041, E2044, E2053, E2055, address signal, control signal (not shown)), E2057) and the like are output to the RAM control unit to perform DRAM access. In the case of reading, read data (E2040, E2043, E2045, E2051, E2054, E2056, E2058, E2059) from the DRAM control unit E2004 is transferred to the request source block.
[0069]
E2006 is a 1284 I / F. Under the control of the CPU E1001 via the CPU I / F E2001, the parallel I / F E0016 provides a bidirectional communication interface with an external host device (not shown). Reception data (PIF reception data E2036) from FE0016 is transferred to the reception control unit E2008 by DMA processing, and data (1284 transmission data (RDPIF) E2059) stored in the transmission buffer E2028 in the DRAM E2005 is DMA-read when reading the scanner. It is transmitted to the parallel I / F by processing.
[0070]
E2007 is a USB I / F. Under the control of the CPU E1001 via the CPU I / F E2001, the serial I / F E0017 provides a bidirectional communication interface with an external host device (not shown). The received data (USB received data E2037) is transferred to the reception control unit E2008 by DMA processing, and the data (USB transmitted data (RDUSB) E2058) stored in the transmission buffer E2028 in the DRAM E2005 is serialized by DMA processing when the scanner reads. / F Send to E0017. The reception control unit E2008 writes the reception data (WDIF) E2038) from the I / F selected from the 1284 I / F E2006 or USB I / F E2007 to the reception buffer write address managed by the reception buffer control unit E2039. Include.
E2009 is a compression / decompression DMA, and the reception data (raster data) stored in the reception buffer E2010 is controlled from the reception buffer read address managed by the reception buffer control unit E2039 under the control of the CPU E1001 via the CPU I / F E2001. The data is read, the data (RDWK) E2040 is compressed / expanded in accordance with the designated mode, and is written in the work buffer area as a recording code string (WDWK) E2041.
[0071]
E2013 is a recording buffer transfer DMA, which reads out the recording code (RDWP) E2043 on the work buffer E2011 under the control of the CPU E1007 via the CPU I / F E2001, and each recording code is suitable for the data transfer order to the recording head cartridge H1000. The data are rearranged to the addresses on the print buffer E2014 and transferred (WDWP E2044). E2012 is a work clear DMA, and the designated work fill data (WDWF) E2042 is assigned to the area on the work buffer that has been transferred by the recording buffer transfer DMA E2015 under the control of the CPU E1001 via the CPU I / F E2001. Repeat write transfer.
[0072]
E2015 is a recording data expansion DMA, and recording codes written rearranged on the print buffer are triggered by the data expansion timing signal E2050 from the head controller E2018 under the control of the CPU E1001 via the CPU I / F E2001. And the development data written in the development data buffer E2016 are read out to generate development recording data (RDHDG) E2045, which is written into the column buffer E2017 as column buffer write data (WDHDG) E2047. Here, the column buffer E2017 is an SRAM that temporarily stores transfer data (development recording data) to the recording head cartridge H1000, and is based on a handshake signal (not shown) between the recording data expansion DMA and the head control unit. Shared management by both blocks.
[0073]
E2018 is a head control unit that controls the CPU E1001 via the CPU I / F E2001 to interface with the recording head cartridge H1000 or the scanner via the head control signal, and also to drive the head from the E2019 encoder signal processing unit E2019. Based on the signal E2049, a data expansion timing signal E2050 is output to the recording data expansion DMA.
[0074]
In recording, the developed recording data (RDHD) E2048 is read from the column buffer according to the head drive timing signal E2049, and the data is output to the recording head cartridge H1000 through the head control signal E1021.
In the scanner reading mode, the take-in data (WDHD) E2053 input through the head control signal E1021 is DMA-transferred to the scanner take-in buffer E2024 on the DRAM E2005. E2025 is a scanner data processing DMA, which is a process in which the acquisition buffer read data (RDAV) E2054 stored in the scanner acquisition buffer E2024 is read out and subjected to processing such as averaging under the control of the CPU E1001 via the CPU I / F E2001. The completed data (WDAV) E2055 is written into the scanner data buffer E2026 on the DRAM E2005.
E2027 is a scanner data compression DMA. Under the control of the CPU E1001 via the CPU I / F E2001, the processed data (RDYC) E2056 on the scanner data buffer E2026 is read, data compression is performed, and compressed data (WDYC) E2057 is sent out. Write to buffer E2028.
[0075]
An encoder signal processing unit E2019 receives the encoder signal (ENC) and outputs a head drive timing signal E2049 according to a mode determined by the control of the CPU E1001, and also the position and speed of the carriage M4001 obtained from the encoder signal E1020. Is stored in a register and provided to the CPU E1001. Based on this information, the CPU E1001 determines various parameters in the control of the CR motor E0001. Reference numeral E2020 denotes a CR motor control unit which outputs a CR motor control signal E1036 under the control of the CPU E1001 via the CPU I / F E2001.
[0076]
E2022 is a sensor signal processing unit which receives each detection signal output from the PG sensor E0010, PE sensor E0007, ASF sensor E0009, GAP sensor E0008, and the like, and detects the sensor information according to the mode determined by the control of the CPU E1001. Is transmitted to the CPU E1001, and a sensor detection signal E2052 is output to the LF / PG motor control unit DMA E2021.
[0077]
The LF / PG motor control DMAE 2021 reads the pulse motor drive table (RDPM) E2051 from the motor control buffer E2023 on the DRAM E2005 and outputs a pulse motor control signal E under the control of the CPU E1001 via the CPU I / F E2001. Depending on the operation mode, a pulse motor control signal E1033 is output using the sensor detection signal as a control trigger.
E2030 is an LED control unit that outputs an LED drive signal E1038 under the control of the CPU E1001 via the CPU I / F E2001. Further, E2029 is a port control unit that outputs a head power ON signal E1022, a motor power ON signal E1023, and a power control signal E1024 under the control of the CPU E1001 via the CPU I / F E2001.
[0078]
Next, the operation of the ink jet recording apparatus according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0079]
When this apparatus is connected to the AC power source, first, in step S1, a first initialization process of the apparatus is performed. In this initialization process, an electrical circuit system check such as a ROM and RAM check of the apparatus is performed to confirm whether or not the apparatus can operate normally.
[0080]
Next, in step S2, it is determined whether the power key E0018 provided on the upper case M1002 of the apparatus body M1000 is turned on. If the power key E0018 is pressed, the process proceeds to the next step S3. Here, a second initialization process is performed.
[0081]
In this second initialization process, various drive mechanisms and head systems of this apparatus are checked. That is, when initializing various motors and reading head information, it is confirmed whether this apparatus can operate normally.
[0082]
In step S4, an event is waited for. That is, the apparatus monitors a command event from the external I / F, a panel key event by a user operation, an internal control event, and the like, and executes processing corresponding to the event when these events occur.
[0083]
For example, if a recording command event is received from the external I / F in step S4, the process proceeds to step S5. If a power key event is generated by a user operation in the same step, the process proceeds to step S10. If another event occurs in the same step, the process proceeds to step S11.
Here, in step S5, the recording command from the external I / F is analyzed, the designated paper type, paper size, recording quality, paper feeding method, etc. are judged, and data representing the judgment result is stored in the apparatus. Store in RAM E2005 and proceed to step S6.
Next, in step S6, paper feeding is started by the paper feeding method specified in step S5, the paper is sent to the recording start position, and the process proceeds to step S7.
In step S7, a recording operation is performed. In this recording operation, the recording data sent from the external I / F is temporarily stored in the recording buffer, and then the CR motor E0001 is driven to start the movement of the carriage M4001 in the scanning direction. The stored recording data is supplied to the recording head cartridge H1000 to perform recording for one line. When the recording operation for one line of recording data is completed, the LF motor E0002 is driven and the LF roller M3001 is rotated to make a sheet. Are sent in the sub-scanning direction. Thereafter, the above operation is repeatedly executed, and when recording of recording data for one page from the external I / F is completed, the process proceeds to step 8.
[0084]
In step S8, the LF motor E0002 is driven, the paper discharge roller M2003 is driven, and the paper feeding is repeated until it is determined that the paper is completely sent out from the apparatus. When the paper is finished, the paper is placed on the paper discharge tray M1004a. The paper is completely discharged.
[0085]
Next, in step S9, it is determined whether or not the recording operation for all the pages to be recorded has been completed. If pages to be recorded remain, the process returns to step S5. The above operations are repeated, and when the recording operation for all the pages to be recorded is completed, the recording operation ends, and then the process proceeds to step S4 to wait for the next event.
[0086]
On the other hand, in step S10, printer termination processing is performed to stop the operation of the apparatus. In other words, in order to turn off the power of various motors and heads, after shifting to a state where the power can be turned off, the power is turned off and the process proceeds to step S4 to wait for the next event.
[0087]
In step S11, event processing other than the above is performed. For example, processing corresponding to a recovery command from various panel keys of this apparatus, an external I / F, or a recovery event that occurs internally is performed. After the process is completed, the process proceeds to step S4 and waits for the next event.
[0088]
Hereinafter, a circuit configuration of the recording head H1001 in the present embodiment will be described.
[0089]
FIG. 11 is a diagram for explaining the circuit configuration of the recording head H1001 of the present embodiment. H1100 is a recording element substrate in which a heater and a drive circuit are integrally formed by a semiconductor process technology, and 102 is ink from the back surface of the substrate. Ink supply ports for supplying, 101 a driver / heater array in which a plurality of heaters and driver circuits are arranged, 103 a shift register for temporarily holding recording data to be recorded, and 107 a desired register in the driver / heater array A decoder circuit for selecting and driving the heater block, 104 is an input circuit including a shift register and a buffer for inputting a digital signal to the decoder, 110 is an input terminal, 121 is a temperature of the substrate, and detects the information. Temperature detection block that converts and outputs a digital signal, 122 is information specific to the board, For example, the heater resistance value, the ON resistance value of the driver transistor, etc. are ranked, and the information is written in a non-illustrated non-volatile memory (ROM) arranged on the same substrate, and ROM information for reading as necessary. A reading block 123 is specific information to be written in the ROM, a rank dividing element for measuring the heater resistance value and the ON resistance value of the transistor, and 105 is a power supply buffer circuit for supplying a gate voltage to the transistors of the driver array 101.
[0090]
H1300 is an electric wiring board on which an external signal input terminal H1301 to which a clock signal (CLK), a power supply voltage (Vdd), an analog power supply voltage (VddA) and the like are input is formed, and 160 is a power supply voltage (Vdd). It is a capacitor for noise component removal that is commonly connected to the analog power supply voltage (VddA). The recording element substrate H1100 and the electrical wiring substrate H1300 are connected by a flexible cable 150.
[0091]
FIG. 12 is a diagram showing an equivalent circuit (a) for one segment of the driver / heater array 105 and an equivalent circuit (b) corresponding to one bit of the shift register 103. FIG. 13 is a timing chart showing signal states at various parts from the shift register to the heater. Hereinafter, with reference to FIGS. 12 and 13, a series of operations from when recording information is sent to the shift register to when it is driven by supplying current to the heater will be described.
[0092]
Recording data is supplied to the DATA terminal in synchronization with the clock pulse applied to the CLK terminal. The shift register temporarily stores the recording data, and the latch circuit holds the data by a latch signal applied to the BG terminal. After that, the block selection signal for selecting the heater group divided into the desired blocks and the recording data held in the latch circuit are ANDed in a matrix form in synchronization with the HE signal that directly determines the current driving time. Heater current flows. This series of operations is repeated for each block of 0-15.
[0093]
At this time, since the frequency of the clock pulse is a high frequency of 1 MHz to 20 MHz, the power supply terminal Vdd that supplies power to the input circuit 104 and the shift register 103 connected to the clock pulse input terminal CLK is as shown in FIG. Noise due to high-frequency components rides in synchronization with the clock pulse.
[0094]
FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the temperature detection block 121 that detects the temperature of the printing element substrate H1100, digitizes the information, and outputs the digitized information. FIG. 15 shows the clock CLK and the output TO of the temperature detection block 121. It is a timing chart which shows the state of this signal. Hereinafter, the operation of the temperature detection block 121 will be described with reference to FIGS. 14 and 15.
[0095]
As shown in FIG. 14, the temperature detection block 121 includes a thermal voltage generator 1401 that generates a voltage having a substantially linear characteristic with respect to the temperature, and a band gap voltage generator that generates a voltage that is substantially invariant with respect to the temperature. 1402. The outputs from both are passed through the buffer circuit 1403 and then compared by the comparator 1404 to output temperature information from the TO terminal.
[0096]
At this time, the output from the band gap voltage generator 1402 is set to a voltage value corresponding to the temperature to be detected by the division ratio using a plurality of resistors 1405, and the switch 1406 connected to the dividing point of each resistor 1405 is set. By sequentially switching with a shift register that operates in synchronization with the clock pulse, digital information relating to temperature at a desired resolution can be obtained. In this embodiment, the thermal voltage generator 1401 generates a voltage having a temperature characteristic of 10 mV / ° C., and the voltage at the dividing point of the plurality of resistors 1405 is 12 points in increments of 50 mV. As a result, the comparison result by the comparator 1404 for 12 temperatures at intervals of 5 ° C. is serially output from the T0 terminal in synchronization with the clock signal. Therefore, the same result as that obtained by digitally converting the result of comparing the temperature in the range of 60 ° C. with the resolution of 5 ° C. is obtained.
[0097]
At this time, since the thermal voltage generation unit 1401 and the band gap voltage generation unit 1402 handle a minute voltage of about 10 mV, noise due to the above clock is present in the power supply line from the power supply terminal VddA of the temperature detection block 121. It is desirable to avoid mixing as much as possible.
[0098]
For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 11, on the recording element substrate H1100, the Vdd terminal is used so that noise caused by the clock pulse does not enter (is not transmitted to) the temperature detection block 121 via the power supply terminal. And VddA terminals are spaced apart from each other so as not to be adjacent to each other. Also in the wiring path in the recording element substrate H1100, these wirings are separated so as not to transmit noise, and are arranged so as not to be adjacent to each other.
[0099]
Further, in the flexible cable 150 that connects the recording element substrate H1100 and the electric wiring substrate H1300, the thin wires are arranged in parallel over a relatively long distance (about several tens of centimeters). The inductance component and the capacitance component between the wirings have a great influence, and here, there is a high possibility that digital noise caused by high-frequency clock pulses is mixed in the analog signal.
[0100]
In this embodiment, in order to reduce this noise contamination, a capacitor 160 is connected between the GND terminal and the portion where the Vdd terminal and the VddA terminal are short-circuited on the electric wiring board H1300 as shown in FIG. Yes. Thereby, it is configured to suppress mixing of noise in the flexible cable 150 and the electric wiring board H1300.
[0101]
Note that it is desirable to use a capacitor 160 having excellent frequency characteristics as much as possible in order to cut high frequency noise, and the capacitance value is preferably about 0.1 μF to 10 μF.
[0102]
As described above, according to the present embodiment, the terminal to which the analog circuit power supply voltage is applied and the terminal to which the digital circuit power supply voltage is applied are short-circuited in the vicinity of the external input terminal of the electric circuit board of the recording head. Further, by adding a bypass capacitor to this, it is possible to avoid the noise of the digital circuit from being mixed into the analog circuit and to reduce the noise level itself.
[0103]
Further, according to the present embodiment, the noise generated inside the substrate is mixed with each other by arranging the power supply terminal of the analog circuit and the power supply terminal of the digital circuit so as not to transmit noise in the element substrate. This can be suppressed.
[0104]
As a result, for example, the operation accuracy of analog circuits such as a substrate temperature detection circuit and a heater resistance value monitor circuit is improved, and as a result, an improvement in performance such as improvement in recording quality of the recording head and prevention of malfunction is realized.
[0105]
In the present embodiment, the configuration on the electric circuit wiring such as a short circuit between the power supply voltage terminal of the analog circuit and the power supply voltage terminal of the digital circuit and the addition of a bypass capacitor, the analog circuit power supply and the digital circuit in the recording element substrate Although the example provided with both the structure which spaced apart and arrange | positioned the power supply was demonstrated, even if it is a structure provided only with either one, the above each effect can be acquired.
[0106]
The noise countermeasure configuration as described above is particularly effective when the clock pulse frequency is 5 MHz or more.
[0107]
In the present embodiment, the substrate temperature, the heater resistance value, and the like have been described as examples of information to be detected by the analog circuit. However, the present invention is not limited to this, and the resistance value of the driver transistor, the individual value of the switching speed, the ink It goes without saying that the same effect can be expected for analog circuits that handle quantities such as the remaining amount and protective film thickness.
[0108]
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the liquid droplets ejected from the recording head have been described as ink, and the liquid stored in the ink tank has been described as ink. However, the storage is limited to ink. It is not a thing. For example, a treatment liquid discharged to the recording medium may be accommodated in the ink tank in order to improve the fixability and water resistance of the recorded image or to improve the image quality.
[0109]
The above embodiment includes means (for example, an electrothermal converter, a laser beam, etc.) that generates thermal energy as energy used for performing ink discharge, particularly in the ink jet recording system, and the ink is generated by the thermal energy. By using a system that causes a change in the state of recording, it is possible to achieve higher recording density and higher definition.
[0110]
As its typical configuration and principle, for example, those performed using the basic principle disclosed in US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740,796 are preferable. This method can be applied to both the so-called on-demand type and continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, it is arranged corresponding to the sheet or liquid path holding the liquid (ink). By applying at least one driving signal corresponding to the recording information and applying a rapid temperature rise exceeding the nucleate boiling to the electrothermal transducer, the thermal energy is generated in the electrothermal transducer, and the recording head This is effective because film boiling occurs on the heat acting surface of the liquid, and as a result, bubbles in the liquid (ink) corresponding to the drive signal on a one-to-one basis can be formed.
[0111]
By the growth and contraction of the bubbles, liquid (ink) is ejected through the ejection opening to form at least one droplet. It is more preferable that the drive signal has a pulse shape, since the bubble growth and contraction is performed immediately and appropriately, and thus liquid (ink) discharge with particularly excellent responsiveness can be achieved.
[0112]
As this pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Further excellent recording can be performed by employing the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the temperature rise rate of the heat acting surface.
[0113]
As the configuration of the recording head, in addition to the combination configuration (straight liquid flow path or right-angle liquid flow path) of the discharge port, the liquid path, and the electrothermal transducer as disclosed in each of the above-mentioned specifications, the heat acting surface The configurations using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose a configuration in which is disposed in a bending region, are also included in the present invention. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-123670, which discloses a configuration in which a common slot is used as a discharge portion of an electrothermal transducer, or an opening that absorbs a pressure wave of thermal energy is discharged to a plurality of electrothermal transducers. A configuration based on Japanese Patent Laid-Open No. 59-138461 disclosing a configuration corresponding to each part may be adopted.
[0114]
Furthermore, as a full-line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus, the length is satisfied by a combination of a plurality of recording heads as disclosed in the above specification. Either a configuration or a configuration as a single recording head formed integrally may be used.
[0115]
In addition to the cartridge-type recording head in which the ink tank is integrally provided in the recording head itself described in the above embodiment, it can be electrically connected to the apparatus body by being mounted on the apparatus body. A replaceable chip type recording head that can supply ink from the apparatus main body may be used.
[0116]
In addition, it is preferable to add recovery means for the recording head, preliminary means, etc. to the configuration of the recording apparatus described above, since the recording operation can be further stabilized. Specific examples thereof include a capping unit for the recording head, a cleaning unit, a pressure or suction unit, an electrothermal converter, a heating element different from this, or a preheating unit using a combination thereof. In addition, it is effective to provide a preliminary ejection mode for performing ejection different from recording in order to perform stable recording.
[0117]
Further, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the recording mode of only the mainstream color such as black, but the recording head may be integrated or may be a combination of a plurality of colors. An apparatus having at least one of full colors can also be provided.
[0118]
In the embodiment described above, the description is made on the assumption that the ink is a liquid. However, even if the ink is solidified at room temperature or lower, it may be softened or liquefied at room temperature. Alternatively, the ink jet method generally controls the temperature of the ink so that the viscosity of the ink is within a stable discharge range by adjusting the temperature within a range of 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. It is sufficient if the ink sometimes forms a liquid.
[0119]
In addition, it is solidified in a stand-by state in order to actively prevent temperature rise by heat energy as energy for changing the state of ink from the solid state to the liquid state, or to prevent ink evaporation. Ink that is liquefied by heating may be used. In any case, by applying heat energy according to the application of thermal energy according to the recording signal, the ink is liquefied and liquid ink is ejected, or when it reaches the recording medium, it already starts to solidify. The present invention can also be applied to the case of using ink having the property of liquefying for the first time.
[0120]
In such a case, the ink is held as a liquid or solid in a porous sheet recess or through-hole as described in JP-A-54-56847 or JP-A-60-71260, It is good also as a form which opposes with respect to an electrothermal converter. In the present invention, the most effective one for each of the above-described inks is to execute the above-described film boiling method.
[0121]
Note that the present invention can be applied to a system including a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a reader, and a printer), and a device (for example, a copying machine and a facsimile device) including a single device You may apply to.
[0122]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the noise of the digital circuit can be avoided from being mixed into the analog circuit, and the noise level itself can be lowered.
[0123]
As a result, for example, the operation accuracy of analog circuits such as a substrate temperature detection circuit and a heater resistance value monitor circuit is improved, and as a result, an improvement in performance such as improvement in recording quality of the recording head and prevention of malfunction is realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a state in which an exterior member of what is shown in FIG. 1 is removed. FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a recording head cartridge used in an embodiment of the invention is assembled.
4 is a diagram illustrating a state in which the recording head cartridge illustrated in FIG. 3 is separated into a recording head and an ink tank. FIG.
5 is an exploded perspective view of the recording head shown in FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a scanner cartridge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram schematically showing an overall configuration of an electrical circuit in an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing an internal configuration of the main PCB shown in FIG. 7;
9 is a block diagram showing an internal configuration of the ASIC shown in FIG.
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a recording head according to an embodiment of the invention.
FIG. 12 is an equivalent circuit diagram for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a timing chart for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram (temperature detection block) for explaining the contents of the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a timing chart of the temperature detection block in the embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a timing chart for explaining the effect of the present invention;
[Explanation of symbols]
101 Heater, driver
121 Temperature detection block
103 Shift register
150 Flexible cable
160 capacitor
M4000 recording unit
M4001 Carriage
M4002 Carriage cover
M4007 Headset lever
M5000 recovery unit
E0011 Contact FPC (Flexible Print Cable)
E0012 CRFFC (flexible flat cable)
E0013 Carriage board
E0014 main board
E0015 Power supply unit
H1000 recording head cartridge
H1001 Recording head
H1100 element substrate
H1200 first plate
H1201 Ink supply port
H1300 Electric wiring board
H1301 External signal input terminal
H1400 second plate
H1500 tank holder
H1501 ink flow path
H1600 flow path forming member
H1700 filter
H1800 seal rubber
H1900 ink tank

Claims (10)

記録素子および入力された記録データに応じて前記記録素子を駆動する駆動手段を含むデジタル回路と、素子基板の状態に関する情報を検知する検知手段を含むアナログ回路と、電気的に接続するための複数の端子と、が半導体プロセスによって形成された素子基板と、
前記素子基板の前記端子とフレキシブルケーブルを介して接続されており、前記素子基板に対して信号の入出力を行うための外部入力端子を複数備えた電気回路基板とを有し、
前記デジタル回路の電源配線と前記アナログ回路の電源配線とは、前記電気回路基板において一端が接地されたコンデンサの他端に共通に接続されており、前記デジタル回路の電源配線と前記アナログ回路の電源配線とは前記素子基板内において隣接しないように配されていると共に、
前記素子基板の前記複数の端子の内、前記デジタル回路の電源配線が接続された端子と前記アナログ回路の電源配線が接続された端子とは、前記素子基板において他の端子を挟んで離間した位置に配されていることを特徴とする記録ヘッド。
A digital circuit including a recording element and a driving unit that drives the recording element according to input recording data, and an analog circuit including a detecting unit that detects information on the state of the element substrate, and a plurality of electrical circuits for electrical connection And an element substrate formed by a semiconductor process,
The elements are connected through the terminals and the flexible cable of the substrate, have a electric circuit board having a plurality of external input terminals for inputting and outputting signals to the element substrate,
The power supply wiring of the digital circuit and the power supply wiring of the analog circuit are commonly connected to the other end of the capacitor whose one end is grounded on the electric circuit board, and the power supply wiring of the digital circuit and the power supply of the analog circuit The wiring is arranged so as not to be adjacent in the element substrate ,
Of the plurality of terminals of the element substrate, the terminal to which the power supply wiring of the digital circuit is connected and the terminal to which the power supply wiring of the analog circuit is connected are spaced apart from each other with the other terminals on the element substrate. A recording head characterized by being arranged in
前記デジタル回路は、前記記録データを一時的に格納するシフトレジスタおよび該シフトレジスタに格納されたデータを保持させるラッチを含むことを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッド。  The recording head according to claim 1, wherein the digital circuit includes a shift register that temporarily stores the recording data, and a latch that holds the data stored in the shift register. 前記アナログ回路は、前記素子基板の外部の温度を検知する手段またはヒータ抵抗値をモニターするための手段を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の記録ヘッド。  3. The recording head according to claim 1, wherein the analog circuit includes means for detecting a temperature outside the element substrate or means for monitoring a heater resistance value. インクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の記録ヘッド。  The recording head according to claim 1, wherein the recording head is an ink jet recording head that performs recording by discharging ink. 前記記録素子は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するべく、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とする請求項4に記載の記録ヘッド。  The recording head according to claim 4, wherein the recording element includes an electrothermal transducer for generating thermal energy to be applied to the ink so as to eject the ink using thermal energy. 前記検知手段は、前記素子基板の温度を検出することを特徴とする請求項5に記載の記録ヘッド。  The recording head according to claim 5, wherein the detection unit detects a temperature of the element substrate. 前記デジタル回路は、前記電気熱変換体の抵抗値、前記駆動手段が動作する際の抵抗値、および前記素子基板を構成する各層の厚さに関する情報の少なくとも1つを格納するメモリを含むことを特徴とする請求項5または6に記載の記録ヘッド。  The digital circuit includes a memory that stores at least one of a resistance value of the electrothermal transducer, a resistance value when the driving unit is operated, and information on a thickness of each layer constituting the element substrate. The recording head according to claim 5, wherein the recording head is a recording head. 前記コンデンサの容量が、0.1μF以上であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の記録ヘッド。  The recording head according to claim 1, wherein the capacitor has a capacitance of 0.1 μF or more. 前記コンデンサの容量が、10μF以下であることを特徴とする請求項8に記載の記録ヘッド。  The recording head according to claim 8, wherein the capacitor has a capacitance of 10 μF or less. 請求項1から9のいずれかに記載の記録ヘッドを用いて記録を行うことを特徴とする記録装置。  A recording apparatus that performs recording using the recording head according to claim 1.
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