JP4994896B2 - 液体吐出ヘッド用基板、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、高画質で低コストな液体吐出ヘッド用基板を目的とする。
図6は本発明の実施形態である液体吐出装置の概観図である。図6において、インクジェットカートリッジIJCが搭載されたキャリッジHCは、キャリッジモータ5013で矢印a,b方向に往復移動される。インクジェットカートリッジIJCは、液体吐出ヘッドIJH(以下、ヘッド)及びヘッドから吐出される液体を貯蔵するタンクITを具備する。プラテン5000は記録紙(記録媒体)Pを搬送する。吸引ユニット5015はヘッドの前面をキャップするキャップ部材5022のキャップ内部を、キャップ内開口5023を介してヘッドの吸引回復動作を行う。液体吐出装置は、クリーニングブレード5017をさらに含む。
図8は液体吐出装置の制御回路の構成を示すブロック図である。図8において、1700は記録信号を入力するインタフェース、1701はmicro processing unit(MPU)、1702はMPU1701が実行する制御プログラムを格納するread-only memory(ROM)、1703は各種データ(上記記録信号や液体吐出ヘッドに供給される記録データ等)を保存しておくdynamic random access memory(DRAM)である。1704は液体吐出ヘッドIJHに対する記録データの供給制御を行うゲートアレイ(G.A.)であり、インタフェース1700、MPU1701、DRAM1703間のデータ転送制御も行う。以上は液体吐出装置本体側の制御部1001が有する構成である。
素子基板1は、複数の供給口と、該供給口の両側に沿って配置される複数のヒータで構成されるヒータ列と、を1つの基板に有するマルチインクチャネル形態である。このような基板を用いることで基板数削減による実装負荷の軽減、複数ヒータ列の駆動回路信号の共有による入力信号数の削減および基板面積削減、回路機能の共有による基板面積削減、等が可能となる。
図1は第一の実施形態において、基板上に隣接して形成された供給口の間に配置される回路を示す回路図である。シフトレジスタ301は、プリンタ本体から供給されるクロック信号CLK511に同期して、記録データ512をシリアル転送し格納する1ビットのシフトレジスタ301である。ラッチ回路302、303はラッチ信号LTに従ってシフトレジスタに入力されたデータをパラレルデータとして保持する。
まず図3(a)に示す従来構成における各入力信号のパターンを説明する。
本実施形態では図3(b)に示すように、M+nビットのデータ512およびクロック信号(CLK)511を、1周期で2度入力する。データ512およびクロック信号(CLK)511が入力し終ってラッチ信号(LT1,LT2)513、514がLow(ON)となるまでの時間は、データがシフトレジスタに格納されラッチ回路に伝達するのに充分な時間(40ns程度)とする。データ512およびクロック信号(CLK)511の1回目と2回目の間隔はLT1信号513が入力されラッチされるのに充分な時間(150ns程度)とする。1回目のM+nビットのデータ512はクロック信号511によりシフトレジスタ301に入力され、ラッチ信号(LT1)513により、左半分の回路を構成するラッチ回路302に保持される。2回目のM+nビットのデータはクロック信号311により再びシフトレジスタに入力され、ラッチ信号(LT2)514により右半分の回路を構成するラッチ回路303に保持される。その後、それぞれのロジック回路114においてHE信号515を入力し、信号がLow(ON)となるタイミングでそれぞれの列で選択されたヒータに電流を流す。ここではHE信号515を2列分の回路で共用したが、それぞれ異なるHE信号を入力しても良い。たとえば各列でインクの吐出量が異なる場合や温度差がある場合など、HE信号515のパルス幅を各列の吐出量や温度などに応じて変え、印加するエネルギーの調整をするとよい。
図2は、図1の回路の素子基体上の実態レイアウトの例を示している。図2に示すように、シフトレジスタの両側に、ラッチ回路、駆動回路、記録素子列、該記録素子に液体を供給する供給口が順に配置される。図示したレイアウトは、M×N個で構成されるヒータを長穴形状の供給口109の両側に対称的に2列配置した場合の、隣り合う供給口間に配置される回路について示してある。図2において、供給口の両側に、供給口側から順に、複数のヒータからなるヒータ列110、ドライバトランジスタ111、ロジック回路114、BLE信号線112、ラッチ回路303、共有されたシフトレジスタ301が、配置されている。
上述のように、記録素子を駆動する回路構成において、隣り合う一対の供給口間の記録素子のシフトレジスタの機能を共有することで、回路素子の絶対数を減らし、素子基板面積の縮小が可能となる。ここで空いたスペースに、定電流回路等の高画質のための回路を配置してもよい。さらに、隣り合う一対の供給口間の記録素子の駆動に関わるラッチ回路は、各記録素子列毎に設けることで隣接する列の同時駆動が可能となる。
第1の実施形態においては、吐出するインク液適量が同一であったが、本実施形態は、同一のヒータ列で吐出するインク液滴量が異なる形態を示す。
本実施形態における入力信号パターンを図5に示す。
第一の実施形態と同様、シフトレジスタ901に、M+nビットのデータ802およびクロック信号(CLK)801を入力する。ここで、本実施形態においては、1つのシフトレジスタ901からの信号を4つのラッチ回路で受ける為、1周期で4回DATA信号802を入力する。第一の実施形態では図3(b)に示すように1周期でヒータ2列分のデータを入れていたが、本実施形態ではそれに加え、大液滴と小液滴のデータを入力する。つまり、シフトレジスタ901を中心に、左の大液滴データ、左の小液滴データ、右の大液滴データ、右の小液滴データ、の4種類のデータを入力する。これらのデータはラッチ信号803、804、805、806に応答して入力され、対応する左右のラッチ回路903,904にそれぞれ保持される。全てのラッチ回路が各データを保持した状態で、ヒートイネーブル信号(HE)807が入力され、ロジック回路906により論理積が取られることで、小液滴と大液滴のヒータは同時に駆動することが可能となる。
本実施形態における基板上のレイアウトについても第1の実施形態と同様、図2を用いて説明することができる為、同様の部分は省略する。第1の実施形態との違いは、ヒータ列110において、大液滴用ヒータと、小液滴用ヒータとが供給口の長さ方向に交互に並んで配置されている点と、BLE信号線の本数がN/2本であるという点である。また、ラッチ回路は大液滴用ラッチ回路903と小液滴用ラッチ回路904とが、時分割駆動の各グループごとに設けられている。なお、このような構成をとるのは供給口間の回路だけであり、素子基板両端のシフトレジスタについては従来構成と同じ回路構成となる。
第三の実施形態では、信号転送とインク吐出を同時に行うことで、より高速で駆動する場合の形態を示す。
本実施形態における入力信号パターンを図12に示す。
図12のクロック信号1201、データ1202は、図11のCLK端子511とDATA端子512からそれぞれシフトレジスタに入力される。図12のラッチ信号1203(LT1)は、図11のLT1端子(513)からラッチ回路1102に入力され、図12のラッチ信号1204(LT2)は、図11のLT2端子(514)からラッチ回路1104と1103に入力される。図12のHE信号1205は、図11のHE端子(515)に入力される。クロック信号1201、データ1202、ラッチ信号1203(LT1)、1204(LT2)の信号および動作タイミングは第一の実施形態と同様である。
本実施形態における基板上のレイアウトについても第1の実施形態と同様、図2を用いて説明することができる為、同様の部分は省略する。ラッチ回路1102〜1104はシフトレジスタ1101に比べレイアウト面積が半分以下であるため、ラッチ回路を2個搭載しても図10に示した従来構成と比べても基板面積は小さい。
106 デコーダ
109 供給口
110 記録素子
302、302、902、903、904 ラッチ回路
301、901 シフトレジスタ
302、303 ラッチ回路
Claims (10)
- 第1の供給口と、前記第1の供給口から供給された第1のインクを用いて記録する複数の記録素子を配列してなる第1の記録素子列と、前記第1の記録素子列の記録素子を駆動するための第1の駆動回路と、前記第1の駆動回路に入力する記録信号をパラレルに保持する第1のラッチ回路と、がこの順に配置されている第1の群と、
第2の供給口と、前記第2の供給口から供給された第2のインクを用いて記録する複数の記録素子を配列してなる第2の記録素子列と、前記第2の記録素子列の記録素子を駆動するための第2の駆動回路と、前記第2の駆動回路に入力する記録信号をパラレルに保持する第2のラッチ回路と、がこの順に配置されている第2の群と、を有する液体吐出ヘッド用基板であって、
シリアルに入力された記録信号を前記第1のラッチ回路と前記第2のラッチ回路とに共通に出力するシフトレジスタを、前記第1のラッチ回路と前記第2のラッチ回路との間の位置に配置し、
前記第1のラッチ回路と前記第2のラッチ回路とは、互いに異なるタイミングで前記シフトレジスタから記録信号をラッチすることを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。 - 前記第1のインクと前記第2のインクとは、異なる色であることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド用基板。
- 前記第1の供給口と前記第2の供給口とは、並行に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド用基板。
- 前記各駆動回路は、対応する前記ラッチ回路の保持した記録信号とヒートイネーブル信号とに基づいて、対応する前記複数の記録素子を駆動することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
- 前記ヒートイネーブル信号は、前記駆動回路ごとに設けられていることを特徴とする請求項4に記載の液体吐出ヘッド用基板。
- 前記第1および第2記録素子列のそれぞれは、予め定められた数の記録素子を単位とした複数のグループにわけられ、
前記ラッチ回路と前記シフトレジスタとは前記グループ毎に対応するようにそれぞれ複数設けられており、
所定のタイミングで前記グループ内のいずれか1つの記録素子を選択する選択信号を生成するデコーダをさらに有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド用基板。 - 前記デコーダは、前記第1の記録素子列に対応する第1のデコーダと、前記第2の記録素子列に対応する第2のデコーダと、を有しており、
前記第1のデコーダおよび前記第2のデコーダは、共通の第2シフトレジスタからラッチされた信号を用いて前記選択信号を生成することを特徴とする請求項6に記載の液体吐出ヘッド用基板。 - 前記第1の記録素子列および前記第2の記録素子列のそれぞれは、吐出される液滴量の異なる第1の記録素子群と第2の記録素子群とを有し、
前記第1のラッチ回路および前記第2のラッチ回路のそれぞれは、前記第1の記録素子群に対応する第1ラッチ回路部と前記第2の記録素子群に対応する第2ラッチ回路部とに分けられており、
前記第1のラッチ回路部と前記第2のラッチ回路部とは、互いに異なるタイミングで前記シフトレジスタから記録信号をラッチすることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド用基板。 - 請求項1乃至8のいずれかに1項に記載の液体吐出ヘッド用基板と、前記供給口に連通し、液体が流れる流路と液体を吐出する吐出口とが設けられた部材と、を有する液体吐出ヘッド。
- 請求項9に記載の液体吐出ヘッドに記録信号を送信し、前記液体吐出ヘッドを用いて液体を記録媒体に吐出して記録を行う液体吐出装置。
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